真核細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)蛋白質(zhì)分選與膜泡運(yùn)輸沈婷

關(guān)于真核細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)蛋白質(zhì)分選與膜泡運(yùn)輸沈婷第1頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月形態(tài)學(xué)（電鏡超薄切片）和生化：真核細(xì)胞內(nèi)具有發(fā)達(dá)的細(xì)胞內(nèi)膜相結(jié)構(gòu)，將細(xì)胞分為不同的區(qū)室，稱為細(xì)胞內(nèi)區(qū)室化，是真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的基本特征之一。第2頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月細(xì)胞內(nèi)區(qū)室化是真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的基本特征之一。細(xì)胞內(nèi)被膜：1.細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)；2.細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)；3.其他由膜包被的各類細(xì)胞器（如線粒體）第3頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的涵義與功能在真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，除去可分辨的細(xì)胞器以外的膠狀物質(zhì)，稱細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。第4頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的涵義與功能在真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，除去可辨認(rèn)的細(xì)胞器以外的膠狀物質(zhì)，稱細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，是細(xì)胞的重要部分。細(xì)胞組分

數(shù)目

體積比細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞核內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體溶酶體胞內(nèi)體過(guò)氧化物酶體線粒體

11113002004001700

54612311122第5頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月蛋白質(zhì)占20-30%胞質(zhì)溶膠——

用差速離心法分離細(xì)胞勻漿物組分，先后除去細(xì)胞核、線粒體、溶酶體、高爾基體和細(xì)胞質(zhì)膜等細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)后，存留在上清液中的主要是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的成分。第6頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的涵義主要成分：１）中間代謝有關(guān)的數(shù)千種酶類２）細(xì)胞質(zhì)骨架結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)：１）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是一個(gè)高度有序的體系；在細(xì)胞基質(zhì)中，蛋白質(zhì)、分泌泡、細(xì)胞器固定在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的某些部位，或沿細(xì)胞骨架定向運(yùn)動(dòng)。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是蛋白質(zhì)與脂質(zhì)合成場(chǎng)所。

２）通過(guò)弱鍵而相互作用處于動(dòng)態(tài)平衡的結(jié)構(gòu)體系多數(shù)蛋白質(zhì)結(jié)合在微絲上，這種特異性的結(jié)合與細(xì)胞生理狀態(tài)，組織的發(fā)育，細(xì)胞分化程度有關(guān)mRNA在細(xì)胞中區(qū)域性分布，對(duì)子代個(gè)體胚胎發(fā)育早期的細(xì)胞分化起著重要的作用。第7頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的功能（一）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)在物質(zhì)代謝中起重要作用（二）與細(xì)胞質(zhì)骨架相關(guān)的。（三）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)在蛋白質(zhì)的修飾、蛋白質(zhì)選擇性的降解等方面也起著重要作用。第8頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)及其功能細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)——是指在結(jié)構(gòu)、功能及發(fā)生上相互關(guān)聯(lián)、由膜包被的細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)，主要包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、胞內(nèi)體和分泌泡等。內(nèi)膜系統(tǒng)研究技術(shù)電鏡技術(shù)：揭示超微結(jié)構(gòu)；免疫標(biāo)記和放射自顯影技術(shù)：功能定位；離心技術(shù)：組分分離和分析；遺傳突變體分析技術(shù)：膜泡運(yùn)輸和功能機(jī)制第9頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)膜系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特征：將細(xì)胞中的生化合成、分泌和內(nèi)吞作用連接形成動(dòng)態(tài)的、相互作用的網(wǎng)絡(luò)。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的蛋白和脂通過(guò)分泌活動(dòng)進(jìn)入分泌泡運(yùn)送到工作部位；細(xì)胞通過(guò)內(nèi)吞途徑將細(xì)胞外的物質(zhì)送到溶酶體降解。第10頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）——由封閉的管狀或扁平囊狀膜系統(tǒng)及其包被的腔形成互相溝通的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通常占細(xì)胞膜系統(tǒng)的一半左右，體積占細(xì)胞總體積的10%以上。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是典型的異質(zhì)性細(xì)胞器，在細(xì)胞分裂時(shí)，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)要經(jīng)歷解體和重建的過(guò)程。第11頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的存在大大增加了細(xì)胞內(nèi)膜的表面積，為酶反應(yīng)提供了結(jié)合位點(diǎn)；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成的封閉體系，將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成的物質(zhì)分隔開(kāi)來(lái)，更有利于它們的加工和運(yùn)輸；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是細(xì)胞內(nèi)除核酸以外的生物大分子如蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和糖類的合成基地。第12頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能微粒體——在細(xì)胞勻漿和超速離心過(guò)程中，由破碎的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成的近似球形的囊泡結(jié)構(gòu)，包含內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和核糖體兩種組分。是人工產(chǎn)物。微粒體第13頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（一）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的兩種基本類型粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（RER）和光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（SER）RER多呈扁囊狀，排列整齊，表面分布大量的核糖體。功能是合成分泌性的蛋白質(zhì)和多種膜蛋白。易位子——是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的一種蛋白復(fù)合體，中央有一直徑2nm的通道，其功能與新合成的多肽進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有關(guān)。SER呈分支管狀，表面無(wú)核糖體。是脂質(zhì)合成的重要場(chǎng)所。SER只是RER連續(xù)結(jié)構(gòu)的一部分。作為出芽的位點(diǎn)，將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白質(zhì)或脂質(zhì)轉(zhuǎn)移到高爾基體內(nèi)。第14頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第15頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第16頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第17頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）ER的功能ER是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)與脂類合成的基地。幾乎全部脂類和多種重要蛋白質(zhì)都在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成。1、蛋白質(zhì)的合成是RER的主要功能在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白包括分泌蛋白、整合膜蛋白、構(gòu)成內(nèi)膜系統(tǒng)細(xì)胞器中的可溶性駐留蛋白（需要隔離或修飾）。其它多肽由細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中“游離”的核糖體合成。注意：細(xì)胞中蛋白質(zhì)都是在核糖體上合成的，并都是起始于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中“游離”的核糖體。第18頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

