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文檔簡介
1、 1982.8-1987.7: the fourth military medical university, china m.d., june 19871994.4-1998.3: nagoya university, japan ph.d., june 1998. 1999.1-2001.5: assistant professor, aichi medical university school of medicine, japan2001.5-2006.5: visiting fellow, cell biology and metabolism branch, nichd, nih
2、2006.6-2007.2: research fellow, cell biology and metabolism branch, nichd, nih2007.3-now: professor, department of biochemistry and molecular biology, zhejiang universityresearch interestsour laboratory is centered on the molecular mechanisms underlying endomembrane structure and function by us of c
3、on-focal microscopy analyzing protein dynamics in living cells. we are also interested in the roles of intracellular organelles under physiological and pathological conditions such as mitosis, autophagy, aging and liver cancer development. wei liutel:88208357e-mail: laboratory of organelle biologyth
4、e nobel prize in physiology or medicine 2009dr. carol w. greider is a professor in the department of molecular biology and genetics at johns hopkins university school of medicine in baltimore.dr.jack szotak is a professor of genetics at massachusetts general hospital in boston. he is also affiliated
5、 with the howard hughes medical institute.dr. elizabeth h.blackburn, who holds u.s. and australian citizenship, is a professor of biology and physiology at the university of california, san francisco.the nobel prize in physiology or medicine 2009dr. carol w. greider is a professor in the department
6、of molecular biology and genetics at johns hopkins university school of medicine in baltimore.dr.jack szotak is a professor of genetics at massachusetts general hospital in boston. he is also affiliated with the howard hughes medical institute.dr. elizabeth h.blackburn, who holds u.s. and australian
7、 citizenship, is a professor of biology and physiology at the university of california, san francisco.for the discovery of how chromosomes are protected by telomeres and the enzyme telomerasethe nobel prize in chemistry 2009venkatraman ramakrishnanmrc laboratory of molecular biology, cambridge, ukth
8、omas a. steitzyale universitynew haven, ct. usaada e. yonathweizmann institute of sciencerehovot, israelthe nobel prize in chemistry 2009venkatraman ramakrishnanmrc laboratory of molecular biology, cambridge, ukthomas a. steitzyale universitynew haven, ct. usaada e. yonathweizmann institute of scien
9、cerehovot, israelfor studies of the structure and function of the ribosomea mammalian cell細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)(內(nèi)膜系統(tǒng)(endomembrane system) 位于細(xì)胞內(nèi),在結(jié)構(gòu)、功能乃至發(fā)位于細(xì)胞內(nèi),在結(jié)構(gòu)、功能乃至發(fā)生上有一定聯(lián)系的膜性結(jié)構(gòu)的總稱。生上有一定聯(lián)系的膜性結(jié)構(gòu)的總稱。內(nèi)膜系統(tǒng)包括:內(nèi)膜系統(tǒng)包括:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體、溶酶體、過氧化氫體及核膜等。溶酶體、過氧化氫體及核膜等。bonifacino js and glick bs, 2004內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(en
