第七章真核細胞內(nèi)膜系統(tǒng)、蛋白質(zhì)分選與膜泡運輸,教輔

1、第一節(jié)第一節(jié) 細胞質(zhì)基質(zhì)的涵義與功能細胞質(zhì)基質(zhì)的涵義與功能 第二節(jié)第二節(jié) 細胞內(nèi)膜系統(tǒng)及其功能細胞內(nèi)膜系統(tǒng)及其功能第三節(jié)第三節(jié) 細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與膜泡運輸細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與膜泡運輸細胞內(nèi)區(qū)室化是真核細胞結(jié)構(gòu)和功能的基本特征之一細胞內(nèi)區(qū)室化是真核細胞結(jié)構(gòu)和功能的基本特征之一.細胞內(nèi)膜被分為三類結(jié)構(gòu)：細胞質(zhì)基質(zhì)、細胞內(nèi)膜系統(tǒng)、膜包被的各種細胞器細胞內(nèi)膜被分為三類結(jié)構(gòu)：細胞質(zhì)基質(zhì)、細胞內(nèi)膜系統(tǒng)、膜包被的各種細胞器1. plasma membrane 2. cytoplasmic matrix3. pinocytotic vesicle4. mitochondria5. endoplasmic r

2、eticulum6. ribosomes7. lysosomes8. vacuoles9. golgi apparatus10. centrioles11. nuclear membrane12. nucleus13. nucleolus 第一節(jié)第一節(jié) 細胞質(zhì)基質(zhì)的涵義與功能細胞質(zhì)基質(zhì)的涵義與功能 一、一、細胞質(zhì)基質(zhì)的涵義細胞質(zhì)基質(zhì)的涵義二、二、細胞質(zhì)基質(zhì)的組成細胞質(zhì)基質(zhì)的組成 三、三、細胞質(zhì)基質(zhì)的功能細胞質(zhì)基質(zhì)的功能 一、細胞質(zhì)基質(zhì)的涵義一、細胞質(zhì)基質(zhì)的涵義 細胞質(zhì)基質(zhì)（細胞質(zhì)基質(zhì)（cytoplasmic matrix）：在真核在真核細胞細胞質(zhì)中，除去可分辨的細胞器外的膠狀物質(zhì)。細胞細胞質(zhì)中

3、，除去可分辨的細胞器外的膠狀物質(zhì)。 用差速離心法分離細胞勻漿物組分，先后除去細胞用差速離心法分離細胞勻漿物組分，先后除去細胞核、線粒體核、線粒體、溶酶體、高爾基體和細胞質(zhì)膜等細胞溶酶體、高爾基體和細胞質(zhì)膜等細胞器或細胞結(jié)構(gòu)后，存留在上清液中的主要是細胞質(zhì)器或細胞結(jié)構(gòu)后，存留在上清液中的主要是細胞質(zhì)基質(zhì)的成分。生物化學家多稱之為胞質(zhì)溶膠?；|(zhì)的成分。生物化學家多稱之為胞質(zhì)溶膠。 細胞質(zhì)基質(zhì)的體積占細胞的一半。細胞質(zhì)基質(zhì)的體積占細胞的一半。1、完成各種中間代謝過程完成各種中間代謝過程 如糖酵解過程、磷酸戊糖途徑、糖醛酸途徑等2、蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)的分選分選與運輸與運輸3、與細胞質(zhì)骨架相關(guān)的功能與細胞質(zhì)

4、骨架相關(guān)的功能 維持細胞形態(tài)、細胞運動、胞內(nèi)物質(zhì)運輸及能量傳遞等 4、蛋白質(zhì)的修飾、蛋白質(zhì)選擇性的降解蛋白質(zhì)的修飾、蛋白質(zhì)選擇性的降解（1）蛋白質(zhì)的修飾 （2）控制蛋白質(zhì)的壽命 （3）降解變性和錯誤折疊的蛋白質(zhì) （4）幫助變性或錯誤折疊的蛋白質(zhì)重新折疊，形成正確的分子構(gòu)象第二節(jié)第二節(jié) 細胞內(nèi)膜系統(tǒng)及其功能細胞內(nèi)膜系統(tǒng)及其功能一、一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能二、二、高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu) 與與 功能功能三、三、溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能 與原核細胞不同的是真核細胞具有復(fù)雜的由內(nèi)膜構(gòu)成的功能區(qū)隔。 細胞內(nèi)膜系統(tǒng)是指在結(jié)構(gòu)，功能乃至發(fā)生上相互關(guān)聯(lián)、