1.蛋白質(zhì)的合成

細(xì)胞中的蛋白質(zhì)都是在核糖體上合成的，并都是起始于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。有些蛋白質(zhì)剛合成不久便轉(zhuǎn)移至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，繼續(xù)進(jìn)行蛋白質(zhì)合成，這些蛋白質(zhì)包括：⑴向細(xì)胞外分泌的蛋白質(zhì)：酶、抗體、多肽類激素、胞外基質(zhì)成分等；⑵膜的整合蛋白：細(xì)胞質(zhì)膜以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體膜上的膜蛋白；⑶構(gòu)成內(nèi)膜系統(tǒng)細(xì)胞器中的可溶性駐留蛋白：溶酶體和植物液泡中的酸性水解酶、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體中固有的蛋白。其它的多肽是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中“游離”核糖體上合成的，包括:（1）預(yù)定滯留在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的駐留蛋白：如糖酵解酶和細(xì)胞骨架蛋白；（2）質(zhì)膜外周蛋白：血影蛋白和錨蛋白；（3）核輸入蛋白、轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體、葉綠體和過(guò)氧物酶體的蛋白。

第19頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月Translocationcobegin信號(hào)識(shí)別顆粒當(dāng)SRP信號(hào)肽結(jié)合后啟動(dòng)新生肽鏈的翻譯初生多聚信號(hào)肽信號(hào)肽顆粒受體與核糖體易位子作用添加到粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的受體信號(hào)肽顆粒替換與循環(huán)開(kāi)始翻譯與轉(zhuǎn)移粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的SRP受體蛋白第20頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）ER的功能2、SER是脂質(zhì)合成的重要場(chǎng)所合成細(xì)胞所需絕大多數(shù)膜脂（包括磷脂和膽固醇）。磷脂合成酶是膜整合蛋白，活性位點(diǎn)朝向細(xì)胞質(zhì)。磷脂轉(zhuǎn)位因子（轉(zhuǎn)位酶）對(duì)含膽堿的磷脂要比對(duì)含絲氨酸、乙醇胺和肌醇的磷脂轉(zhuǎn)位能力強(qiáng)，因此磷脂酰膽堿更容易被轉(zhuǎn)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的腔內(nèi)，從而導(dǎo)致了脂類在膜上分布的不對(duì)稱性。磷脂的轉(zhuǎn)運(yùn)方式：出芽、磷脂轉(zhuǎn)換蛋白。第21頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2.脂質(zhì)的合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的構(gòu)成細(xì)胞所需要的包括磷脂和膽固醇在內(nèi)的幾乎全部的膜脂，其中最主要的是磷脂酰膽堿（卵磷脂）。合成磷脂所需要的三種酶（?；D(zhuǎn)移酶、磷酸酶、膽堿磷酸轉(zhuǎn)移酶）都定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上合成的磷脂幾分鐘后，就由細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)一側(cè)轉(zhuǎn)向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔面，這種轉(zhuǎn)運(yùn)可能借助一種磷脂轉(zhuǎn)位因子（phospholipidtranslocator）或稱轉(zhuǎn)位酶（flippase）來(lái)完成。膽堿磷酸酯轉(zhuǎn)移酶甘油磷脂磷脂酰膽堿甘油磷脂磷脂酸鹽二磷酸甘油酯酰基轉(zhuǎn)移酶磷脂轉(zhuǎn)位因子第22頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月楊P13213-1第23頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月合成的磷脂由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向其它膜轉(zhuǎn)運(yùn)主要有兩種方式：⑴以出芽的方式轉(zhuǎn)運(yùn)到高爾基體、溶酶體和細(xì)胞膜上；⑵憑借水溶性的載體蛋白－磷脂轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（phospholipidexchangeproteins，PEP）在膜之間轉(zhuǎn)運(yùn)磷脂。

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜小泡細(xì)胞質(zhì)膜第24頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、蛋白質(zhì)的修飾和加工細(xì)胞對(duì)蛋白質(zhì)的修飾加工主要包括糖基化、羥基化、?；托纬啥蜴I等。糖基化：在糖基轉(zhuǎn)移酶的作用下，把連接在磷酸多萜醇上的寡糖鏈轉(zhuǎn)移到蛋白質(zhì)的天冬酰胺殘基上。糖基化主要有兩種方式。N-連接的糖基化（Asn）O-連接的糖基化（Ser/Thr或Hylys/Hypro）（二）ER的功能第25頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4、新生多肽的折疊與組裝內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔是非還原性的內(nèi)腔，易于形成二硫鍵。蛋白二硫鍵異構(gòu)酶（PDI）：切斷二硫鍵，幫助新合成的蛋白重新形成二硫鍵并處于正確的折疊狀態(tài)。結(jié)合蛋白（Bip）：識(shí)別錯(cuò)誤折疊的蛋白或未裝配好的蛋白亞單位，并促進(jìn)重新折疊與裝配。PDI和Bip蛋白具有4肽信號(hào)（KDEL或HDEL）以保證滯留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中。Bip屬于熱休克蛋白70家族。（二）ER的功能第26頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的其他功能——SER的其他功能解毒功能：肝細(xì)胞中的SER是合成外輸性脂蛋白顆粒的基地。SER中有一些能清除脂溶性廢物和有害物質(zhì)的酶，如細(xì)胞色素P450家族酶系，可將不溶于水的有毒物質(zhì)和代謝產(chǎn)物羥基化為溶于水的物質(zhì)，經(jīng)尿液排出。合成固醇類激素：生殖腺內(nèi)分泌細(xì)胞的SER。儲(chǔ)存Ca2+：肌質(zhì)網(wǎng)（特化的SER）膜上的Ca2+-ATP酶將細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中Ca2+泵入肌質(zhì)網(wǎng)腔中。（二）ER的功能第27頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月至少有3種不同的從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到細(xì)胞核的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，其中涉及一系列信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子最終調(diào)節(jié)細(xì)胞核內(nèi)特異基因表達(dá)。如：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)未折疊蛋白的超量積累；折疊好的膜蛋白的超量積累；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上膜脂成分的變化——主要是固醇缺乏。這些變化將通過(guò)不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑誘導(dǎo)不同的基因活化，最終細(xì)胞表現(xiàn)出相應(yīng)的對(duì)策。（三）ER與基因表達(dá)調(diào)控第28頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二部分高爾基體最早發(fā)現(xiàn)于1855年，1889年，Golgi用銀染法，在貓頭鷹的神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)觀察到了清晰的結(jié)構(gòu)，后因此定名為高爾基體。20世紀(jì)50年代以后才正確認(rèn)識(shí)它的存在和結(jié)構(gòu)。第29頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(一)高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和極性電鏡下觀察高爾基體是由一些（常常為4～8個(gè)）排列較為整齊的扁平膜囊堆疊在一起，扁囊多呈弓形、半球形或球形，膜囊周?chē)写罅康拇笮〔坏鹊哪遗萁Y(jié)構(gòu)；高爾基體多分布在細(xì)胞核的附近趨于細(xì)胞的一個(gè)極；高爾基體一般顯示有極性，可區(qū)分出靠近細(xì)胞中心的順面（cisface稱之為反面（transface）或成熟面（maturingface）或凹面（concave）。