10、doplasmic reticulum,er)) n19451945年年porter k.rporter k.r和和claude a.dclaude a.d用電子顯用電子顯微鏡觀察培養(yǎng)的小鼠微鏡觀察培養(yǎng)的小鼠成纖維細(xì)胞發(fā)現(xiàn)細(xì)胞成纖維細(xì)胞發(fā)現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)中有一些形狀大小質(zhì)中有一些形狀大小略有不同的小管、小略有不同的小管、小囊連接成網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)囊連接成網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)稱內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。稱內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)n1、扁平囊排列:、扁平囊排列: 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜之間為狹窄的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜之間為狹窄的腔,形狀扁而長,不封腔,形狀扁而長,不封閉,兩膜間寬度閉,兩膜間寬度40-50nm,常常很多重疊,常常很多重疊在一起。在縱
11、切面上為在一起。在縱切面上為一個(gè)個(gè)兩端封閉的扁長一個(gè)個(gè)兩端封閉的扁長管道,平行狀排列并相管道,平行狀排列并相互連通?;ミB通。n2.2.小泡狀排列(小泡狀排列(vesicular arrangement)vesicular arrangement)n內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形狀為泡狀,如氣球,腔較大,直徑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形狀為泡狀,如氣球,腔較大,直徑約為約為40-500nm40-500nm之間。囊內(nèi)腔隙稱作小池,切片之間。囊內(nèi)腔隙稱作小池,切片上呈圓形或近似圓形的腔。上呈圓形或近似圓形的腔。n在一些特殊生理狀態(tài)的細(xì)胞與病變的細(xì)胞中常在一些特殊生理狀態(tài)的細(xì)胞與病變的細(xì)胞中常??梢姟3?梢?。n3.3.小管狀排列(小管狀排
12、列(tubular arrangement)tubular arrangement)n內(nèi)質(zhì)網(wǎng)呈分支而細(xì)長的管子,互相連通,交錯(cuò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)呈分支而細(xì)長的管子,互相連通,交錯(cuò)成復(fù)雜的網(wǎng)狀,管的直徑約成復(fù)雜的網(wǎng)狀,管的直徑約0.5-1nm0.5-1nm。n內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)變異很大,其形態(tài)、數(shù)量內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)變異很大,其形態(tài)、數(shù)量和分布在不同細(xì)胞中不同,常與細(xì)胞的和分布在不同細(xì)胞中不同,常與細(xì)胞的類型、生理功能狀態(tài)、分化程度以及環(huán)類型、生理功能狀態(tài)、分化程度以及環(huán)境條件有關(guān)。境條件有關(guān)。n同一細(xì)胞不同區(qū)域的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)其形態(tài)也會(huì)同一細(xì)胞不同區(qū)域的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)其形態(tài)也會(huì)隨發(fā)育時(shí)期、生理狀態(tài)不同而不同。隨發(fā)育時(shí)期、生理狀態(tài)不同
13、而不同。二、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)二、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)n1 1、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜:、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜:n內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是交織分布在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是交織分布在細(xì)胞質(zhì)中高度分化、細(xì)胞質(zhì)中高度分化、十分復(fù)雜的內(nèi)膜管道十分復(fù)雜的內(nèi)膜管道系統(tǒng)。厚約系統(tǒng)。厚約5-6nm .5-6nm .n2 2、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔:、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔:n由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜圍成的空由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜圍成的空腔。其大小隨細(xì)胞種腔。其大小隨細(xì)胞種類和生理狀態(tài)而不同類和生理狀態(tài)而不同。三、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的化學(xué)組成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)酶及其分布 酶 分布 酶 分布 細(xì)胞色素細(xì)胞色素p450 胞質(zhì)面和腔面胞質(zhì)面和腔面 核苷酸焦磷酸酶核苷酸焦磷酸酶 胞質(zhì)面胞質(zhì)面 細(xì)胞色素細(xì)胞色素b5 胞質(zhì)面胞質(zhì)面 gdp-甘露糖基甘露糖基 nadh-