5、由膜包被的細胞器或細胞結(jié)構(gòu)，主要包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、胞內(nèi)體和分泌泡等。 內(nèi)膜系統(tǒng)形成了一種胞內(nèi)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其功能主要在于兩個方面： 擴大膜的總面積，為酶提供附著的支架，如脂肪代謝、氧化磷酸化相關(guān)的酶都結(jié)合在細胞膜上； 是將細胞內(nèi)部區(qū)分為不同的功能區(qū)域，保證各種生化反應(yīng)所需的獨特的環(huán)境。第二節(jié)第二節(jié) 細胞內(nèi)膜系統(tǒng)及其功能細胞內(nèi)膜系統(tǒng)及其功能 內(nèi)膜系統(tǒng)將細胞中內(nèi)膜系統(tǒng)將細胞中的生化合成、分泌的生化合成、分泌和內(nèi)吞作用連接形和內(nèi)吞作用連接形成動態(tài)的、相互作成動態(tài)的、相互作用的網(wǎng)絡(luò)。用的網(wǎng)絡(luò)。 在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的蛋在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的蛋白和脂質(zhì)通過分泌白和脂質(zhì)通過分泌活動進入分泌小泡活動進入分泌小泡運送

6、到工作部位；運送到工作部位；細胞通過內(nèi)吞途徑細胞通過內(nèi)吞途徑將細胞外的物質(zhì)送將細胞外的物質(zhì)送到溶酶體降解。到溶酶體降解。胞外分泌regulated secretory 分泌調(diào)節(jié)示意圖調(diào)節(jié)分泌途徑組成分泌途徑膜泡運輸途徑 由封閉的管狀或扁平囊狀膜系統(tǒng)及其包被的空腔形成互相溝通的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的化學組成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的化學組成微微粒粒體體一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的兩種基本類型一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的兩種基本類型 根據(jù)結(jié)構(gòu)與功能，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)可以分為兩根據(jù)結(jié)構(gòu)與功能，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)可以分為兩種基本結(jié)構(gòu)類型：種基本結(jié)構(gòu)類型：1、糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（rough endoplasmic reticulum，rer）多呈扁囊狀，排列較為整齊，因

7、在其膜表面多呈扁囊狀，排列較為整齊，因在其膜表面分布著大量的顆粒（核糖體）分布著大量的顆粒（核糖體）是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與核糖體共同形成的復(fù)合功能結(jié)構(gòu)。是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與核糖體共同形成的復(fù)合功能結(jié)構(gòu)。主要功能：合成分泌性的蛋白和多種主要功能：合成分泌性的蛋白和多種膜膜蛋白。蛋白。在分泌細胞和分泌抗體的漿細胞中，粗面內(nèi)在分泌細胞和分泌抗體的漿細胞中，粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)非常發(fā)達。質(zhì)網(wǎng)非常發(fā)達。 2.2.光滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)光滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（smooth endoplasmic reticulum，ser） 表面沒有核糖體表面沒有核糖體的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)稱光滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，常呈分支管狀或小的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)稱光滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，常呈分支管狀或小泡狀。泡狀。 是是脂質(zhì)脂質(zhì)合成的

