細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)第1頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月二、Thetypeoflysosome1primarylysosome（初級溶酶體）直徑約0.2－0.5um，有多種酸性水解酶，反應(yīng)的最適pH值為5左右。2secondarylysosome（次級溶酶體）是初級溶酶體與細(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，可分為自噬溶酶體和異噬溶酶體。3residualbody（殘余小體）(后溶酶體）未被消化的物質(zhì)殘存在溶酶體中形成殘余體，如表皮細(xì)胞的老年斑，肝細(xì)胞的脂褐質(zhì)。第2頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月PrimarylysosomesSecondlysosomesheterophagic（異體吞噬）

autophagic（自體吞噬）ResidualbodyPrimaryLys.SecondLysResidualLys第3頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月三溶酶體的生物發(fā)生（BiogenesisofLysosomes）

溶酶體發(fā)生是多途徑的，其中主要有6-磷酸甘露糖(mannose6-phosphate,M6P)標(biāo)志途徑。該途徑酶上都有一個特殊的標(biāo)記M6P。1、溶酶體酶在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成后并被糖基化修飾，把寡糖鏈共價結(jié)合到溶酶體分子的天冬酰胺殘基上。2、在高爾基體Cis面兩種酶（N乙酰葡糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶和N乙酰葡糖苷酶）催化寡糖鏈中的甘露糖殘基磷酸化產(chǎn)生M6P。3、M6P在高爾基體Trans面被受體接受。4、最后以小泡形式分泌出去形成溶酶體。第4頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月溶酶體酶的發(fā)生1、溶酶體酶在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成并經(jīng)N－連接的糖基化修飾。?第5頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月甘露糖6-磷酸標(biāo)記N乙酰葡糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶溶酶體酶暴露出磷酸基團單糖二核苷酸UDP-GlcNAcN連接的具有甘露糖殘基的寡糖N乙酰葡糖苷酶第6頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月四、溶酶體的功能1、自體吞噬autophagy：清除無用的生物大分子，衰老細(xì)胞、細(xì)胞器、個體發(fā)育中多余的細(xì)胞。2、防御作用：如巨噬細(xì)胞殺死病原體。3、參與分泌過程的調(diào)節(jié)：如將甲狀腺球蛋白降解成有活性的甲狀腺素。4、營養(yǎng)功能（trophicfunction）：降解內(nèi)吞的血清脂蛋白，獲得蛋白質(zhì)等成分。5、形成精子的頂體。第7頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月矽肺：(Silicosis).二氧化硅塵粒（矽塵）吸入肺泡后被巨噬細(xì)內(nèi)吞噬，在顆粒表面形成硅酸。硅酸導(dǎo)致吞噬細(xì)胞溶酶體破裂，水解酶釋放，細(xì)胞崩解，矽塵釋出，后又被其他巨噬細(xì)內(nèi)吞噬。激活成纖維細(xì)胞，導(dǎo)致肺組織纖維化。肺結(jié)核：結(jié)核桿菌的菌體成分硫酸腦苷脂能抵抗溶酶體的殺傷作用,使結(jié)核桿菌在肺泡內(nèi)大量生長繁殖,導(dǎo)致巨噬細(xì)胞裂解,釋放出的結(jié)核桿菌再被吞噬而重復(fù)上述過程，引起肺組織鈣化和纖維化。類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎：溶酶體膜較脆很易破裂，溶酶體酶被釋放在關(guān)節(jié)處的細(xì)胞間質(zhì)中使骨組織受到侵蝕，引起炎癥。五溶酶體與疾?。↙ysosomesandDiseases）第8頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月4.貯積?。喝苊阁w酶缺失和異常時某些物質(zhì)不能被消化，遺留在溶酶體內(nèi)，引發(fā)疾病。

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臺-薩氏綜合征（Tay-Sachsdiesease黑蒙性先天性愚?。喝苊阁w缺少氨基已糖酯酶A，導(dǎo)致神經(jīng)節(jié)甘脂積累，溶酶體呈現(xiàn)同心圓狀膜，患者2－6歲死亡。