14、b5 轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移酶 胞質(zhì)面胞質(zhì)面 還原酶還原酶 胞質(zhì)面胞質(zhì)面 核苷二磷酸酶核苷二磷酸酶 腔腔 面面 nadh-細(xì)胞色素細(xì)胞色素c 還原酶還原酶 胞質(zhì)面胞質(zhì)面 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶 腔腔 面面 atp酶酶 胞質(zhì)面胞質(zhì)面 -葡萄糖醛酸酶葡萄糖醛酸酶 腔腔 面面 5核苷酶核苷酶 胞質(zhì)面胞質(zhì)面 乙酰苯胺乙酰苯胺-水解酶水解酶 腔腔 面面四、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的種類四、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的種類n1 1、粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(rough er, rerrough er, rer) 呈扁囊狀,膜呈扁囊狀,膜上附著有核糖體。上附著有核糖體。其腔常與核周腔其腔常與核周腔相連。相連。 2. 光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)ser呈分支管
15、狀,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上無核糖體顆粒。呈分支管狀,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上無核糖體顆粒。kedlr-gfp激光共聚焦顯微鏡下的er三、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能三、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能(一)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能(一)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能:1 1、粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與蛋白質(zhì)的合成和轉(zhuǎn)運(yùn)、粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與蛋白質(zhì)的合成和轉(zhuǎn)運(yùn)n2、蛋白質(zhì)的加工與修飾、蛋白質(zhì)的加工與修飾蛋白質(zhì)的折疊蛋白質(zhì)的折疊內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中含有豐富的氧化型谷胱甘肽(內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中含有豐富的氧化型谷胱甘肽(gssg)、蛋)、蛋白二硫異構(gòu)酶和分子伴侶系統(tǒng),為蛋白質(zhì)的折疊提白二硫異構(gòu)酶和分子伴侶系統(tǒng),為蛋白質(zhì)的折疊提供了極為有利的環(huán)境。供了極為有利的環(huán)境。二硫鍵的形成:二硫鍵的形成:多肽鏈的折疊多肽鏈的折疊蛋白質(zhì)的糖基化
16、修飾:蛋白質(zhì)的糖基化修飾:n-連接糖蛋白的連接糖蛋白的 形成形成(二)滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能n1、脂類合成:脂類合成:ser膜上含有合成固醇的膜上含有合成固醇的全套酶系,可使脂肪酸氧化生成乙酰輔全套酶系,可使脂肪酸氧化生成乙酰輔酶酶a,其中乙?;?jīng)膽固醇合成固醇類激,其中乙酰基經(jīng)膽固醇合成固醇類激素。素。n腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞、卵巢黃體細(xì)胞和睪丸腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞、卵巢黃體細(xì)胞和睪丸間質(zhì)細(xì)胞中含有大量的間質(zhì)細(xì)胞中含有大量的ser。 n2 糖類代謝:糖原合成和分解糖類代謝:糖原合成和分解n3 解毒作用:由腸道吸收的外源性有毒解毒作用:由腸道吸收的外源性有毒物質(zhì)或藥物及機(jī)體代謝自生的內(nèi)源性毒物質(zhì)或藥物及機(jī)體代謝自
17、生的內(nèi)源性毒物,大多數(shù)經(jīng)過肝細(xì)胞內(nèi)的物,大多數(shù)經(jīng)過肝細(xì)胞內(nèi)的ser通過氧通過氧化、甲基化、結(jié)合等方式,使毒性降低、化、甲基化、結(jié)合等方式,使毒性降低、失毒或利于排泄。失毒或利于排泄。n4 在肌細(xì)胞中是在肌細(xì)胞中是ca+貯存場(chǎng)所,可通過貯存場(chǎng)所,可通過釋放和回收釋放和回收ca+調(diào)節(jié)肌肉收縮。調(diào)節(jié)肌肉收縮。n5 5、與水和電解質(zhì)代謝有關(guān):哺乳動(dòng)物胃、與水和電解質(zhì)代謝有關(guān):哺乳動(dòng)物胃腺中的壁細(xì)胞有發(fā)達(dá)的腺中的壁細(xì)胞有發(fā)達(dá)的serser,與鹽酸分泌,與鹽酸分泌和滲透壓的調(diào)節(jié)有關(guān)。和滲透壓的調(diào)節(jié)有關(guān)。n6 6、與膽汁生成有關(guān):、與膽汁生成有關(guān):10%10%的膽鹽由肝細(xì)的膽鹽由肝細(xì)胞中的胞中的serser