8、重要場所，廣泛存在于能合成合成的重要場所，廣泛存在于能合成類固醇類固醇的細胞中。的細胞中。（二）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能（二）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能 er是細胞內(nèi)除核酸以外的生物大分子，是是細胞內(nèi)除核酸以外的生物大分子，是蛋白質(zhì)與脂類蛋白質(zhì)與脂類合成的基地。幾乎全部脂類和多種重合成的基地。幾乎全部脂類和多種重要蛋白質(zhì)都是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的。要蛋白質(zhì)都是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的。 蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)合成 脂類的合成脂類的合成 蛋白質(zhì)的修飾與加工蛋白質(zhì)的修飾與加工 新生肽的折疊與組裝新生肽的折疊與組裝 serser的功能的功能 1.1.蛋白質(zhì)的合成蛋白質(zhì)的合成 細胞中的蛋白質(zhì)都是在核糖體上合成的，并都是起始細胞中的蛋白質(zhì)都是在核糖體上

9、合成的，并都是起始于細胞質(zhì)基質(zhì)中。有些蛋白質(zhì)剛合成不久便轉(zhuǎn)移至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)于細胞質(zhì)基質(zhì)中。有些蛋白質(zhì)剛合成不久便轉(zhuǎn)移至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，繼續(xù)進行蛋白質(zhì)合成，這些蛋白質(zhì)包括：膜上，繼續(xù)進行蛋白質(zhì)合成，這些蛋白質(zhì)包括： 向細胞外分泌的蛋白質(zhì)：酶、抗體、多肽類激素、胞外向細胞外分泌的蛋白質(zhì)：酶、抗體、多肽類激素、胞外基質(zhì)成分等；基質(zhì)成分等； 膜的整合蛋白：細胞質(zhì)膜以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶膜的整合蛋白：細胞質(zhì)膜以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體膜上的膜蛋白；體膜上的膜蛋白； 構(gòu)成內(nèi)膜系統(tǒng)細胞器中的可溶性駐留蛋白：溶酶體和植構(gòu)成內(nèi)膜系統(tǒng)細胞器中的可溶性駐留蛋白：溶酶體和植物液泡中的酸性水解酶、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體中固有的蛋

10、白。物液泡中的酸性水解酶、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體中固有的蛋白。 2.2.脂質(zhì)的合成脂質(zhì)的合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的構(gòu)成細胞所需要的包括磷脂和膽固醇在內(nèi)的幾乎全部的膜脂，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的構(gòu)成細胞所需要的包括磷脂和膽固醇在內(nèi)的幾乎全部的膜脂，其中最主要的是磷脂酰膽堿（卵磷脂）。合成磷脂所需要的三種酶（?；D(zhuǎn)其中最主要的是磷脂酰膽堿（卵磷脂）。合成磷脂所需要的三種酶（?；D(zhuǎn)移酶、磷酸酶、膽堿磷酸轉(zhuǎn)移酶）都定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上。移酶、磷酸酶、膽堿磷酸轉(zhuǎn)移酶）都定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上合成的磷脂幾分鐘后，就由細胞質(zhì)基質(zhì)一側(cè)轉(zhuǎn)向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔面，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上合成的磷脂幾分鐘后，就由細胞質(zhì)基質(zhì)一側(cè)轉(zhuǎn)向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔面，這種轉(zhuǎn)運可能借助一

11、種磷脂轉(zhuǎn)位因子這種轉(zhuǎn)運可能借助一種磷脂轉(zhuǎn)位因子（phospholipid translocatorphospholipid translocator）或稱轉(zhuǎn)位酶或稱轉(zhuǎn)位酶（flippaseflippase）來完成。來完成。膽堿磷酸酯轉(zhuǎn)移酶甘油磷脂磷脂酰膽堿甘油磷脂磷脂酸鹽二磷酸甘油酯?；D(zhuǎn)移酶 磷脂轉(zhuǎn)位因子 合成的磷脂合成的磷脂由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向其它膜轉(zhuǎn)運主要有兩種方式：由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向其它膜轉(zhuǎn)運主要有兩種方式： 以出芽的方式轉(zhuǎn)運到高爾基體、溶酶體和細胞膜上；以出芽的方式轉(zhuǎn)運到高爾基體、溶酶體和細胞膜上； 憑借水溶性的載體蛋白磷脂轉(zhuǎn)運蛋白（憑借水溶性的載體蛋白磷脂轉(zhuǎn)運蛋白（phospholipid exch

