細胞生物學 細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)與囊泡轉(zhuǎn)運教學材料

細胞生物學細胞生物學 細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)與囊泡轉(zhuǎn)運教學材料細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)與囊泡轉(zhuǎn)運教學材料 第五章細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)與囊泡轉(zhuǎn)運在結構 功能和形態(tài)發(fā)生上具有 一定聯(lián)系 構成一個完整系統(tǒng)的一些膜性細胞器 相對于細胞膜而 言 將它們統(tǒng)稱為內(nèi)膜系統(tǒng) endomembrane system 包括核膜 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 高爾基體 溶酶體 過氧化物酶體 及其它各種小泡 各種細胞器有相對固定的比鄰關系 能使各部分互不干擾 高度協(xié) 調(diào)地進行各種代謝活動 主要功能是進行蛋白質(zhì)的合成和分選類型70 S的核糖體原核細胞真核細胞的線粒體 葉綠體80S的核糖體線粒體 葉綠體以外的真核細胞化學組成RNA60 構成核糖體的骨架蛋白質(zhì)4 0 結構 存在形式大亞基小亞基一般以游離狀態(tài)存在 只有當小亞 基與mRNA結合后 大亞基才與小亞基結合 形成完整的核糖體核糖 體 ribosome 分布原核細胞大部分核糖體游離存在真核細胞大部分 為附著核糖體附著核糖體 附著在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成水溶性蛋白 分泌蛋白 駐留蛋白 和膜 蛋白游離核糖體 游離在細胞質(zhì)中合成基礎性蛋白 結構蛋白 血紅蛋白 多聚核糖 體多個核糖體結合到一個mRNA鏈上成串排列 形成蛋白質(zhì)合成的功 能單位 附著和游離核糖體的結構和功能相同 不同點在于合成蛋白質(zhì)的種 類不同功功能合成蛋白質(zhì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng) endoplasmic reticulum ER 形態(tài)結構 1 單位膜圍成的由連續(xù)的小管 tubule 小泡 vesicle 和和扁 囊 lamina 組成的三維網(wǎng)狀膜系統(tǒng) 2 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔與核膜腔相通 3 以核為中心向四周鋪展 4 在內(nèi)膜系統(tǒng)中占中心地位 分布通常兩種類型同時存在特殊 胰腺外分泌細胞rER肌細胞 sER化學組成 11 微粒體 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與細胞內(nèi)其它成分連接復雜 不易分離 當細胞勻漿而被破 壞后 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)斷裂成許多封閉小泡 22 脂類蛋白質(zhì) 比細胞膜中的含量高分子伴侶蛋白標志酶葡萄糖 6 磷酸酶電子傳遞體系細胞色素微粒體具備合成蛋白 脂類和蛋白糖 基化等內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的基本功能 在研究中可與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)同等看待 分為粗面微粒體滑面微粒體不易確定滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 高爾基體 線粒 體 細胞膜內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能 參與蛋白質(zhì)的合成 參與脂類的合成 sER 膜的生成 參與糖代謝 解毒作用 物質(zhì)運輸與交換 機械支持內(nèi)質(zhì) 網(wǎng)參與蛋白質(zhì)的合成 主要由粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)完成 合成蛋白的種類分泌 蛋白 酶 多肽類激素等 駐留蛋白溶酶體中的酸性蛋白內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高 爾基體固有的蛋白胞內(nèi)體膜蛋白細胞膜 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜 高爾基體膜 溶酶體膜蛋白質(zhì)在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成過程 