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II型糖原累積?。≒ompe?。喝狈Ζ?1,4-葡萄糖苷酶，糖原在溶酶體中積累。?

severetypeofthediseaseisI-celldisease(inclusion–celldisease,GlcNAc-Phosphotransferasegenemutant).第9頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月臺-薩氏綜合癥溶酶體的同心圓結(jié)構(gòu)第10頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月表1.神經(jīng)鞘脂貯積病疾病缺失酶類主要貯積底物后果GM1神經(jīng)節(jié)苷脂貯積癥GM1-半乳糖苷酶神經(jīng)節(jié)苷脂GM1智力遲鈍，肝臟肥大，骨骼受累，2歲前死亡泰－薩二氏病己糖胺酶A神經(jīng)節(jié)苷脂GM2智力遲鈍，失明，3歲前死亡法布萊氏病-半乳糖苷酶A三己糖神經(jīng)酰胺皮疹，腎功能喪失，下肢疼痛山霍夫氏病己糖胺酶A和B神經(jīng)節(jié)苷脂GM2和紅細(xì)胞糖苷酯與泰－薩氏疾病癥狀相似，但發(fā)展更快高歇氏病葡糖腦苷酯酶葡糖腦苷脂肝臟和脾臟腫大，長骨腐蝕，只在嬰兒期發(fā)生智力遲鈍尼-皮二氏病鞘磷脂水解酶鞘磷脂肝臟和脾臟腫大，智力遲鈍Farber’s脂肪肉芽腫病神經(jīng)酰胺水解酶神經(jīng)酰胺疼痛性與退行性的關(guān)節(jié)變形，皮膚瘤，幾年內(nèi)死亡Krabbe’s病半乳糖腦苷酯酶半乳糖腦苷脂髓磷脂缺失，智力遲鈍，2歲前死亡腦硫脂沉積芳基硫酸酯酶腦硫脂智力遲鈍，前十年死亡第11頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月五、過氧化物酶體（peroxisome）1結(jié)構(gòu)：由單層膜圍繞而成的內(nèi)含多種氧化酶的細(xì)胞器，為一種異質(zhì)性的細(xì)胞器。2功能在動物中：①具有解毒作用，過氧化氫酶利用H2O2將酚、甲醛、甲酸和醇等有害物質(zhì)氧化，飲入的酒精1/2是在微體中氧化為乙醛。第12頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月在植物中：①參與光呼吸，將光合作用的副產(chǎn)物乙醇酸氧化為乙醛酸和過氧化氫，②在萌發(fā)的種子中，進行脂肪的β-氧化，產(chǎn)生乙酰輔酶A，經(jīng)乙醛酸循環(huán)，由異檸檬酸裂解為乙醛酸和琥珀酸，加入三羧酸循環(huán)，因涉及乙醛酸循環(huán)，又稱乙醛酸循環(huán)體。第13頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月煙草葉肉細(xì)胞的過氧化物酶體（中央具有尿酸氧化酶形成的晶體狀核心）第14頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月3過氧化物酶體的發(fā)生

所有的酶都由核基因編碼，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成，在導(dǎo)肽的引導(dǎo)下，進入過氧化物酶體。

已有的過氧化物酶體在細(xì)胞分裂時，以分裂方式傳給子代細(xì)胞，再進行進一步的裝配。第15頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月4過氧化物酶體和溶酶體的區(qū)別特征溶酶體過氧化物酶體形態(tài)大小球形直徑0.2-0.5μm,無酶晶體球形直徑0.15-0.25μm,有酶晶體酶種類酸性水解酶含有氧化酶類pH57是否需氧不需要需要功能細(xì)胞內(nèi)消化多功能發(fā)生酶在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成，經(jīng)高爾基體出芽形成酶在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成，經(jīng)分裂與裝配形成識別的標(biāo)志酶酸性水解酶過氧化氫酶第16頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月2009年101．溶酶體的功能是進行細(xì)胞內(nèi)的消化作用，和溶酶體酶發(fā)生有關(guān)的細(xì)胞器是：