18、合成。合成。n7 7、機(jī)械支持作用。、機(jī)械支持作用。四、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與疾病四、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與疾病n1 1、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的腫脹、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的腫脹n2 2、粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)解聚和脫粒、粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)解聚和脫粒n3 3、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)的物質(zhì)堆積:、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)的物質(zhì)堆積:n4 4、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與疾病、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與疾病n 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是細(xì)胞內(nèi)重要的細(xì)胞器內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是細(xì)胞內(nèi)重要的細(xì)胞器, ,也是也是重要的鈣離子貯存庫。它調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的重要的鈣離子貯存庫。它調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的合成后折疊與聚集、細(xì)胞對(duì)應(yīng)激的反應(yīng)以及細(xì)合成后折疊與聚集、細(xì)胞對(duì)應(yīng)激的反應(yīng)以及細(xì)胞內(nèi)鈣離子的水平。胞內(nèi)鈣離子的水平。n鈣離子穩(wěn)態(tài)的改變和未折疊或錯(cuò)誤折疊蛋白質(zhì)鈣離子穩(wěn)態(tài)的改變和未折疊
19、或錯(cuò)誤折疊蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)的蓄積可以引發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)的蓄積可以引發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激, ,包括包括鈣離子從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔排空、糖基化抑制、二硫鍵鈣離子從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔排空、糖基化抑制、二硫鍵結(jié)合減少、突變蛋白質(zhì)表達(dá)等過程結(jié)合減少、突變蛋白質(zhì)表達(dá)等過程 n阿爾茲海默病(,)n 是一種常見的神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病,病理特征是 淀粉樣蛋白質(zhì)的沉積、神經(jīng)原纖維變性和神經(jīng)元死亡n早老因子 (11)是主要存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的跨膜蛋白質(zhì),1基因的突變使細(xì)胞對(duì)各種損害誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷的易感性增加。第二節(jié)第二節(jié) 高爾基復(fù)合體高爾基復(fù)合體(golgi apparatus)n高爾基復(fù)合體是由高爾基復(fù)合體是由一層單位膜包圍而一層單位膜包圍而成
20、的復(fù)雜的囊泡系成的復(fù)雜的囊泡系統(tǒng),電鏡下由小囊統(tǒng),電鏡下由小囊泡、扁平囊和大囊泡、扁平囊和大囊泡組成泡組成一一. . 形態(tài)結(jié)構(gòu)形態(tài)結(jié)構(gòu)高爾基復(fù)合體的高爾基復(fù)合體的3 3個(gè)區(qū)室的功能個(gè)區(qū)室的功能由粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)芽生的運(yùn)輸小泡;篩由粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)芽生的運(yùn)輸小泡;篩選由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的蛋白和脂類,并選由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的蛋白和脂類,并將大部分轉(zhuǎn)入扁囊去,少部分返回將大部分轉(zhuǎn)入扁囊去,少部分返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)的糖基化、蛋白質(zhì)的糖基化、合成糖脂和多糖合成糖脂和多糖體積較大的分泌泡,體積較大的分泌泡, 進(jìn)行蛋白質(zhì)的分選功能進(jìn)行蛋白質(zhì)的分選功能 二二. . 化學(xué)組成化學(xué)組成 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) :60% 含量低于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜,高于