核糖體由信號肽引導結合于 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上 核糖體合成的多肽鏈經(jīng)膜穿入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔 分子伴侶在內(nèi) 質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)對蛋白質(zhì)進行折疊 新合成的蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)進行糖基 化 N 連接 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的蛋白質(zhì)經(jīng)高爾基體分泌出細胞信號肽和信號假 說信號肽 signal peptide 由位于成熟mRNA5 端起始密碼之后的信號密碼編碼 是最先被翻譯的氨基酸序列 它 能將核糖體引導到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上 并在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中完成蛋白質(zhì)的合成 信號假說 signal hypothesis 分子伴侶 chaperone 一些蛋白質(zhì)能特異識別新生肽 鏈或部分折疊的多肽并與之結合 幫助這些多肽進行折疊 裝配和 轉(zhuǎn)運 但本身不參與最終產(chǎn)物的形成 只起陪伴作用的蛋白質(zhì) 包括 蛋白二硫異構酶 PDI 結合蛋白 Bip 葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白94蛋白質(zhì)的修 飾包括糖基化 羥基化 ?；?二硫鍵形成等 其中最主要的是 糖基化 幾乎所有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白質(zhì)最終被糖基化 糖基化的作用是 使蛋白質(zhì)能夠抵抗消化酶的作用 賦予蛋白質(zhì) 傳導信號的功能 某些蛋白只有在糖基化之后才能正確折疊 有利于蛋白質(zhì)的分選和包裝糖基一般連接在44種氨基酸上 分為22 種O 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 N 乙酰半乳糖胺 在高爾基體上進行O O 連接的糖基化 N N 連接的糖基化與天冬酰胺殘基的NH22連接 糖為N N 乙酰葡糖胺 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上進行的為N N 連接的糖基化 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)參與糖類的代謝 主要在滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上進行 是否參與糖原的 合成有爭議 參與糖原的分解糖原 G 1 P G 6 P 葡萄糖sER高爾基復合體 Golgi plex 蛋白質(zhì)合成加工 糖基化的場所 具有極性的膜性細胞器 由扁平囊 泡 小泡 大泡構成 可分為3個區(qū)室高爾基復合體的3個區(qū)室的功能 由粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)芽生的運輸小泡 篩選由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的蛋白和脂類 并將大部分轉(zhuǎn)入扁囊去 少部分返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)的糖基化 合成 糖脂和多糖體積較大的分泌泡 進行蛋白質(zhì)的分選功能高爾基體的 化學組成蛋白質(zhì)60 含量低于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜 高于細胞膜含有多種酶類標 志性酶 糖基轉(zhuǎn)移酶脂類40 卵磷脂介于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與細胞膜之間高高爾基復合 體的功能 參與細胞的分泌活動對內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的分泌蛋白進行修飾 轉(zhuǎn)運 膜蛋白的定向運輸溶酶體酶的定向運輸 修飾 加工修飾蛋白 糖脂 等糖蛋白的糖基化 硫酸鹽化糖脂加工 對蛋白質(zhì)進行分選參與溶酶 體的形成挽救受體識別錯誤分選而丟失的蛋白并將其運回Gc 水解 加工蛋白質(zhì) 參與細胞內(nèi)膜的轉(zhuǎn)化活動內(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加入磷酸基團M 