細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)細(xì)胞生物學(xué)

關(guān)于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)細(xì)胞生物學(xué)第一節(jié)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)概念:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（胞質(zhì)溶膠）功能:1)為細(xì)胞內(nèi)各類生化反應(yīng)的正常進(jìn)行提供了相對(duì)穩(wěn)定的離子環(huán)境。2）許多代謝過(guò)程是在細(xì)胞基質(zhì)中完成。3)與細(xì)胞質(zhì)骨架功能相關(guān),參與維持細(xì)胞形態(tài)，做為細(xì)胞器和酶的附著點(diǎn)，并與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、物質(zhì)運(yùn)輸和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)。4）與生物膜相關(guān)的功能。5)參與蛋白質(zhì)的修飾、控制蛋白質(zhì)的壽命、降解變性和錯(cuò)誤折疊的蛋白選擇性降解，幫助變性或錯(cuò)誤折疊的蛋白重新折疊成正確的構(gòu)象等。

第2頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天泛素依賴的蛋白降解途徑第3頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天概念P117第二節(jié)細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)及其功能第4頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Porter等1945年發(fā)現(xiàn)于培養(yǎng)的小鼠成纖維細(xì)胞，因最初看到的是位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)部的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，故名endoplasmicreticulum，ER。第5頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、形態(tài)與組成約占細(xì)胞總膜面積的一半，是封閉的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。分為RER和SER。RER呈扁平囊狀，排列整齊，有核糖體附著。SER呈分支管狀或小泡狀，無(wú)核糖體附著。細(xì)胞不含純粹的RER或SER，它們分別是ER連續(xù)結(jié)構(gòu)的一部分。第6頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天RER第7頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天SER第8頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天（二）、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能1、蛋白質(zhì)合成(p118)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白質(zhì):分泌蛋白；一些膜的整合蛋白；一些細(xì)胞器中的可溶性駐留蛋白；需要修飾的蛋白。第9頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是脂質(zhì)合成的重要場(chǎng)所3‘-磷酸甘油脂酰輔酶A?；D(zhuǎn)移酶磷酸酶內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜脂類雙層膽堿磷酸轉(zhuǎn)移酶磷脂酸二酰甘油磷脂酰膽堿第10頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天3蛋白質(zhì)的修飾與加工包括糖基化、羥基化、?；⒍蜴I形成，蛋白質(zhì)的折疊和多亞基的裝配，蛋白質(zhì)的切割等。

第11頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天糖基一般連接在4種氨基酸上，分為2種：N-連接的糖基化：與天冬酰胺殘基的NH2連接，糖為N-乙酰葡糖胺。O-連接的糖基化：與Ser、Thr和Hyp的OH連接，連接的糖為半乳糖或N-乙酰半乳糖胺，在高爾基體上進(jìn)行。幾乎所有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白最終都被糖基化第12頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上進(jìn)行N-連接的糖基化。糖的供體為核苷糖，如GDP-甘露糖、UDP-N-乙酰葡糖胺。糖分子首先被糖基轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移到膜上的磷酸長(zhǎng)醇分子上，裝配成寡糖鏈。再被寡糖轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)到Asn-X-Ser或Asn-X-Thr的Asn上。第13頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天N-乙酰葡糖胺磷酸多萜醇糖基轉(zhuǎn)移酶與天冬酰胺殘基的NH2連接甘露糖葡萄糖第14頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天ProteinglycosylationinRER第15頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天4、新生多肽的折疊與裝配Bip：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的一類結(jié)合蛋白PDI:蛋白二硫鍵異構(gòu)酶第16頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天5.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的其它作用1）解毒，如肝細(xì)胞的細(xì)胞色素P450酶系。2）參與甾體類激素的合成。3）儲(chǔ)存鈣離子，作為胞內(nèi)信號(hào)物質(zhì)，如肌質(zhì)網(wǎng)。4）提供酶附著的位點(diǎn)和機(jī)械支撐作用。第17頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、高爾基體煙草根尖細(xì)胞高爾基體的電鏡照片第18頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天形態(tài)與組成由扁平囊泡堆積而成，有極性。通常4~8個(gè)(某些藻類較多)扁平囊在一起，構(gòu)成Golgistack。分布于ER與細(xì)胞膜間，呈弓形或半球形。凸出的一面對(duì)著ER稱為順面（cisface），凹進(jìn)的一面對(duì)著質(zhì)膜稱為反面（transface）。第19頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天高爾基體不同區(qū)域的細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)：①嗜鋨反應(yīng)：cis面膜囊被特異地染色；②TPP酶：trans面的膜囊；③NADP酶：顯示中間的膜囊；④CMP酶：靠近trans面的囊狀和管狀結(jié)構(gòu)。第20頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天功能區(qū)隔cisGolginetwork，CGN是入口區(qū)域。medialGolgi，多數(shù)糖基修飾，糖脂的形成以及與高爾基體有關(guān)的糖合成發(fā)生于此處。transGolginetwork，TGN是出口區(qū)域，參與蛋白質(zhì)的分類與包裝，最后輸出。