）或形成面（formingface）或凸面（convexity）；遠(yuǎn)細(xì)胞中心的另一面，囊腔二、高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能第30頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.高爾基復(fù)合體由平行排列的扁平膜囊、大囊泡和小囊泡等三種膜狀結(jié)構(gòu)所組成。它有兩個(gè)面:形成面和成熟面,來(lái)自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)和脂從形成面逐漸向成熟面轉(zhuǎn)運(yùn)。高爾基體的膜囊結(jié)構(gòu)及其排列第31頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月高爾基體各部膜囊的４種標(biāo)志細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)：嗜鋨反應(yīng)——cis面膜囊被特異染色；焦磷酸硫胺素酶（TPP酶）反應(yīng)——特異顯示trans面的1-2層膜囊；胞嘧啶單核苷酸酶（CMP）酶和核苷酸二磷酸酶反應(yīng)——顯示靠近trans面上的一些膜囊狀和管狀結(jié)構(gòu)。GERL結(jié)構(gòu)：60年代初，Novikoff發(fā)現(xiàn)CMP和酸性磷酸酶存在于高爾基體的一側(cè)，稱這種結(jié)構(gòu)為GERL，意為與高爾基體（G）密切相關(guān)，但它是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）的一部分，參與溶酶體（L）的生成；煙酰胺腺嘌呤二核苷酸酶（NADP酶）或甘露糖酶反應(yīng)——顯示中間膜囊。二、高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能第32頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月高爾基體至少由互相聯(lián)系的3個(gè)部分組成，每一部分又可能劃分出更精細(xì)的間隔。高爾基體順面膜囊或順面高爾基體管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（CGN）；高爾基體中間膜囊；高爾基體反面膜囊以及反面高爾基體管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（TGN）；周?chē)笮〔坏鹊哪遗荨６?、高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能第33頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、高爾基體順面膜囊（CGN）是中間多孔而呈連續(xù)分支狀的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)。CGN接受來(lái)自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)新合成的物質(zhì)并將其分類后大部分轉(zhuǎn)入中間膜囊，小部分蛋白質(zhì)與脂質(zhì)再返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。返回的蛋白質(zhì)具有KDEL信號(hào)序列。第34頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月高爾基復(fù)合體順面膜囊

或順面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)及其功能

為最外側(cè)的扁平膜囊，中間多孔呈連續(xù)分支狀的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)，膜厚度接近于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。1）蛋白質(zhì)分類蛋白質(zhì)（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)）高爾基體cis面中間膜囊高爾基體trans面大部分KDEL2）O—連接的糖基化：蛋白質(zhì)絲氨酸殘基3）跨膜蛋白（高爾基體cis面）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)側(cè)的?；?/p>

4）日冕病毒(呼吸道系統(tǒng)疾病

)的裝配第35頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第36頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、高爾基體中間膜囊形態(tài)：由扁平膜囊與管道組成，形成不同間隔，但功能上是連續(xù)的、完整的膜囊體系——使其具有很大的膜表面。功能：是多數(shù)糖基修飾、糖脂形成以及與高爾基體有關(guān)的多糖的合成場(chǎng)所。第37頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、高爾基體反面膜囊以及反面高爾基體管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)反面高爾基體管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（TGN）呈管網(wǎng)狀，較低的pH，標(biāo)志酶CMP酶陽(yáng)性，TGN即為GERL區(qū)。主要功能：參與蛋白質(zhì)的分類與包裝與包裝；某些“晚期”的蛋白質(zhì)修飾（如唾液酸化、蛋白質(zhì)酪氨酸殘基的硫酸化及蛋白原的水解加工等）在蛋白質(zhì)與脂類的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中起“瓣膜”作用，保證這些物質(zhì)的單向轉(zhuǎn)運(yùn)。第38頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月高爾基體周?chē)哪遗蓓樏嬉粋?cè)的囊泡可能是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體之間的物質(zhì)運(yùn)輸小泡——ERGIC或VTCs。反面一側(cè)是分泌泡與分泌顆粒。

