「細胞生物學-高爾基體【學習資料】」.ppt

內(nèi)膜系統(tǒng) 信號肽的概念 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)和類型 何為信號假說 試述新生肽鏈向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)移的步驟 粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能 1 學習資料 Section2Golgicomplex高爾基復合體 2 學習資料 高爾基復合體 Golgicomplex 1898年由意大利科學家Golgi首先發(fā)現(xiàn) 高爾基復合體是由許多扁平囊泡堆在一起形成的高度有極性的以分泌為主要功能的細胞器 3 學習資料 內(nèi)容 一 高爾基復合體的形態(tài)結(jié)構(gòu)二 高爾基復合體的數(shù)量與分布三 高爾基復合體的極性及其鑒別四 高爾基復合體的化學組成五 高爾基復合體的功能六 高爾基復合體的異常與醫(yī)學的關(guān)系 4 學習資料 光鏡下 大多數(shù)細胞的高爾基復合體呈網(wǎng)狀 內(nèi)網(wǎng)器 internalreticulumapparatus 電鏡下有三種基本形態(tài) 小囊泡 扁平囊和大囊泡 每種成分都由一層單位膜構(gòu)成 執(zhí)行不同功能 一 高爾基復合體的形態(tài)結(jié)構(gòu) 5 學習資料 電鏡 扁平囊 成熟面 小囊泡 大囊泡 形成面 6 學習資料 扁平囊 主體 呈盤狀 3 8層稱 高爾基堆 扁平囊間距 20 30nm 囊腔寬 15 20nm 凹面 成熟 反 面 凸面 形成 順 面 凸面 形成 順 面 形成面膜厚 6nm 成熟面膜厚 8nm 小囊泡 生成面附近 40 80nm球形小泡 膜厚 6nm 囊腔內(nèi)含 中等電子密度的物質(zhì) 泡內(nèi)含物質(zhì) 低電子密度物質(zhì) 較透明 來源 小囊泡融合 來源 由rER 芽生 而來 大囊泡 分泌面附近 100 500nm 膜厚 8nm 泡內(nèi)含物質(zhì) 高電子密度物質(zhì) 濃縮泡 來源 扁平囊周邊或局部球狀膨 突脫落形成 凹面 成熟 反 面 7 學習資料 二 高爾基復合體的數(shù)量與分布 高爾基體在真核細胞中普遍存在 在不同的細胞中分布位置不同 胰腺細胞 甲狀腺細胞 腸上皮細胞 高爾基復合體分布在細胞核周圍 肝細胞高爾基復合體分布在細胞邊緣 大多數(shù)無脊椎動物細胞和植物細胞中的高爾基復合體呈分散狀 在不同的細胞 細胞不同的時期數(shù)量不同 一般分泌性強的細胞及分化好的細胞數(shù)量較多 8 學習資料 三 高爾基復合體的極性及其鑒別 高爾基復合體是一種具有極性的細胞器 根據(jù)細胞化學特性可以劃分四個不同的功能區(qū)域 含有不同的酶系 執(zhí)行不同的功能 又嚴格按照程序進行 9 學習資料 高爾基體的精細結(jié)構(gòu) trans tubularnetwork transsaccules cissacculescis tubularnetwork 10 學習資料 順面管網(wǎng)具有蛋白質(zhì)分選站的作用 順面管網(wǎng)是高爾基體生成面的第一層結(jié)構(gòu) 嗜鋨反應(yīng)陽性 順面管網(wǎng)接受來自RER新合成的物質(zhì)并將其分類 大部分轉(zhuǎn)入中間膜囊 小部分蛋白質(zhì)再運回RER 運回RER的蛋白質(zhì)在C 端都具有一個特殊的四肽序列KDEL HDEL RER腔中的駐留蛋白都具有這四肽序列 11 學習資料 RER內(nèi)的蛋白質(zhì) 含有KDEL 中間膜囊 順面膜囊 COPI包被囊泡 COPII包被囊泡 KDEL受體 KKXX RER 12 學習資料 順面膜囊 