第21頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天高爾基體的膜囊結(jié)構(gòu)及其排列示意圖1、2、3、第22頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天（二）、高爾基體的功能1、高爾基體與細(xì)胞的分泌活動(dòng)第23頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天KDEL信號(hào)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)KDEL受體運(yùn)輸小泡順面高爾基體到反面高爾基體不含KDEL信號(hào)的分泌蛋白第24頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、蛋白質(zhì)的糖基化及其修飾N-連接糖基化的修飾哺乳動(dòng)物高爾基體中進(jìn)行的N-連接糖基化修飾過(guò)程第25頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、蛋白酶的水解和其他加工過(guò)程：胰島素分子的加工成熟和運(yùn)輸?shù)?6頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天

三、溶酶體（lysosome）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1、形態(tài)結(jié)構(gòu)第27頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天酸性水解酶：核酸酶蛋白酶糖苷酶脂肪酶磷酸酶硫酸酯酶磷脂酶2、溶酶體膜的特點(diǎn)胞質(zhì)溶膠第28頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、植物溶酶體：圓球體；液泡第29頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、溶酶體的三種類型溶酶體的類型及在細(xì)胞消化過(guò)程中的作用第30頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、溶酶體的功能1、防御功能----吞噬作用(phagocytosis)：病毒、細(xì)菌、衰老的細(xì)胞第31頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、清除作用---自噬作用(autophagy)

：衰老的細(xì)胞器、細(xì)胞饑餓狀態(tài)下第32頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、其他功能提供營(yíng)養(yǎng)：細(xì)胞內(nèi)消化參與分泌過(guò)程的調(diào)節(jié)多細(xì)胞生物的某些發(fā)育階段：兩棲類尾部的消失受精過(guò)程：精子的頂體

頂體反應(yīng)

第33頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天（三）、溶酶體的發(fā)生溶酶體酶的特征N-寡聚糖甘露糖-6-磷酸溶酶體水解酶第34頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天1、酶蛋白的M6P標(biāo)記（高爾基體順面膜囊）溶酶體酶蛋白信號(hào)斑與磷酸轉(zhuǎn)移酶相互作用第35頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天信號(hào)斑(signalpatch)P133：是由幾段信號(hào)肽形成的一個(gè)三維結(jié)構(gòu)的表面,這幾段信號(hào)肽聚集在一起形成一個(gè)斑點(diǎn)被磷酸轉(zhuǎn)移酶識(shí)別。信號(hào)斑是溶酶體酶的特征性信號(hào)。第36頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天溶酶體酶蛋白甘露糖殘基磷酸化的生化反應(yīng)高爾基體中間膜囊第37頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、溶酶體酶的M6P分選途徑(p134)

溶酶體酶的甘露糖6-磷酸分選途徑

第38頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天溶酶體生物發(fā)生總過(guò)程第39頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、溶酶體酶的M6P分選途徑的發(fā)現(xiàn)遺傳病：貯積病，高爾基體內(nèi)缺少N-乙酰葡萄糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶溶酶體酶運(yùn)輸小泡與次級(jí)內(nèi)體的融合

第40頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天Ⅱ型糖原貯積癥(glycogenstoragediseasetypeⅡ)

是最早發(fā)現(xiàn)的貯積癥。由于常染色體上的一個(gè)隱性基因突變，造成了溶酶體缺乏α—葡萄糖苷酶，缺少了這種酶的溶酶體不能把肝細(xì)胞中或肌細(xì)胞中過(guò)剩的糖原進(jìn)行水解而大量積累在溶酶體內(nèi)，造成溶酶體超載。此病多發(fā)于嬰兒，表現(xiàn)為肌肉無(wú)力，心臟增大，心力衰竭,通常于兩周內(nèi)死亡。第41頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天（四）、溶酶體與疾病1、矽肺:職業(yè)病，又稱磨工病，SiO2，2、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎：溶酶體膜很易脆裂，其釋放的酶導(dǎo)致關(guān)節(jié)組織損傷和發(fā)炎。第42頁(yè),共45頁(yè)，2024年2月25日，星期天（五）過(guò)氧化物酶體(peroxisome)

與溶酶體