此外，高爾基體各個(gè)膜囊之間均由膜性結(jié)構(gòu)相連；高爾基體與細(xì)胞骨架關(guān)系密切，在非極性細(xì)胞中，高爾基體分布在微管的負(fù)極端。第39頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1)高爾基復(fù)合體順面囊泡：小、可能是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基復(fù)合體間的運(yùn)輸小泡。2)高爾基復(fù)合體反面囊泡：大、是將高爾基復(fù)合體分類與包裝的物質(zhì)運(yùn)送到特定部位的分泌泡與分泌顆粒。3)高爾基復(fù)合體各個(gè)膜囊間由膜性結(jié)構(gòu)相連。4)高爾基復(fù)合體膜囊周緣膨大出芽形成囊泡,負(fù)責(zé)膜囊之間的物質(zhì)運(yùn)輸。5)高爾基復(fù)合體與細(xì)胞骨架關(guān)系密切。高爾基復(fù)合體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性第40頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、高爾基體的功能將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的多種蛋白質(zhì)進(jìn)行加工、分類與包裝，然后分門(mén)別類地運(yùn)送到細(xì)胞特定部位或分泌到胞外。高爾基體還是糖類合成的工廠。第41頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、高爾基體的功能1、高爾基體與細(xì)胞的分泌活動(dòng)參與細(xì)胞分泌活動(dòng)：RER上合成的蛋白質(zhì)進(jìn)入ER腔COPⅡ運(yùn)輸泡進(jìn)入CGN在中間膜囊中加工在TGN形成分泌泡運(yùn)輸與質(zhì)膜融合、排出；溶酶體酶的分選：M6P反面膜囊M6P受體。然而糖鏈在多數(shù)蛋白質(zhì)分選中并不起決定性作用。肝細(xì)胞中溶酶體酶還存在不依賴于M6P的另一種分選途徑。蛋白質(zhì)分選及其轉(zhuǎn)運(yùn)信息僅存在于編碼該蛋白質(zhì)的基因本身。如水泡性口炎病毒包膜蛋白具有雙酸分選信號(hào)（Asp-X-Gln或DXE）。第42頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月Caro等1965年用3H-leu證實(shí)了這一過(guò)程。3分鐘放射性在RER，17分鐘在高爾基體，37分鐘分泌顆粒，117分鐘細(xì)胞頂端。第43頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3H—亮氨酸脈沖標(biāo)記胰腺腺泡細(xì)胞高爾基復(fù)合體分泌活動(dòng)的證據(jù)3min銀顆粒出現(xiàn)在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)20min銀顆粒出現(xiàn)在高爾基復(fù)合體120min銀顆粒出現(xiàn)在分泌泡釋放第44頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月N-乙酰葡糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶，N-乙酰葡糖胺磷酸糖苷酶２）溶酶體酶的分選：M6P反面膜囊M6P受體第45頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月蛋白質(zhì)的分選及其轉(zhuǎn)運(yùn)的信息僅存在于編碼該蛋白質(zhì)的基因本身在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)腔中，蛋白二硫鍵異構(gòu)酶和協(xié)助折疊的分子伴侶，均具有典型的回收信號(hào)Lys-Asp-Glu-Leu（KDEL）。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留信號(hào)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能和結(jié)構(gòu)蛋白羧基端的一個(gè)同肽系列:Lys-Asp-Gly-Leu-Coo-,即KDEL信號(hào)序列。調(diào)節(jié)型分泌儲(chǔ)藏微粒與M6P結(jié)合的蛋白質(zhì)駐留蛋白第46頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、高爾基體的功能2、蛋白質(zhì)的糖基化及其修飾蛋白質(zhì)糖基化的特點(diǎn)及其生物學(xué)意義溶酶體中的水解酶類、多數(shù)細(xì)胞膜上的膜蛋白和分泌蛋白都是糖蛋白，而在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和細(xì)胞核中絕大多數(shù)蛋白質(zhì)都沒(méi)有糖基化修飾。糖蛋白寡糖鏈的合成與加工都沒(méi)有模板，靠不同的酶在細(xì)胞不同間隔中經(jīng)歷復(fù)雜的加工過(guò)程才能完成第47頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、高爾基體的功能2、蛋白質(zhì)的糖基化及其修飾蛋白質(zhì)糖基化的特點(diǎn)及其生物學(xué)意義糖基化的主要作用是蛋白質(zhì)在成熟過(guò)程中折疊成正確構(gòu)象和增加蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性；多羥基糖側(cè)鏈影響蛋白質(zhì)的水溶性及蛋白質(zhì)所帶電荷的性質(zhì)。對(duì)多數(shù)分選的蛋白質(zhì)來(lái)說(shuō)，糖基化并非作為蛋白質(zhì)的分選信號(hào)。進(jìn)化上的意義：寡糖鏈具有一定的剛性，從而限制了其它大分子接近細(xì)胞表面的膜蛋白，這就可能使真核細(xì)胞的祖先具有一個(gè)保護(hù)性的外被，同時(shí)又不象細(xì)胞壁那樣限制細(xì)胞的形狀與運(yùn)動(dòng)。第48頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、高爾基體的功能2、蛋白質(zhì)的糖基化及其修飾蛋白質(zhì)的糖基化類型特征N-連接O-連接

合成部位粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)主要在高爾基體合成方式來(lái)自同一個(gè)寡糖前體一個(gè)個(gè)單糖加上去與之結(jié)合的氨基酸殘基AsnSer、Thr、羥脯氨酸、羥賴氨酸最終長(zhǎng)度至少5個(gè)糖殘基1-4個(gè)糖殘基第一個(gè)糖殘基N-乙酰葡萄糖胺N-乙酰半乳糖胺第49頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月蛋白質(zhì)的糖基化類型N-乙酰葡萄糖胺N-乙酰半乳糖胺天冬酰胺葡萄糖胺半乳糖甘露糖半乳糖胺第50頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.蛋白酶的水解和其他加工過(guò)程

有些多肽，需在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中切除信號(hào)肽后才能成為有活性的成熟多肽。還有很多肽激素和神經(jīng)多肽(neuropeptides)需經(jīng)特異性地水解(常常發(fā)生在與一對(duì)堿性氨基酸相鄰的肽鍵上)才成為有生物活性的多肽。二、高爾基體的功能第51頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1)比較簡(jiǎn)單的形式是沒(méi)有生物活性的蛋白原(proprotein)進(jìn)入高爾基體后，將蛋白原N端或兩端的序列切除形成成熟的多肽。如胰島素。二、高爾基體的功能第52頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、高爾基體的功能3、蛋白酶的水解和其他加工過(guò)程無(wú)生物活性的蛋白原高爾基體切除N-端或兩端的序列成熟多肽；如胰島素、胰高血糖素等。蛋白質(zhì)前體高爾基體水解同種有活性的多肽，如神經(jīng)肽等；含有不同信號(hào)序列的蛋白質(zhì)前體高爾基體加工成不同的產(chǎn)物；同一種蛋白質(zhì)前體不同細(xì)胞以不同的方式加工不同的多肽；第53頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、高爾基體的功能3、蛋白酶的水解和其他加工過(guò)程加工方式多樣性的可能原因：確保小肽分子的有效合成；彌補(bǔ)缺少包裝并轉(zhuǎn)運(yùn)到分泌泡中的必要信號(hào)；有效地防止這些活性物質(zhì)在合成它的細(xì)胞內(nèi)起作用。第54頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能（一）溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與類型溶酶體——是單層膜圍繞、內(nèi)含多種酸性水解酶類的囊泡狀細(xì)胞器，其主要功能是進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)的消化作用。異質(zhì)性——形態(tài)、大小、所含水解酶類不同；含有大量酸性水解酶。根據(jù)溶酶體處于完成其生理功能的不同階段，分為：初級(jí)溶酶體次級(jí)溶酶體殘余體小鼠脾臟巨噬細(xì)胞中的溶酶體M：線粒體，L：溶酶體（樸英杰）第55頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能1.初級(jí)溶酶體呈球形，直徑0.2-0.5m，內(nèi)容物均一，不含有明顯的顆粒，外面由一層脂蛋白膜圍繞，厚度為7.5nm；含有多種酸性水解酶：如蛋白酶、核酸酶、糖苷酶、酯酶、磷脂酶、磷酸酶和硫酸酶。酸性磷酸酶是溶酶體的常用標(biāo)志酶。第56頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能1.初級(jí)溶酶體溶酶體膜的特征：嵌有質(zhì)子泵，形成和維持溶酶體中酸性的內(nèi)環(huán)境；具有多種載體蛋白用于向外轉(zhuǎn)運(yùn)水解的產(chǎn)物；膜蛋白高度糖基化，可能有利于防止自身膜蛋白的降解。第57頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第58頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能2.次級(jí)溶酶體是初級(jí)溶酶體與細(xì)胞內(nèi)的自噬泡或異噬泡、胞飲泡或吞噬泡融合形成的復(fù)合體。內(nèi)含多種生物大分子、顆粒性物質(zhì)、線粒體等細(xì)胞器乃至細(xì)菌等。形態(tài)不規(guī)則。作用：消化作用。第59頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月次級(jí)溶酶體初級(jí)溶酶體++胞飲泡或吞噬泡