12、ange proteins，pep）在膜之間轉(zhuǎn)運磷脂在膜之間轉(zhuǎn)運磷脂。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜小泡小泡細胞質(zhì)膜細胞質(zhì)膜3.3.蛋白質(zhì)的修飾與加工蛋白質(zhì)的修飾與加工 進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)發(fā)生的主要化學修飾作用有糖基化、進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)發(fā)生的主要化學修飾作用有糖基化、羥基化、?；投蜴I的形成等，其中最主要的是糖基羥基化、酰基化和二硫鍵的形成等，其中最主要的是糖基化化, ,幾乎所有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白質(zhì)最終被糖基化。幾乎所有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白質(zhì)最終被糖基化。糖基化的作用糖基化的作用: :1.1.使蛋白質(zhì)能夠抵抗消化酶的作用使蛋白質(zhì)能夠抵抗消化酶的作用; ;2.2.賦予蛋白質(zhì)傳導(dǎo)信號的功能賦予蛋白質(zhì)傳導(dǎo)信

13、號的功能; ;3.3.某些蛋白只有在糖基化之后才才能正確折疊某些蛋白只有在糖基化之后才才能正確折疊. . 糖基化伴隨多肽合成同時進行，是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中最常見糖基化伴隨多肽合成同時進行，是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中最常見的蛋白質(zhì)修飾。的蛋白質(zhì)修飾。 在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔面，寡糖鏈連接在插入膜內(nèi)的磷酸多萜在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔面，寡糖鏈連接在插入膜內(nèi)的磷酸多萜醇上，當與糖基化有關(guān)的氨基酸殘基出現(xiàn)后，通過在膜醇上，當與糖基化有關(guān)的氨基酸殘基出現(xiàn)后，通過在膜上的上的糖基轉(zhuǎn)移酶糖基轉(zhuǎn)移酶（glycosyltranferase）的作用，將寡糖基的作用，將寡糖基由磷酸多萜醇轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的天冬酰胺殘基上。由磷酸多萜醇轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的天冬酰胺殘基上。儲藏方式活動

14、方式脂類耦聯(lián)的寡聚糖脂類耦聯(lián)的寡聚糖4.4.新生肽的折疊與裝配新生肽的折疊與裝配 不同的蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)停留的時間長短不一。不能正確折疊不同的蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)停留的時間長短不一。不能正確折疊的畸形肽鏈或未裝配成寡聚體的蛋白質(zhì)亞單位，一般不能進的畸形肽鏈或未裝配成寡聚體的蛋白質(zhì)亞單位，一般不能進入高爾基體。入高爾基體。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔是非還原性的內(nèi)腔，易于二硫鍵形成；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔是非還原性的內(nèi)腔，易于二硫鍵形成； 正確折疊涉及駐留蛋白：具有正確折疊涉及駐留蛋白：具有kdelkdel（賴天谷亮）或（賴天谷亮）或hdelhdel（組（組天谷亮）信號蛋白天谷亮）信號蛋白二硫鍵異構(gòu)酶二硫鍵異構(gòu)酶（protein di

15、sulfide protein disulfide isomeraseisomerase，pdipdi）切斷二硫鍵，幫助新合成的蛋白重新形成）切斷二硫鍵，幫助新合成的蛋白重新形成二硫鍵并處于正確折疊的狀態(tài)。二硫鍵并處于正確折疊的狀態(tài)。 結(jié)合蛋白（結(jié)合蛋白（binding proteinbinding protein，bipbip，chaperonechaperone）識別錯誤）識別錯誤折疊的蛋白或未裝配好的蛋白亞單位，并促進重新折疊與裝折疊的蛋白或未裝配好的蛋白亞單位，并促進重新折疊與裝配。配。 二硫鍵形成氧化脫氫非正確折疊帶型重新整理帶型5.5.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的其它功能內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的其它功能 類固醇激素的