順面膜囊是由靠近順面管網(wǎng)結(jié)構(gòu)的2 3層扁平囊構(gòu)成 標志酶是煙酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶 NADP酶 13 學習資料 反面膜囊 反面膜囊是由位于順面膜囊下的2 4層扁平囊構(gòu)成 標志酶是焦磷酸硫胺素酶 TPP酶 順反面膜囊共同完成高爾基體中糖蛋白修飾 糖脂形成 多糖合成等主要功能 14 學習資料 反面管網(wǎng)主要功能是蛋白質(zhì)的分類與包裝 反面管網(wǎng)是扁平囊反面最后1 2層 標志酶是胞嘧啶單核苷酸酶 CMP酶 由小泡和分枝的小管組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 反面管網(wǎng)在蛋白質(zhì)與脂類的轉(zhuǎn)運過程中起到了分選 包裝和運輸?shù)淖饔?15 學習資料 四 高爾基復合體的化學組成 高爾基復合體主要由蛋白質(zhì)和脂類組成 大鼠肝細胞的高爾基復合體約含40 的脂類和60 的蛋白質(zhì) 高爾基復合體中酶類很多 如糖基轉(zhuǎn)移酶 催化糖蛋白合成 磺基 糖基轉(zhuǎn)移酶 催化糖脂合成 參與磷脂合成的酶等 酶類在高爾基體膜上的分布不均一 16 學習資料 高爾基體是一種極性細胞器 形態(tài)上 扁平囊順面的膜較薄 厚約6nm 近似ER膜 囊腔小而狹 隨著順面向反面過渡 膜也逐漸加厚 至反面膜厚約8nm 與細胞膜相似 化學組成 反面膜較順面膜含有更多的酶 功能 不同的膜囊還有不同的酶 對蛋白質(zhì)進行有序的加工 修飾 17 學習資料 五 高爾基復合體的功能 1 蛋白質(zhì)的糖基化作用N 連接糖蛋白的糖基化O 連接糖蛋白的糖基化2 蛋白質(zhì)的水解作用3 蛋白質(zhì)的分選與運輸溶酶體酶蛋白分選 運輸和溶酶體形成分泌性蛋白質(zhì)的分選與運輸 18 學習資料 3H標記亮氨酸 3分鐘 17分鐘 117分鐘 高爾基復合體在細胞分泌活動中起著重要的運輸作用 在分泌顆粒的形成過程中起著濃縮 修飾 加工等作用 19 學習資料 1 蛋白質(zhì)的糖基化作用 糖基與蛋白質(zhì)的連接方式 N連接的糖蛋白 是蛋白質(zhì)分子中Asn氨基與寡糖鏈共價相連 這種糖基化過程開始于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔 完成于高爾基體 O連接的糖蛋白 是蛋白質(zhì)分子中Ser和Thr羥基與寡糖鏈共價相連 其糖基化過程全部或主要在高爾基體內(nèi)完成 20 學習資料 N 連接糖蛋白的糖基化 N連接寡糖鏈前體的組成成分 2個N 乙酰葡萄糖胺 GlcNAc 9個甘露糖 Man 和3個葡萄糖 Glc 21 學習資料 N連接糖蛋白寡糖前體在ER腔側(cè)從多萜醇向多肽鏈的轉(zhuǎn)移過程 Asn Asn ER膜 ER腔側(cè) 細胞質(zhì)側(cè) 22 學習資料 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)葡萄糖苷酶I II 寡糖轉(zhuǎn)移后 寡糖鏈中的3個Glc 23 學習資料 高爾基體中高甘露糖糖蛋白的形成 24 學習資料 甘露糖苷酶I 甘 甘 N 乙酰葡萄糖胺轉(zhuǎn)移酶 甘 甘 N 乙酰葡萄糖胺 甘露糖苷酶II 甘 甘 N 乙酰葡萄糖胺轉(zhuǎn)移酶 N 乙酰葡萄糖胺 半乳糖轉(zhuǎn)移酶 唾液酸轉(zhuǎn)移酶 復合寡糖糖蛋白的形成 25 學習資料 高爾基體中的糖基化修飾有嚴格的順序性和區(qū)域性 甘露糖的去除發(fā)生在順面膜囊 N 乙酰葡萄糖胺的加入部位在中間膜囊 半乳糖的加入部位在反面膜囊 26 學習資料 生化區(qū)室 高爾基體的疊層結(jié)構(gòu)中有不同的生化區(qū)室 每個區(qū)室由1 多個扁囊構(gòu)成 