異噬溶酶體

自噬泡自噬溶酶體次級(jí)溶酶體具消化功能第60頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第61頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第62頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第63頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能3.殘余體或后溶酶體經(jīng)一段時(shí)間消化后，小分子物質(zhì)可通過(guò)膜上的載體蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，未被消化的物質(zhì)殘存在溶酶體中形成殘余體?？赏ㄟ^(guò)胞吐方式將內(nèi)容物排出細(xì)胞。溶酶體——可看做是以含有大量酸性水解酶為共同特征的，不同形態(tài)大小，執(zhí)行不同生理功能的一類異質(zhì)性的細(xì)胞器。第64頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）溶酶體的功能是對(duì)生物大分子強(qiáng)烈的消化作用。一般概括成3種途徑：胞飲作用吞噬作用自噬作用第65頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）溶酶體的功能1、清除無(wú)用的大分子、衰老的細(xì)胞器及衰老損傷和死亡的細(xì)胞——“清道夫”作用；溶酶體酶缺失或溶酶體酶的代謝環(huán)節(jié)故障，影響細(xì)胞代謝，引起疾病。如臺(tái)-薩氏等各種儲(chǔ)積癥。臺(tái)-薩氏綜合癥神經(jīng)元中同心圓狀的溶酶體溶酶體中缺少b-氨基己糖酯酶A，導(dǎo)致神經(jīng)節(jié)甘脂GM2不能被水解，造成積累。第66頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）溶酶體的功能2、防御功能某些細(xì)胞可識(shí)別并吞噬入侵的病毒和細(xì)菌，在溶酶體作用下將其殺死并進(jìn)一步降解。如巨噬細(xì)胞。第67頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2．內(nèi)吞作用——為細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng)、防御功能作為細(xì)胞內(nèi)的消化“器官”為細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng)，如降解內(nèi)吞的血清脂蛋白，獲得膽固醇等營(yíng)養(yǎng)成分。防御功能是某些細(xì)胞特有的功能，它可以識(shí)別并吞噬入侵的病毒或細(xì)菌，在溶酶體作用下將其殺死并進(jìn)一步降解。動(dòng)物細(xì)胞中有幾種吞噬細(xì)胞(phagocyte)常常位于肝、脾和其他血管通道中，用以清除形成抗原抗體復(fù)合物的有機(jī)體顆粒及吞噬的細(xì)菌、病毒等入侵者。同時(shí)也不斷清除衰老死亡的細(xì)胞和血管中顆粒物質(zhì)。當(dāng)機(jī)體被感染后，單核細(xì)胞移至感染或發(fā)炎的部位．分化成巨噬細(xì)胞，巨噬細(xì)胞中溶酶體非常豐富，并含有過(guò)氧化氫、超氧物(O2-)等與溶酶體酶等共同作用殺死細(xì)菌。第68頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月某些病原體（麻瘋桿菌、利什曼原蟲(chóng)或病毒）被細(xì)胞攝入，進(jìn)入吞噬泡但并未被殺死而繁殖（抑制吞噬泡的酸化或利用胞內(nèi)體中的酸性環(huán)境）。第69頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）溶酶體的功能3、其它重要的生理功能作為細(xì)胞內(nèi)的消化“器官”為細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng)；分泌腺細(xì)胞中，溶酶體攝入分泌顆粒，可能參與分泌過(guò)程的調(diào)節(jié)；參與清除贅生組織或退行性變化的細(xì)胞；精子的頂體反應(yīng)。第70頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（三）溶酶體的發(fā)生發(fā)生途徑：溶酶體酶的合成及N-連接的糖基化修飾（RER）高爾基體cis膜囊寡糖鏈上的甘露糖殘基磷酸化M6PN-乙酰葡萄糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶高爾基體trans-膜囊和TGN膜（M6P受體）溶酶體酶分選與局部濃縮以出芽的方式轉(zhuǎn)運(yùn)到前溶酶體磷酸葡萄糖苷酶磷酸化識(shí)別信號(hào)：信號(hào)斑第71頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（三）溶酶體的發(fā)生溶酶體酶分選的方式：1.依賴于M6P的分選途徑但該途徑的效率不高，部分含有M6P的溶酶體酶通過(guò)運(yùn)輸小泡直接分泌到細(xì)胞外；但細(xì)胞質(zhì)膜上也存在依賴Ca2+的M6P受體，同樣可與胞外的溶酶體酶結(jié)合，通過(guò)受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用，將酶送至前溶酶體中，M6P受體返回細(xì)胞質(zhì)膜，反復(fù)使用。第72頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（三）溶酶體的發(fā)生溶酶體酶分選的方式：2.不依賴于M6P的分選途徑在正常淋巴細(xì)胞如細(xì)胞毒T細(xì)胞和自然殺傷T細(xì)胞的溶酶體中，除溶酶體酶外，還含有水溶性蛋白穿孔素和粒酶，其進(jìn)入溶酶體的方式不依賴于M6P途徑。該溶酶體以分泌泡釋放內(nèi)含物，故稱分泌溶酶體；溶酶體膜上的跨膜蛋白，如葡糖腦苷酯酶；酸性磷酸酶：依賴于自身的氨基酸殘基信號(hào)進(jìn)行分選。溶酶體酶的加工：在溶酶體內(nèi)進(jìn)行，加工方式多樣。第73頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（四）溶酶體與過(guò)氧化物酶體 過(guò)氧化物酶體——又稱微體，是由單層膜圍繞的內(nèi)含一種或幾種氧化酶類的異質(zhì)性細(xì)胞器。1.過(guò)氧化物酶體與溶酶體的區(qū)別特征溶酶體過(guò)氧化物酶體形態(tài)大小多為球形，直徑0.2-0.5μm，無(wú)酶晶體球形，哺乳動(dòng)物中直徑多為0.15-0.25μm，內(nèi)常有酶晶體酶種類酸性水解酶含氧化酶類pH值5左右7左右是否需氧不需要需要功能細(xì)胞內(nèi)的消化作用多種功能發(fā)生在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成，經(jīng)高爾基體出芽形成在細(xì)胞質(zhì)中合成，經(jīng)分裂裝配形成標(biāo)志酶酸性磷酸酶過(guò)氧化氫酶第74頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月過(guò)氧化物酶體和溶酶體的在電鏡下的主要差異：過(guò)氧化物酶體和初級(jí)溶酶體的形態(tài)與大小類似，但過(guò)氧化物酶體中的