A．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)B．高爾基體

C．過氧化物酶體D．線粒體E．胞內(nèi)體第17頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月Section5

ProteinSortingandvesiculartransport

(蛋白質(zhì)分選與膜泡運輸)

Proteinsorting:Proteinmoleculesmovefromthecytosoltotheirtargetorganellesorcellsurfacedirectedbythesortingsignalsintheproteins.ProteinSorting

(蛋白質(zhì)分選：)

核糖體合成的蛋白質(zhì)，在蛋白攜帶的信號指引下被轉(zhuǎn)運到細(xì)胞的各個部位并裝配成具有結(jié)構(gòu)與功能的復(fù)合體，參加細(xì)胞生命活動的過程稱為蛋白質(zhì)分選。第18頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月1.信號假說：（1975年）分泌性蛋白N端序列作為信號肽（Signalpeptides），指導(dǎo)分泌性蛋白到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上合成，在蛋白合成之前信號肽被切除。2.分泌性蛋白進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)①分泌性蛋白進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)由信號肽、信號識別顆粒（signalrecognitionparticle，SRP）和信號識別顆粒受體（停泊蛋白DockingProtein，存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上)協(xié)同完成。新生肽的N端一段16－26個氨基酸殘基，包括疏水核心區(qū)、信號肽的C端和N端等三部分，此段肽鏈序列可以引導(dǎo)肽鏈進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，又稱為開始轉(zhuǎn)移序列。SignalhypothesisandProteinSorting

signal信號假說與蛋白質(zhì)分選信號由6種多肽和一個7S的RNA組成的復(fù)合物，一般在細(xì)胞質(zhì)中，能分別與信號肽和停泊蛋白結(jié)合，導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成暫停。第19頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月SignalpeptidesandSignalpatchesTwowaysthatasortingsignalcanbebuiltintoaprotein.

(A)Thesignalresidesinasinglediscretestretchofaminoacidsequence,calledasignalpeptide,thatisexposedinthefoldedprotein.Signalpeptidesoftenoccurattheendofthepolypeptidechain,buttheycanalsobelocatedelsewhere.(B)Asignalpatchcanbeformedbythejuxtapositionofaminoacidsfromregionsthatarephysicallyseparatedbeforetheproteinfolds;alternatively,separatepatchesonthesurfaceofthefoldedproteinthatarespacedafixeddistanceapartcouldformthesignal.第20頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月SRPreceptor(GTPbindingprotein)SRPhavethreemainactivesites:OnethatrecognizesandbindstoERsignalsequence;Onethatinteractswiththeribosometoblockfurthertranslation;OnethatbindstotheERmembrane(dockingprotein)第21頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月

蛋白質(zhì)在核糖體合成→信號肽與SRP結(jié)合→肽鏈延伸終止→SRP與受體結(jié)合，同時核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的易位子（translocon)結(jié)合→SRP脫離信號肽返回細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)→信號肽與易位子結(jié)合使孔道打開，信號肽引導(dǎo)肽鏈進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔→信號肽被腔面上的信號肽酶切除→肽鏈在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上繼續(xù)合成。②分泌性蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的過程：第22頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月secretoryproteintransferintoendoplasmicreticulum

分泌性蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的過程第23頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月③transmembraneprotein(跨膜蛋白)andstarttransfersequence(內(nèi)部信號序列或起始轉(zhuǎn)移序列)andstoptransfersquence(信號停止轉(zhuǎn)移序列)。肽鏈中存在某些序列與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜具有強的親和力而結(jié)合在脂雙層中，這段序列不再轉(zhuǎn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中，稱為停止轉(zhuǎn)移序列。第24頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月Start-transferSequence&Stop-transferSequence第25頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月InsertionofaMultipassTransmembraneproteinintotheERmembranestarttransfersequence內(nèi)部信號序列第26頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月3根據(jù)信號序列運輸方向的不同信號分為三種類型①Nuclearlocalizationsignal(入核信號)②Leaderpeptide(導(dǎo)肽)、引導(dǎo)肽(或轉(zhuǎn)運肽)andposttranslocation(后轉(zhuǎn)移)：③Signalpeptide(信號肽）andco-translocation(共轉(zhuǎn)移)指導(dǎo)蛋白質(zhì)進入線粒體、葉綠體和過氧化物酶體中的信號序列一些蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成，后來被轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體等細(xì)胞器上的過程稱為后轉(zhuǎn)移。肽鏈邊合成邊向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔轉(zhuǎn)移的方式，稱為co-translation共轉(zhuǎn)移。第27頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月3Thepathwaysofproteinsorting