含有特異酶類 完成蛋白質(zhì)的修飾與分選 27 學習資料 O 連接糖蛋白的糖基化 O連接的糖蛋白 是蛋白質(zhì)分子中Ser和Thr羥基與寡糖鏈共價相連 其糖基化過程全部或主要在高爾基體內(nèi)完成 O 連接糖蛋白的糖基化在肽鏈合成后有專一的糖基轉(zhuǎn)移酶逐個加上 沒有糖鏈載體 28 學習資料 2 蛋白質(zhì)的水解作用 無活性的前體物質(zhì) 某些肽類激素 加工改造 有生物活性的物質(zhì) 激素 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 高爾基體 29 學習資料 3 蛋白質(zhì)的分選與運輸 在RER上合成的各種蛋白質(zhì) 以出芽方式運至高爾基體 被加工修飾后可被添加上不同的分選信號 可以識別反面管網(wǎng)區(qū)的分選信號專一性受體 從而將各類蛋白質(zhì)進行分揀 獨立包裝 形成各自的分泌顆粒離開高爾基體 運輸?shù)桨胁课粓?zhí)行功能 30 學習資料 31 學習資料 32 學習資料 高爾基體對蛋白質(zhì)分選與運輸?shù)奶攸c 分選過程屬于受體介導的過程 蛋白質(zhì)上有分選信號 在反面高爾基復合體內(nèi)有分選信號的受體 分選信號與分選信號受體 高爾基體膜蛋白 結(jié)合 觸發(fā)包裝運輸小泡 33 學習資料 運輸過程是衣被小泡的運輸 運輸小泡從反面高爾基復合體出芽 并由衣被包裹 即成衣被小泡 衣被小泡在運輸過程中逐漸脫被 成無被小泡 脫下的 衣被 返回到高爾基體 運輸小泡到達靶部位 如細胞膜或某些細胞器膜 時 以膜融合的方式將內(nèi)容物排出 運輸小泡與靶部位的結(jié)合也是受體介導過程 34 學習資料 35 學習資料 分選錯誤的挽救 在分選發(fā)生錯誤時 特異的挽救受體 specificsalvagereceptor 可識別因錯誤分選而丟失的蛋白 并將它們運回高爾基復合體 36 學習資料 信號斑 Signalpatch RER合成的主要蛋白質(zhì) 分泌蛋白 膜蛋白 溶酶體酶 2GlcNAc 9Man 溶酶體的形成 分泌蛋白 膜蛋白 溶酶體酶 為什么溶酶體酶能定向運輸?shù)饺苊阁w中 6 磷酸甘露糖 M6P 37 學習資料 內(nèi)吞體 溶酶體的發(fā)生 rER 順面管網(wǎng) 反面管網(wǎng) 高爾基復合體 溶酶體水解酶前體 加入磷酸基團 M 6 P 溶酶體酶 前溶酶體 ATP ADP Pi H 去除磷酸 PH 5 成熟溶酶體 38 學習資料 內(nèi)吞體 rER 順面管網(wǎng) 反面管網(wǎng) 高爾基復合體 溶酶體水解酶前體 M 6 P 溶酶體酶 前溶酶體 ATP ADP Pi H 去除磷酸 成熟溶酶體 PH 5 39 學習資料 CGN形成M6P TGN與M6P受體結(jié)合 誘導TGN出芽 衣被小泡 運輸小泡與內(nèi)體融合 M6P受體返回Golgi 為內(nèi)體性溶酶體 成熟溶酶體 溶酶體的酶含有M 6 P TGN膜上有M 6 P受體 特異結(jié)合誘導溶酶體酶聚集并出芽離開Golgi形成溶酶體 40 學習資料 溶酶體的形成的過程 溶酶體酶的分選信號是信號斑 在順面管網(wǎng)被磷酸化為甘露糖 6 磷酸 M 6 P 在反面管網(wǎng)含有識別M 6 P的受體 是跨膜糖蛋白 含有M 6 P的酶與反面管網(wǎng)膜上M 6 P受體特異結(jié)合 從反面管網(wǎng)以出芽方式形成有被小泡 有被小泡離開Golgi后立即脫去衣被 成為無被運輸小泡 運輸小泡與內(nèi)體 PH 5 融合成為內(nèi)體性溶酶體 M 6 P與受體分離 受體返回Golgi再循環(huán) M 6 P去磷酸化 內(nèi)體性溶酶體PH值進一步下降成為成熟的溶酶體 41 學習資料 分泌性蛋白質(zhì)的分選與運輸 42 學習資料 六 高爾基體的異常與醫(yī)學的關(guān)系