尿酸氧化酶等常形成晶格狀結(jié)構(gòu)，可作為電鏡下識(shí)別的主要特征。第75頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月過(guò)氧化物酶體的異質(zhì)性過(guò)氧化物酶在不同生物的細(xì)胞中，甚至單細(xì)胞生物的不同個(gè)體中所含酶的種類及其行使的功能都有所不同。如，酵母細(xì)胞內(nèi)的過(guò)氧化物酶體：在含糖培養(yǎng)基中，體積很小；在甲醇培養(yǎng)基中，體積增大，數(shù)量增多，可占胞質(zhì)體積的80％以上，并能氧化甲醇；在脂肪酸培養(yǎng)基中，過(guò)氧化物酶體非常發(fā)達(dá)，并可把脂肪酸分解成乙酰輔酶A。第76頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.過(guò)氧化物酶體的功能在動(dòng)物細(xì)胞（肝或腎細(xì)胞）中的過(guò)氧化物酶體：可氧化分解血液中的有毒成分，起到解毒作用。如酒精乙醛。依賴于黃素（FAD）的氧化酶：底物H2O2過(guò)氧化氫酶：H2O2

H2O＋O2可分解脂肪酸等高能分子直接供能。第77頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.過(guò)氧化物酶體的功能在植物細(xì)胞中的過(guò)氧化物酶體：在綠色植物葉肉細(xì)胞中，它催化CO2固定反應(yīng)副產(chǎn)物的氧化，即所謂光呼吸反應(yīng)；在種子萌發(fā)過(guò)程中，過(guò)氧化物酶體能降解儲(chǔ)存的脂肪酸乙酰輔酶A琥珀酸葡萄糖。

乙醛酸循環(huán)反應(yīng)故稱這種過(guò)氧化物酶體為乙醛酸循環(huán)體第78頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月過(guò)氧化物酶體的發(fā)生組成過(guò)氧化物酶體的蛋白均由核基因編碼，主要在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成，然后轉(zhuǎn)運(yùn)到過(guò)氧化物酶體中。

過(guò)氧化物酶體蛋白分選的信號(hào)序列（PTS）：PTS1為Ser-Lys-Leu，位于過(guò)氧化物酶體基質(zhì)蛋白C端。PTS2為Arg/Lys-Leu/Ile-5X-His/Gln-Leu，在某些基質(zhì)蛋白N端。過(guò)氧化物酶體膜上存在幾種可與信號(hào)序列相識(shí)別的受體。過(guò)氧化物酶體膜脂可能在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成后轉(zhuǎn)運(yùn)而來(lái)。第79頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與膜泡運(yùn)輸

細(xì)胞內(nèi)合成的蛋白質(zhì)之所以能夠定向的轉(zhuǎn)運(yùn)到特定的細(xì)胞器取決于蛋白質(zhì)中包含的特殊信號(hào)序列和細(xì)胞器上特定的信號(hào)識(shí)別裝置。一、信號(hào)假說(shuō)與蛋白質(zhì)分選信號(hào)信號(hào)序列的發(fā)現(xiàn)和證實(shí)1972年Milstein等發(fā)現(xiàn)骨髓瘤細(xì)胞中提取的免疫球蛋白分子的N端要比分泌到細(xì)胞外的免疫球蛋白分子N端的氨基酸序列多出一截。1975年Blobel和Sabatini等提出了”信號(hào)假說(shuō)“1999年G.Blobel諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)G.Blobel第80頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月基質(zhì)中核糖體半合成－粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)－高爾基體－溶酶體或膜或胞外全合成－轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞器二、蛋白質(zhì)分選的基本途徑和類型第81頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、蛋白質(zhì)分選的基本途徑與類型蛋白質(zhì)分選的兩條途徑細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體、葉綠體、過(guò)氧化物酶體、細(xì)胞核粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)溶酶體、細(xì)胞膜、分泌到細(xì)胞外、留在高爾基體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中高爾基體第82頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月由于粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白質(zhì)包括膜蛋白、內(nèi)膜結(jié)構(gòu)的腔池蛋白和分泌到細(xì)胞外的蛋白,所以必須有極好的運(yùn)輸機(jī)制進(jìn)行分選定位,這就是信號(hào)肽假說(shuō)。第83頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1975年，Blobel等正式提出了信號(hào)假說(shuō),要點(diǎn)是:◆合成始于游離核糖體;◆N端信號(hào)序列靠自由碰撞與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜接觸,然后插入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜;◆蛋白質(zhì)以袢環(huán)形式穿過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜;◆蛋白的存在方式:●若信號(hào)序列被信號(hào)肽酶切除:完全進(jìn)入腔●若是停止轉(zhuǎn)移信號(hào):膜蛋白