在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中完成多肽鏈的合成，然后轉(zhuǎn)運至細(xì)胞器。蛋白質(zhì)合成起始后轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，再由高爾基體運至溶酶體、細(xì)胞膜或分泌到細(xì)胞外。細(xì)胞核成熟蛋白質(zhì)細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞器細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)核糖體mRNA,tRNA細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)核糖體mRNA,tRNA蛋白質(zhì)前體（信號假說）分泌酶溶酶體酶內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體膜蛋白第28頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月4Proteinsareimportedintoorganellesbyfourmechanisms(蛋白質(zhì)四種轉(zhuǎn)運方式)1）Gatedtransport:選擇性的門控轉(zhuǎn)運Throughgatedpores—Nuclearpores;Nuclearlocalizationsignal(NLS);Foldedandassemblyformtotransport.線粒體mRNAProtein自己利用mtDNA

ctDNAmRNAProtein自己利用葉綠體

第29頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月2）Transmembranetransport1、蛋白質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運ERsignalsequence,Mit,Chl:Leadersequence;Throughtranslocononthemembrane;SingleandUnfoldform;Helpedbymolecularchaperons(分子伴侶）第30頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月3）Vesiculartranspor膜泡運輸Budding,transporting,dockingandatlastfusionwithtargetmembrane;Assemblycoatedproteinsonthevesicles(Clathrin,COPIIandCOPI);OnlyProperlyfoldedandassembledproteins;Theorientationoftransportedproteinsandlipidsisnotchangedduringtransporting.4）transportincytoplasm細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運第31頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月4.Vesiculartransport（膜泡運輸）Thethreedifferenttypesofcoatedvesicles.Differentcoatproteinsselectdifferentcargoandshapethetransportvesiclesthatmediatethevariousstepsinthebiosynthetic-secretoryandendocyticpathways.網(wǎng)格蛋白有被小泡第32頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月第33頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月1)COPII有被小泡A:存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的CGN區(qū),由sec13,sec31,sec24，sec23和Sar15種蛋白亞基組成，Sar1蛋白是GTP結(jié)合蛋白，Sar-GTPbindstotheER;Sar-GDPdissociatesfromtheERB:TheassemblyofaCOPII-coatedvesicles.(形成過程)C:功能負(fù)責(zé)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的物質(zhì)運輸(順向運輸anterogradetransport)。movematerialsfromtheERtotheGolgi.第34頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月COPII-被膜小泡的形成供體鳥苷酸交換因子sec13sec31Sec23sec24KDEL序列的錯誤蛋白第35頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月2)COPI有被小泡：存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和到高爾基體區(qū)域介導(dǎo)逆向運輸（retrogradetransport)。形成：含有7種蛋白亞基，其中ARF為GTPbindingprotein,

參與COPI被膜小泡的裝配功能：①負(fù)責(zé)回收、轉(zhuǎn)運、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白（含有KDEL信號）返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。transportingescapedERresidentProteinsBacktotheER.②蛋白質(zhì)在高爾基體內(nèi)的內(nèi)部運輸。

③將錯運到高爾基體反面膜上的蛋白返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。第36頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月第37頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月COPIcoatedvesiclesmayselectspecificcargo.

ERisanopenprison.SolubleERproteinbearRetrieving(重返）signal—KDEL(Lys-Asp-Glu-Leu)inmammalandHDELinyeast,whereasERmembraneproteins（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜蛋白）bearthesignalKKXX.TheKDELreceptorpresentinvesiculartubularclustersandtheGolgiapparatus.第38頁，課件共44頁，創(chuàng)作于20