21、細(xì)胞膜含量低于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜,高于細(xì)胞膜 含有多種酶類含有多種酶類 標(biāo)志性酶標(biāo)志性酶糖基轉(zhuǎn)移酶糖基轉(zhuǎn)移酶 脂脂 類類 :40% 卵磷脂介于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與細(xì)胞膜之間卵磷脂介于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與細(xì)胞膜之間 三、高爾基復(fù)合體的功能 n1 1、高爾體復(fù)合體與高爾體復(fù)合體與細(xì)胞中糖蛋白的合成、細(xì)胞中糖蛋白的合成、加工、分泌有關(guān)加工、分泌有關(guān)n蛋白質(zhì)的糖基化蛋白質(zhì)的糖基化n溶酶體酶的磷酸化溶酶體酶的磷酸化n分泌性蛋白的水解分泌性蛋白的水解n2 2、蛋白質(zhì)的運(yùn)輸與蛋白質(zhì)的運(yùn)輸與分選分選hne induces golgi fragmentscontrol30 min1 h2 h4 hgolgi fragment induced
22、 by apoptotic stimulicontrolhnestsfasgalt-gfpmito-cfptwo different models of golgigeorge pattersonjennifer lippincott-schwartzwarren graham(yale university) jennifer lippincott-schwartz(national institutes of health) fighting !the biogenesis of golgi apparatusthe golgi is totally from er, stop er-go
23、lgi transport, the golgi disappearsduring mitosis: the golgierdaughter cells reappear from erthe golgi has its own remnantthe golgi fragments in cytosol daughter cells reappear from aggregation第三節(jié)、溶酶體(第三節(jié)、溶酶體(lysosomelysosome)n一、溶酶體的形態(tài)特一、溶酶體的形態(tài)特征:征: n 溶酶體為直徑很小溶酶體為直徑很小的囊狀小體,其外包的囊狀小體,其外包以一層厚約以一層厚約6nm的
24、的單位膜,膜內(nèi)含有活單位膜,膜內(nèi)含有活性很高的酸性水解酶性很高的酸性水解酶60多種。多種。 二、溶酶體的形成二、溶酶體的形成三、溶酶體的類型三、溶酶體的類型1.1.內(nèi)體性溶酶體內(nèi)體性溶酶體n2. 2. 吞噬性溶酶體吞噬性溶酶體當(dāng)內(nèi)體性溶酶體與細(xì)胞內(nèi)衰老的細(xì)胞當(dāng)內(nèi)體性溶酶體與細(xì)胞內(nèi)衰老的細(xì)胞器或由細(xì)胞胞吞作用攝入的外來物器或由細(xì)胞胞吞作用攝入的外來物質(zhì)融合后便形成吞噬性溶酶體。質(zhì)融合后便形成吞噬性溶酶體。 自噬性溶酶體自噬性溶酶體 異噬性溶酶體異噬性溶酶體 終末溶酶體終末溶酶體四、溶酶體的功能四、溶酶體的功能n1 1、溶酶體的消化作用、溶酶體的消化作用 n細(xì)胞內(nèi)吞物質(zhì)的消化細(xì)胞內(nèi)吞物質(zhì)的消化n溶
25、酶體消化功能的一個(gè)重要表現(xiàn)是消化由細(xì)胞內(nèi)吞攝溶酶體消化功能的一個(gè)重要表現(xiàn)是消化由細(xì)胞內(nèi)吞攝入的細(xì)胞外物質(zhì)。通常將內(nèi)吞物質(zhì)的消化分為吞噬作入的細(xì)胞外物質(zhì)。通常將內(nèi)吞物質(zhì)的消化分為吞噬作用和吞飲作用兩個(gè)方面。用和吞飲作用兩個(gè)方面。n侵入機(jī)體的細(xì)菌由于被巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞吞噬侵入機(jī)體的細(xì)菌由于被巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞吞噬, ,就就可避免機(jī)體患相應(yīng)的疾病??杀苊鈾C(jī)體患相應(yīng)的疾病。n脾臟中巨噬細(xì)胞的活動(dòng)及時(shí)清除了衰老的紅細(xì)胞。脾臟中巨噬細(xì)胞的活動(dòng)及時(shí)清除了衰老的紅細(xì)胞。n細(xì)胞內(nèi)殘余物質(zhì)的消化細(xì)胞內(nèi)殘余物質(zhì)的消化 n正?;虿∽兦闆r下正?;虿∽兦闆r下, ,細(xì)胞內(nèi)一部分細(xì)胞結(jié)構(gòu)如細(xì)胞內(nèi)一部分細(xì)胞結(jié)構(gòu)如線粒體、
26、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、分泌顆粒甚至溶酶體本身由線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、分泌顆粒甚至溶酶體本身由于衰老、病變或過多時(shí)需要初級(jí)溶酶體將它們于衰老、病變或過多時(shí)需要初級(jí)溶酶體將它們消化處理消化處理, ,即所謂的自噬活動(dòng)。即所謂的自噬活動(dòng)。n自噬活動(dòng)的結(jié)果是溶酶體酶將細(xì)胞需處理的部自噬活動(dòng)的結(jié)果是溶酶體酶將細(xì)胞需處理的部分結(jié)構(gòu)消化成小分子物質(zhì)如氨基酸、核苷酸、分結(jié)構(gòu)消化成小分子物質(zhì)如氨基酸、核苷酸、糖及脂肪等糖及脂肪等, ,當(dāng)細(xì)胞合成新的大分子或形成新當(dāng)細(xì)胞合成新的大分子或形成新的細(xì)胞器時(shí)可重新利用。的細(xì)胞器時(shí)可重新利用。n真核細(xì)胞內(nèi)自噬活動(dòng)頻率在生理情況下是很低真核細(xì)胞內(nèi)自噬活動(dòng)頻率在生理情況下是很低的的, ,只有很少種