第84頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、蛋白質(zhì)分選的原理細(xì)胞內(nèi)合成的蛋白質(zhì)之所以能夠定向的轉(zhuǎn)運(yùn)到特定的細(xì)胞器取決于兩個(gè)方面：其一是蛋白質(zhì)中包含特殊的信號(hào)其二是細(xì)胞器上具特定的信號(hào)識(shí)別裝置（分選受體，sortingreceptor）。第85頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、蛋白質(zhì)分選信號(hào)信號(hào)序列（signalsequence）：存在于蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)上的線性序列，通常15-60個(gè)氨基酸殘基；信號(hào)序列對(duì)所引導(dǎo)的蛋白質(zhì)沒(méi)有特異性要求信號(hào)肽導(dǎo)肽信號(hào)斑（signalpatch）：存在于完成折疊的蛋白質(zhì)中，構(gòu)成信號(hào)斑的信號(hào)序列之間可以不相鄰，折疊在一起構(gòu)成蛋白質(zhì)分選的信號(hào)。第86頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月信號(hào)肽——引導(dǎo)新合成的肽鏈轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的信號(hào)序列。位于新合成肽鏈的N端，一般16-26個(gè)氨基酸殘基，包括疏水核心區(qū)（h）、信號(hào)肽的C端（c）和N端（n）三部分。信號(hào)肽無(wú)嚴(yán)格專一性。第87頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

除信號(hào)肽以外，指導(dǎo)分泌性蛋白在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中合成還需其它因素的參與：

１）信號(hào)識(shí)別顆粒

(signalrecognitionparticle，SRP)

２）信號(hào)識(shí)別顆粒受體

（即停泊蛋白dockingprotein，DP）：位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上。第88頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月信號(hào)識(shí)別顆粒（SRP）——由6種結(jié)構(gòu)不同的多肽和一個(gè)7SRNA組成的核糖核蛋白復(fù)合體。SRP上有3個(gè)功能部位：信號(hào)肽識(shí)別結(jié)合位點(diǎn)（P54）翻譯暫停結(jié)構(gòu)域（P9/P14）DP結(jié)合位點(diǎn)（P68/P72）SRP與信號(hào)序列結(jié)合，導(dǎo)致肽鏈延伸暫停，防止新生肽N端損傷和成熟前的折疊。信號(hào)肽識(shí)別結(jié)合位點(diǎn)翻譯暫停結(jié)構(gòu)域DP結(jié)合位點(diǎn)第89頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月SRP受體——又稱停泊蛋白（DP），是膜的整合蛋白，存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，可與SRP特異結(jié)合。易位子——由3-4個(gè)Sec61蛋白復(fù)合體構(gòu)成的一個(gè)類似于炸面圈的結(jié)構(gòu)。第90頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

蛋白質(zhì)

延伸至80個(gè)氨基酸左右

N端信號(hào)肽與信號(hào)識(shí)別顆粒（SRP）結(jié)合

肽鏈延伸暫時(shí)停止

SRP與停泊蛋白結(jié)合，核糖體與易位子（ER膜上）結(jié)合

SRP脫離信號(hào)肽和核糖體

肽鏈又開(kāi)始延伸

信號(hào)肽與易位子組分結(jié)合

孔道打開(kāi)

信號(hào)肽穿入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，以袢環(huán)形式進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔

信號(hào)肽酶切去信號(hào)肽

肽鏈繼續(xù)延伸直至完成第91頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月肽鏈邊合成邊轉(zhuǎn)移至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中的方式稱為共轉(zhuǎn)移?？缒さ鞍椎拈_(kāi)始轉(zhuǎn)移序列和停止轉(zhuǎn)移序列開(kāi)始轉(zhuǎn)移序列——引導(dǎo)肽鏈穿過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的信號(hào)肽。停止轉(zhuǎn)移序列——肽鏈中還有某些序列與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜具有很強(qiáng)的親合力從而使之結(jié)合在脂雙層中，這段序列不再轉(zhuǎn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中。開(kāi)始轉(zhuǎn)移序列和終止轉(zhuǎn)移序列的數(shù)目決定多肽跨膜次數(shù)。第92頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月線粒體、葉綠體中的絕大多數(shù)蛋白質(zhì)和過(guò)氧化物酶體中的蛋白質(zhì)也是在某種信號(hào)序列的指導(dǎo)下進(jìn)入這些細(xì)胞器中，這些序列稱為導(dǎo)肽。這些蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成以后再轉(zhuǎn)移到這些細(xì)胞器中，稱后轉(zhuǎn)移。蛋白質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)移過(guò)程需要ATP使多肽去折疊，還需要一些蛋白質(zhì)的幫助（如熱休克蛋白Hsp70）使其能夠正確地折疊成有功能的蛋白。第93頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月信號(hào)功能舉例蛋白進(jìn)入ER+H3N-Met-Met-Ser-Phe-Val-Ser-Leu-Ler-Leu-Val-Gly-Ile-Leu-Phe-Trp-Ala-Thr-Glu-Ala-Glu-Gln-Leu-Thr-Lys-Cys-Glu-Val-Phe-Gln-滯留在ER中-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-蛋白進(jìn)入線粒體+H3N-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-Gln-Ser-Ile-Arg-Phe-Phe-Lys-Pro-Ala-Thr-Arg-Thr-Leu-Cys-Ser-Ser-Arg-Tyr-Leu-Leu-進(jìn)入細(xì)胞核-Pro-Pro-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-進(jìn)入過(guò)氧化物酶體-Ser-Lys-Leu-幾種典型的蛋白分選信號(hào)序列除信號(hào)肽，還有一系列蛋白分選信號(hào)序列，通稱信號(hào)序列。有些能形成三維結(jié)構(gòu)的信號(hào)稱信號(hào)斑。第94頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、蛋白質(zhì)分選途徑與類型

蛋白質(zhì)分選的途徑：

1、翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)途徑：在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)游離核糖體上完成多肽鏈的合成，然后轉(zhuǎn)運(yùn)至膜圍繞的細(xì)胞器，如線粒體、葉綠體、過(guò)氧化物酶體及細(xì)胞核，或者成為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的可溶性駐留蛋白和支架蛋白