6 P溶酶體酶前前溶酶體ATP ADP Pi H 去除磷酸去除磷酸P H 6成熟溶酶體形成溶酶體溶酶體 lysosome 細胞的消化器官 球形 顆粒狀的膜性細胞器 形態(tài) 大小不一 含 有多種酸性水解酶標志酶 酸性磷酸酶 膜蛋白 高度糖基化 免受溶酶體內(nèi)蛋白酶的消化 內(nèi)部酸性環(huán)境靠質(zhì)子泵 維持溶酶體的類型傳統(tǒng)初級溶酶體前溶酶體 成熟溶酶體 只有酶 而無底物次級溶酶體初級溶酶體 底物按形成過程 功能狀態(tài)內(nèi)體 性由高爾基體芽生的運輸小泡和內(nèi)體合并而成 吞噬性內(nèi)體性溶酶體 將被水解的各種吞噬底物融合形成底物的 性 質(zhì)自噬性 底物細胞內(nèi) 衰老崩解的細胞器異噬性 底物細胞外 細菌 異物等殘余小體 residual body 定義未被消化和分解的物質(zhì)殘留在溶酶體中形成的電子密度 較高 色調(diào)較深的小體 常見的殘余小體脂褐質(zhì) lipofusion 神經(jīng)細胞 心肌細胞含鐵小體 siderosome 單核巨噬細胞多泡體 multivesicular 神經(jīng)細胞 卵 母細胞 鹽酸細胞髓樣結構 myeline figure 腫瘤細胞 病毒感染細胞 巨噬細胞系統(tǒng)各種殘余小體溶酶 體的功能 1 消化細胞內(nèi)的物質(zhì)內(nèi)源性 衰老 病變的細胞器胞質(zhì)中某些蛋白 含KFERQ序列 更新細胞成分 維持生理功能外源性 細菌 異物 紅細胞 胞飲攝入的可溶性物質(zhì)是細胞中膽固醇的 2 消化細胞外的物質(zhì)受精 精子的頂體骨質(zhì)更新 破骨細胞的溶酶體 3 參與器官的發(fā)育兩棲類尾部的消失 細胞凋亡亦參與 4 參與激素分泌的調(diào)節(jié)分泌自溶現(xiàn)象參與甲狀腺素的生成與溶酶體 相關的疾病 先天性溶酶體病 矽肺 類風濕性關節(jié)炎 腫瘤過氧化物 酶體 peroxisome 1 單位膜包裹的圓形 卵圓形小體 2 含40多種氧化酶過氧化氫酶 標志酶 33 功能消除氧化底物產(chǎn)生的過氧化氫參與肝 腎的解毒功能參與 核酸 脂肪 糖的代謝RH2 O2氧化酶R H2O2R H2 H2O2過氧化氫酶R H2O思考題 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是如何參與蛋白質(zhì)的合成 高爾基體按形態(tài)結構 細胞化學反映和功能可分為哪三個組成部分 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分為幾類 在形態(tài)和功能上各有何特點 請說明蛋白質(zhì)合 成的信號肽學說 高爾基復合體由哪些結構組成 各有何特點 高爾基復合體有哪 些主要生理功能 溶酶體有何結構特點 其分類如何 內(nèi)體性溶酶 體的形成過程 蛋白質(zhì)合成溶酶體寡聚糖磷酸化切除甘露糖加加N 乙酰葡萄糖胺加半乳糖加唾液酸 分揀溶酶體順面管網(wǎng)中層囊反面 囊反面管網(wǎng)大泡 分泌顆粒 rER高爾基復合體高爾基復合體順面囊 切除甘露糖參與蛋白質(zhì)的分選和運輸高爾基體對蛋白質(zhì)的分類 依 據(jù)的是蛋白質(zhì)上的信號肽或信號斑 分選不同區(qū)室對蛋白質(zhì)糖鏈按順序修飾囊泡運輸 囊泡轉(zhuǎn)運 vesicu lar transport 囊泡以出芽方式從細胞的一種內(nèi)膜細胞器脫離后又與另 一個內(nèi)膜細胞器發(fā)生融合 這個轉(zhuǎn)運過程稱為囊泡運輸 真核細胞物質(zhì)運輸?shù)囊环N重要方式 一個雙向 有序的過程 作用物 質(zhì)交換信號傳遞對胞內(nèi)合成的物質(zhì)進行一定的化學修飾囊泡及其轉(zhuǎn) 運的分子基礎囊泡由細胞 器 膜的囊膜包裹囊膜表面有特異性的 包被蛋白囊泡的分類根據(jù)包被蛋白網(wǎng)格蛋白包被囊泡細胞膜內(nèi)體高 爾基體內(nèi)體高爾基體溶酶體 偶見 COP 包被小泡粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高 爾基體COP 包被小泡高爾基體粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)其它網(wǎng)格蛋白包被囊泡 的轉(zhuǎn)運網(wǎng)格蛋白 clathrin 轉(zhuǎn)運囊泡表面的纖維絲狀蛋白有三條腿 提高囊泡的表面張力轉(zhuǎn)運方向高爾基質(zhì)膜內(nèi)體 溶酶體質(zhì)膜內(nèi)吞泡 內(nèi)體溶酶體網(wǎng)格蛋白包被囊泡的形成 被轉(zhuǎn)運分子與質(zhì)膜上的受體結 合 被接合素 adaptin 捕獲 接合素催化網(wǎng)格蛋白聚合 在動力素 和網(wǎng)格