27、類的細(xì)胞在生理狀態(tài)下能觀察只有很少種類的細(xì)胞在生理狀態(tài)下能觀察到細(xì)胞內(nèi)自噬現(xiàn)象。到細(xì)胞內(nèi)自噬現(xiàn)象。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體線粒體原位合成饑餓環(huán)境因素隔離膜自噬體溶酶體融合分解?圖1 自噬發(fā)生過程圖解模型controlstarvationn細(xì)胞外物質(zhì)的消化細(xì)胞外物質(zhì)的消化n不管初級(jí)或次級(jí)溶酶體不管初級(jí)或次級(jí)溶酶體, ,它們的活動(dòng)范圍只限它們的活動(dòng)范圍只限于細(xì)胞內(nèi)于細(xì)胞內(nèi), ,其內(nèi)部的水解酶通常也不會(huì)溢出細(xì)其內(nèi)部的水解酶通常也不會(huì)溢出細(xì)胞外胞外, ,但在一些特殊情況下但在一些特殊情況下, ,溶酶體也可以通過溶酶體也可以通過出胞作用將溶酶體酶釋放到細(xì)胞外出胞作用將溶酶體酶釋放到細(xì)胞外, ,消化分解消化分解細(xì)
28、胞外物質(zhì)細(xì)胞外物質(zhì), ,如破骨細(xì)胞可將溶酶體酶釋放到如破骨細(xì)胞可將溶酶體酶釋放到細(xì)胞外細(xì)胞外, ,降解骨的有機(jī)基質(zhì)降解骨的有機(jī)基質(zhì), ,參與骨組織的吸收參與骨組織的吸收和改建。和改建。n精子的頂體其本質(zhì)也是一種溶酶體精子的頂體其本質(zhì)也是一種溶酶體, ,在受精過在受精過程中程中, ,頂體中的酶被釋放到細(xì)胞外頂體中的酶被釋放到細(xì)胞外, ,消化卵外周消化卵外周的卵泡細(xì)胞的卵泡細(xì)胞, ,便于精子進(jìn)入卵細(xì)胞達(dá)到受精的便于精子進(jìn)入卵細(xì)胞達(dá)到受精的目的目的 n2 2、溶酶體參與機(jī)體免疫過程、溶酶體參與機(jī)體免疫過程n體內(nèi)有一種具有強(qiáng)大吞噬能力的細(xì)胞叫巨體內(nèi)有一種具有強(qiáng)大吞噬能力的細(xì)胞叫巨噬細(xì)胞噬細(xì)胞, ,當(dāng)病
29、原體或異物與巨噬細(xì)胞相遇時(shí)當(dāng)病原體或異物與巨噬細(xì)胞相遇時(shí), ,會(huì)導(dǎo)致這類細(xì)胞進(jìn)行趨化移動(dòng)會(huì)導(dǎo)致這類細(xì)胞進(jìn)行趨化移動(dòng), ,互相接觸并互相接觸并通過吞噬作用將病原體或異物捕捉入細(xì)胞通過吞噬作用將病原體或異物捕捉入細(xì)胞內(nèi)。內(nèi)。 n3 3、溶酶體對(duì)激素分泌的調(diào)節(jié)作用、溶酶體對(duì)激素分泌的調(diào)節(jié)作用n人們?cè)缇桶l(fā)現(xiàn)人們?cè)缇桶l(fā)現(xiàn), ,大鼠腦下垂體催乳素細(xì)胞分泌大鼠腦下垂體催乳素細(xì)胞分泌催乳素受到抑制時(shí)催乳素受到抑制時(shí), ,溶酶體與細(xì)胞內(nèi)一部分分溶酶體與細(xì)胞內(nèi)一部分分泌顆粒融合泌顆粒融合, ,將其消化降解以消除細(xì)胞內(nèi)過多將其消化降解以消除細(xì)胞內(nèi)過多的激素的激素, ,這種現(xiàn)象叫粒溶或分泌自噬。這種現(xiàn)象叫粒溶或分泌自
30、噬。n后來發(fā)現(xiàn)后來發(fā)現(xiàn), ,幾乎所有分泌蛋白質(zhì)和肽類激素的幾乎所有分泌蛋白質(zhì)和肽類激素的細(xì)胞中都存在著粒溶現(xiàn)象細(xì)胞中都存在著粒溶現(xiàn)象, ,細(xì)胞通過這些方式細(xì)胞通過這些方式, ,不僅在短時(shí)間內(nèi)清除部分不僅在短時(shí)間內(nèi)清除部分“產(chǎn)品產(chǎn)品”( (激素顆粒激素顆粒),),而且還減少了一部分而且還減少了一部分“工廠工廠”( (滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)),),進(jìn)而有效地調(diào)節(jié)激素的分泌量。進(jìn)而有效地調(diào)節(jié)激素的分泌量。 五、溶酶體與疾病五、溶酶體與疾病n1 1、溶酶體膜失常與疾病、溶酶體膜失常與疾病n溶酶體膜是一層單位膜溶酶體膜是一層單位膜, ,在正常情況下在正常情況下, ,它有它有明顯的屏障作用明顯的屏障作用,
31、,可防止水解酶進(jìn)入胞質(zhì)可防止水解酶進(jìn)入胞質(zhì), ,以以免細(xì)胞的結(jié)構(gòu)被破壞而造成細(xì)胞的死亡。如免細(xì)胞的結(jié)構(gòu)被破壞而造成細(xì)胞的死亡。如果因某種原因使溶酶體膜受損果因某種原因使溶酶體膜受損, ,各種水解酶進(jìn)各種水解酶進(jìn)入胞質(zhì)可使細(xì)胞分解入胞質(zhì)可使細(xì)胞分解; ;如果進(jìn)入細(xì)胞間質(zhì)如果進(jìn)入細(xì)胞間質(zhì), ,可可破壞細(xì)胞間質(zhì)破壞細(xì)胞間質(zhì), ,導(dǎo)致組織自溶導(dǎo)致組織自溶, ,如矽肺、痛風(fēng)如矽肺、痛風(fēng)等病就與溶酶體膜遭受破壞有關(guān)。等病就與溶酶體膜遭受破壞有關(guān)。 n矽肺矽肺是肺部吸入矽塵后是肺部吸入矽塵后, ,矽粉末矽粉末( (2)2)被組織被組織中的吞噬細(xì)胞吞噬中的吞噬細(xì)胞吞噬, ,但是但是溶酶體不能破壞矽粉末溶酶體不
32、能破壞矽粉末, ,而矽粉末卻能使溶酶體而矽粉末卻能使溶酶體膜破壞膜破壞, ,釋放出其中的水釋放出其中的水解酶解酶, ,引起細(xì)胞死亡引起細(xì)胞死亡; ;釋釋放出的矽粉末再被健康放出的矽粉末再被健康的吞噬細(xì)胞吞噬可得到的吞噬細(xì)胞吞噬可得到同樣的結(jié)果同樣的結(jié)果, ,肺部細(xì)胞死肺部細(xì)胞死亡亡, ,導(dǎo)致肺原纖維沉積導(dǎo)致肺原纖維沉積, ,減底肺的彈性減底肺的彈性, ,損傷肺的損傷肺的功能功能 n痛風(fēng)痛風(fēng) 是破壞物質(zhì)沉積在骨膜腔和結(jié)締組織中的是破壞物質(zhì)沉積在骨膜腔和結(jié)締組織中的尿酸結(jié)晶尿酸結(jié)晶, ,該結(jié)晶被中性粒細(xì)胞吞噬該結(jié)晶被中性粒細(xì)胞吞噬, ,釋放釋放肺原酶肺原酶, ,破壞軟骨組織而產(chǎn)生炎癥破壞軟骨組織而