2、共轉(zhuǎn)運(yùn)翻譯途徑：蛋白質(zhì)合成在游離核糖體上起始之后由信號(hào)肽引導(dǎo)轉(zhuǎn)移至糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，然后新生肽邊合成邊轉(zhuǎn)入糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，再經(jīng)高爾基體加工包裝并有其膜泡運(yùn)送至溶酶體、細(xì)胞質(zhì)膜或分泌到胞外。第95頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月該蛋白在N-末端信號(hào)序列的作用下進(jìn)行共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn),當(dāng)停止轉(zhuǎn)移信號(hào)進(jìn)入通道后,與通道內(nèi)的結(jié)合位點(diǎn)相互作用,使通道轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白失活,從而停止蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)。由于N-末端的信號(hào)序列是可切除的,信號(hào)序列被切除后形成單次跨膜蛋白。終止轉(zhuǎn)移信號(hào)與單次跨膜蛋白的形成第96頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月●二次跨膜蛋白與多次跨膜蛋白所謂二次跨膜就是在蛋白質(zhì)中有兩個(gè)跨膜的疏水區(qū),多次跨膜則有多個(gè)起始跨膜信號(hào)與多個(gè)停止轉(zhuǎn)移信號(hào),它們的形成與內(nèi)含信號(hào)序列和終止轉(zhuǎn)移信號(hào)相關(guān)。如果是二次跨膜,則含有一個(gè)內(nèi)含信號(hào)序列和一個(gè)停止轉(zhuǎn)移信號(hào)。二次跨膜蛋白的形成內(nèi)含信號(hào)序列形成一個(gè)跨膜區(qū),停止轉(zhuǎn)移序列形成一個(gè)跨膜區(qū),二者相加就成為二次跨膜蛋白。第97頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月?lián)鞍踪|(zhì)分選轉(zhuǎn)運(yùn)方式和機(jī)制可將蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)分為：蛋白質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)：主要指再細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體、質(zhì)體（包括葉綠體）和過(guò)氧化物酶體等細(xì)胞器。膜泡運(yùn)輸：蛋白質(zhì)通過(guò)不同類型的轉(zhuǎn)運(yùn)小泡從糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成部位轉(zhuǎn)運(yùn)至高爾基體，進(jìn)而分選轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞的不同部位，其中涉及各種不同的運(yùn)輸小泡的定向轉(zhuǎn)運(yùn)，以及膜泡出芽與融合的過(guò)程。選擇性的門(mén)控轉(zhuǎn)運(yùn)：在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成的蛋白質(zhì)通過(guò)核孔復(fù)合體選擇性地完成核輸入或從細(xì)胞核返回細(xì)胞質(zhì)（核輸出）。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)：可能與細(xì)胞骨架系統(tǒng)相關(guān)。第98頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)非分泌途徑共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)的蛋白質(zhì)分泌途徑途徑1表示核基因編碼的mRNA在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)游離核糖體上完成多肽鏈的合成。途徑2表示合成的蛋白質(zhì)不含信號(hào)序列，并留在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。途徑3.4.5分別表示通過(guò)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)方式轉(zhuǎn)運(yùn)至線粒體、葉綠體和過(guò)氧化物酶體。途徑6.表示通過(guò)門(mén)控轉(zhuǎn)運(yùn)方式轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞核。途徑7表示核基因編碼的mRNA在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)游離核糖體上起始合成，然后在信號(hào)肽引導(dǎo)下與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合并完成蛋白質(zhì)合成（途徑8）。途徑9表示以膜泡運(yùn)輸方式從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)至高爾基體。途徑12、11、10表示以膜泡運(yùn)輸方式分選至質(zhì)膜、溶酶體和分泌到細(xì)胞表面。第99頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、膜泡運(yùn)輸

膜泡運(yùn)輸是蛋白運(yùn)輸?shù)囊环N特有的方式，普遍存在于真核細(xì)胞中。在轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中不僅涉及蛋白質(zhì)本身的修飾、加工和組裝，還涉及到多種不同膜泡定向運(yùn)輸及其復(fù)雜的調(diào)控過(guò)程。3種不同類型的有被小泡具有不同的物質(zhì)運(yùn)輸作用。第100頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

在細(xì)胞分泌和內(nèi)吞途徑中三種類型的被膜小泡幾運(yùn)輸途徑第101頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月介導(dǎo)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體的物質(zhì)運(yùn)輸。COPⅡ包被蛋白由5種蛋白亞基（Sec13p，Sec31p，Sec23p，Sec24p和Sar1p）組成；包被蛋白的裝配是受控的；COPⅡ有被小泡具有對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)的選擇性，但也有部分蛋白被錯(cuò)誤包裝和轉(zhuǎn)運(yùn)。這類蛋白帶有C端KDEL序列，KDEL受體位于TGN、COPⅡ和COPⅠ有被小泡的膜上。1.COPⅡ有被小泡的組裝與運(yùn)輸?shù)?02頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月COPⅠ包被小泡介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)膜泡逆向運(yùn)輸，負(fù)責(zé)從順面高爾基體網(wǎng)狀區(qū)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜泡轉(zhuǎn)運(yùn)，包括再循環(huán)的膜脂雙層、某些蛋白質(zhì)和回收錯(cuò)誤分選的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。COPⅠ包被含有7種蛋白亞基，和一種調(diào)節(jié)膜泡轉(zhuǎn)運(yùn)的GTP結(jié)合蛋白ARF，包被蛋白復(fù)合物的組裝與去組裝依賴于ARF。2.COPⅠ有被小泡的組裝與運(yùn)輸?shù)?03頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月細(xì)胞器中保留及回收蛋白質(zhì)的2種機(jī)制：轉(zhuǎn)運(yùn)泡將應(yīng)被保留的駐留蛋白排斥在外，防止出芽轉(zhuǎn)運(yùn)；對(duì)逃逸蛋白的回收機(jī)制，使之返回他們正常駐留的部位。逃逸的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白的回收是通過(guò)回收信號(hào)介導(dǎo)的特異性受體完成的。駐留蛋白的C-端均含有回收信號(hào)序列，如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中的蛋白質(zhì)具有KDEL回收信號(hào)（Lys-Asp-Glu-Leu），被存CGN膜結(jié)合蛋白的回收信號(hào)受體識(shí)別，以COPⅠ-包被小泡的形式捕獲逃逸蛋白。2.COPⅠ有被小泡的組裝與運(yùn)輸?shù)?04頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023