33、產(chǎn)生炎癥 2 2、先天性溶酶體病、先天性溶酶體病 先天性溶酶體?。菏侵高z傳所致溶酶體某種酶先天性溶酶體病:是指遺傳所致溶酶體某種酶缺乏缺乏, ,造成次級(jí)溶酶體內(nèi)相應(yīng)底物不能被消化造成次級(jí)溶酶體內(nèi)相應(yīng)底物不能被消化, ,底物積蓄底物積蓄, ,代謝障礙代謝障礙, ,故又稱貯積性疾病。目前故又稱貯積性疾病。目前已知此類疾病有已知此類疾病有4040種以上種以上, ,大致可分為糖原貯大致可分為糖原貯積病、脂質(zhì)沉積病、粘多糖沉積病等幾大類。積病、脂質(zhì)沉積病、粘多糖沉積病等幾大類。 n糖原貯積病糖原貯積病n又名病又名病, ,是由于肝和肌細(xì)胞中溶酶是由于肝和肌細(xì)胞中溶酶體內(nèi)缺乏一種酸性體內(nèi)缺乏一種酸性-葡萄糖
34、苷酶。葡萄糖苷酶。n正常時(shí)此酶分解糖原正常時(shí)此酶分解糖原, ,當(dāng)缺乏此酶時(shí)當(dāng)缺乏此酶時(shí), ,溶酶體吞溶酶體吞噬的過剩糖原無法降解噬的過剩糖原無法降解, ,大量堆積在次級(jí)溶酶大量堆積在次級(jí)溶酶體內(nèi)使其腫脹體內(nèi)使其腫脹, ,最后最后, ,溶酶體破裂溶酶體破裂, ,其他酶漏出其他酶漏出, ,嚴(yán)重破壞組織細(xì)胞嚴(yán)重破壞組織細(xì)胞, ,此病屬常染色體缺陷性遺此病屬常染色體缺陷性遺傳病傳病, ,患者多為小孩患者多為小孩, ,常在兩周歲以前死亡。常在兩周歲以前死亡。 n病病n此病又稱腦苷脂沉積病此病又稱腦苷脂沉積病, ,是巨噬細(xì)胞和腦神經(jīng)是巨噬細(xì)胞和腦神經(jīng)細(xì)胞的溶酶體缺乏細(xì)胞的溶酶體缺乏-葡萄糖苷酶造成的。葡萄
35、糖苷酶造成的。n大量的葡萄糖腦苷脂沉積在這些細(xì)胞溶酶體內(nèi)大量的葡萄糖腦苷脂沉積在這些細(xì)胞溶酶體內(nèi), ,巨噬細(xì)胞變成細(xì)胞巨噬細(xì)胞變成細(xì)胞, ,患者的肝、患者的肝、脾、淋巴結(jié)等腫大脾、淋巴結(jié)等腫大, ,中樞神經(jīng)系統(tǒng)和腦干神經(jīng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)和腦干神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生變性、萎縮。此病多發(fā)生于嬰兒系統(tǒng)發(fā)生變性、萎縮。此病多發(fā)生于嬰兒, ,病病程進(jìn)展很快程進(jìn)展很快, ,常在常在1 1歲內(nèi)死亡歲內(nèi)死亡, ,如果幼年后才發(fā)如果幼年后才發(fā)病病, ,則病程進(jìn)展慢則病程進(jìn)展慢, ,最長者可活最長者可活1010多年。多年。 3 3、溶酶體與癌癥、溶酶體與癌癥n溶酶體與癌癥的關(guān)系早在溶酶體與癌癥的關(guān)系早在3030年前年前, ,就
36、提出溶酶體與癌癥的發(fā)生有關(guān)。就提出溶酶體與癌癥的發(fā)生有關(guān)。n近年來近年來, ,溶酶體與癌癥發(fā)生之間的關(guān)系日益引溶酶體與癌癥發(fā)生之間的關(guān)系日益引起人們的注意起人們的注意, ,有些致癌、促癌物質(zhì)造成溶酶有些致癌、促癌物質(zhì)造成溶酶體膜傷害體膜傷害, ,使其內(nèi)部的酶游離出來使其內(nèi)部的酶游離出來, ,造成造成分子的損傷分子的損傷, ,可以引起細(xì)胞癌變。除上述之外可以引起細(xì)胞癌變。除上述之外, ,溶酶體還與休克、細(xì)胞老化及心臟、肝臟的某溶酶體還與休克、細(xì)胞老化及心臟、肝臟的某些疾病有密切關(guān)系。些疾病有密切關(guān)系。 細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸內(nèi)容提要內(nèi)容提要n被動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸n一、簡單擴(kuò)散一、簡單擴(kuò)散n二、
37、協(xié)助擴(kuò)散二、協(xié)助擴(kuò)散n主動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸n一、一、鈉鉀泵鈉鉀泵n二、鈣離子泵二、鈣離子泵n三、質(zhì)子泵三、質(zhì)子泵四、abc 轉(zhuǎn)運(yùn)器五、協(xié)同運(yùn)輸膜泡運(yùn)輸?shù)幕靖拍钅づ葸\(yùn)輸?shù)幕靖拍钜?、吞噬作用二、胞飲作用三、外排作用膜泡運(yùn)輸?shù)姆肿訖C(jī)理膜泡運(yùn)輸?shù)姆肿訖C(jī)理磷脂雙層對(duì)不同分磷脂雙層對(duì)不同分子的通透性選擇子的通透性選擇分子量小、脂溶性強(qiáng)分子量小、脂溶性強(qiáng)的非極性分子的非極性分子不帶電荷的小分子不帶電荷的小分子分子量大分子量大極性大的或帶電極性大的或帶電的分子的分子大分子顆粒物大分子顆粒物x細(xì)胞質(zhì)膜通透性的特點(diǎn)細(xì)胞質(zhì)膜通透性的特點(diǎn)被動(dòng)運(yùn)輸和主動(dòng)運(yùn)輸通道擴(kuò)散幫助擴(kuò)散簡單擴(kuò)散被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸協(xié)助擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散分類:
38、被動(dòng)運(yùn)輸和主動(dòng)運(yùn)輸分類:被動(dòng)運(yùn)輸和主動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸特點(diǎn)(被動(dòng)運(yùn)輸特點(diǎn)(passivetransport)類型類型:簡單簡單擴(kuò)散擴(kuò)散(simplediffusion)水、)水、co2、o2、易化易化擴(kuò)散擴(kuò)散(facilitateddiffusion)借助于載體的幫助借助于載體的幫助載體:膜上與物質(zhì)運(yùn)輸有關(guān)的膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白載體:膜上與物質(zhì)運(yùn)輸有關(guān)的膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白載體蛋白(載體蛋白(carrierproteins)與物質(zhì)特異性分子結(jié)合,通過與物質(zhì)特異性分子結(jié)合,通過構(gòu)象改變介導(dǎo)物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn);介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)輸與主動(dòng)運(yùn)輸。構(gòu)象改變介導(dǎo)物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn);介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)輸與主動(dòng)運(yùn)輸。通道蛋白(通道蛋白(channelprote
39、ins)跨膜蛋白,中心是親水通道??缒さ鞍?,中心是親水通道。特點(diǎn)特點(diǎn)(1)飽和性;(飽和性;(2)高度的選擇性;()高度的選擇性;(3)酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制)酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制性,蛋白質(zhì)變性劑的抑制作用。性,蛋白質(zhì)變性劑的抑制作用。通道擴(kuò)散:通道擴(kuò)散:n細(xì)胞膜上的運(yùn)輸?shù)鞍祝杭?xì)胞膜上的運(yùn)輸?shù)鞍祝?載體蛋白:通過構(gòu)象變化運(yùn)輸物質(zhì)載體蛋白:通過構(gòu)象變化運(yùn)輸物質(zhì) 通道蛋白:形成通道、運(yùn)輸物質(zhì)通道蛋白:形成通道、運(yùn)輸物質(zhì)n 通道蛋白形成通道:持續(xù)開放(如水通道)通道蛋白形成通道:持續(xù)開放(如水通道) 間斷開放(閘門通道)間斷開放(閘門通道) 配體閘門通道:配體與受體結(jié)合,通道開放。配體閘門通道:配體與受體結(jié)合,通
40、道開放。 電壓閘門通道:膜電位變化,啟動(dòng)通道開放。電壓閘門通道:膜電位變化,啟動(dòng)通道開放。 離子閘門通道:特定離子濃度變化,啟動(dòng)通離子閘門通道:特定離子濃度變化,啟動(dòng)通道。道。three conformation of the acetylcholine receptor(二)主動(dòng)運(yùn)輸(二)主動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸基本特點(diǎn):主動(dòng)運(yùn)輸基本特點(diǎn):逆濃度梯度運(yùn)輸;逆濃度梯度運(yùn)輸;需要代謝能;需要代謝能;依賴于膜運(yùn)輸?shù)鞍?;依賴于膜運(yùn)輸?shù)鞍祝痪哂羞x擇性和特異性。具有選擇性和特異性。na+-k+ atp酶由2個(gè)大亞基(亞基)和2個(gè)小亞基(亞基)組成。亞基是跨膜蛋白,在膜的內(nèi)側(cè)有與na+和atp結(jié)合位點(diǎn),外側(cè)有與k
41、+和烏本苷(ouabain)結(jié)合的位點(diǎn)。na+-k+ atp酶的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)na+-k+ atp酶的作用原理泵向細(xì)胞內(nèi)側(cè)開放,與na+親和力大,可結(jié)合3個(gè)na+atp酶被激活,引起酶蛋白分子構(gòu)象變化導(dǎo)致與na+親和力降低,3個(gè)na+被釋放到膜外改變了構(gòu)象的外側(cè)開放,與k+親和力大,可結(jié)合2個(gè)k+結(jié)合了k+的酶蛋白分子去磷酸化,再次發(fā)生構(gòu)象變化改變了構(gòu)象的酶蛋白分子,與k+親和力降低,2個(gè)k+被運(yùn)輸?shù)侥?nèi),恢復(fù)到初始狀態(tài)胞吞作用胞吞作用endocytosis吞噬作用吞噬作用phagocytosis胞飲作用胞飲作用pinocytosis受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用receptor-mediat
42、edendocytosis胞吐作用胞吐作用exocytosis穿胞運(yùn)輸穿胞運(yùn)輸生物大分子和顆粒物質(zhì)運(yùn)輸(一)胞吞作用(一)胞吞作用n胞飲作用胞飲作用n吞噬作用吞噬作用n受體介導(dǎo)的胞吞作用受體介導(dǎo)的胞吞作用n細(xì)胞內(nèi)吞較大的固體顆粒物質(zhì),如細(xì)菌、細(xì)胞碎片等,細(xì)胞內(nèi)吞較大的固體顆粒物質(zhì),如細(xì)菌、細(xì)胞碎片等,稱為吞噬作用。稱為吞噬作用。一、吞噬作用一、吞噬作用n細(xì)胞吞入液體或極小的顆粒物質(zhì)。細(xì)胞吞入液體或極小的顆粒物質(zhì)。二、胞飲作用二、胞飲作用胞吞作用的胞吞作用的3種方式種方式吞噬作用吞飲作用 受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用三、外排作用三、外排作用exocytosisn包含大分子物質(zhì)的小囊泡從細(xì)胞內(nèi)部移包含大分子物質(zhì)的小囊泡從細(xì)胞內(nèi)部移至細(xì)胞表面,與質(zhì)膜融,將物質(zhì)排出細(xì)至細(xì)胞表面,與質(zhì)膜融,將物質(zhì)排出細(xì)胞之外。胞之外。胞吐作用有待排出胞外的物質(zhì)以小泡的形式從細(xì)胞內(nèi)逐步移到質(zhì)膜下方并與質(zhì)膜融合,將物質(zhì)排出細(xì)胞外的過程 胞吐作用與膜融合模型融合蛋白介導(dǎo)融合蛋白介導(dǎo)融合孔融合孔胰腺細(xì)胞分泌胰鳥素電鏡圖片
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