16、合成：生殖腺內(nèi)分泌細胞和腎上腺皮質(zhì)；類固醇激素的合成：生殖腺內(nèi)分泌細胞和腎上腺皮質(zhì)； 肝細胞的解毒作用肝細胞的解毒作用（detoxificationdetoxification）：）：肝細胞中存在細肝細胞中存在細胞色素胞色素p450家族酶系，在這些酶的作用下，可以將不溶于家族酶系，在這些酶的作用下，可以將不溶于水的有毒物質(zhì)和代謝產(chǎn)物處理為溶于水的物質(zhì)，通過尿液水的有毒物質(zhì)和代謝產(chǎn)物處理為溶于水的物質(zhì)，通過尿液排出體外；排出體外；儲存鈣離子：儲存鈣離子：肌質(zhì)網(wǎng)膜上的肌質(zhì)網(wǎng)膜上的ca2+-atp酶將細胞質(zhì)基質(zhì)中酶將細胞質(zhì)基質(zhì)中ca2+ 泵入肌質(zhì)網(wǎng)腔中泵入肌質(zhì)網(wǎng)腔中。電鏡下觀察高爾基體是由一些（常常

17、為電鏡下觀察高爾基體是由一些（常常為4 48 8個）排列較為整齊的扁平膜囊堆個）排列較為整齊的扁平膜囊堆疊在一起，扁囊多呈弓形、半球形或球形，膜囊周圍有大量的大小不等的囊疊在一起，扁囊多呈弓形、半球形或球形，膜囊周圍有大量的大小不等的囊泡結(jié)構(gòu)；泡結(jié)構(gòu)；高爾基體多分布在細胞核的附近趨于細胞的一個極；高爾基體多分布在細胞核的附近趨于細胞的一個極；高爾基體一般顯示有極性，可區(qū)分出靠近細胞中心的順面（高爾基體一般顯示有極性，可區(qū)分出靠近細胞中心的順面（cis face）或形或形成面（成面（forming face）或凸面（或凸面（convexity）；）；遠細胞中心的另一面，稱遠細胞中心的另一面，稱之

18、為反面（之為反面（trans face）或成熟面（或成熟面（maturing face）或凹面或凹面（concave）。囊腔二、高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能二、高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能 高爾基體是有極性的細胞器：位置、方向、物質(zhì)轉(zhuǎn)運高爾基體是有極性的細胞器：位置、方向、物質(zhì)轉(zhuǎn)運與生化極性；高爾基體至少由互相聯(lián)系的與生化極性；高爾基體至少由互相聯(lián)系的4 4個部分個部分組成，每組成，每一部分又可能劃分出更精細的間隔一部分又可能劃分出更精細的間隔1 1、高爾基體、高爾基體順面膜囊順面膜囊（cis ）或順面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（或順面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（cgn）順面膜囊是中間多孔而呈連續(xù)分支狀的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)。順面膜囊是中間多孔而呈

19、連續(xù)分支狀的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)。rerrer（蛋白質(zhì)和脂類）（蛋白質(zhì)和脂類）（蛋白質(zhì)（蛋白質(zhì)kdelkdel或或hdelhdel）cgncgn；蛋白絲氨酸殘基發(fā)生蛋白絲氨酸殘基發(fā)生o-o-連接糖基化；連接糖基化；跨膜蛋白在細胞質(zhì)基質(zhì)一側(cè)結(jié)構(gòu)域的酰基化；跨膜蛋白在細胞質(zhì)基質(zhì)一側(cè)結(jié)構(gòu)域的酰基化；2、高爾基體高爾基體中間膜囊中間膜囊（medial golgi）由扁平膜囊與管道組成，形成不同間隔，但功能上是連續(xù)由扁平膜囊與管道組成，形成不同間隔，但功能上是連續(xù)的、完整的膜囊體系。的、完整的膜囊體系。多數(shù)糖基修飾；糖脂的形成；與高爾基體有關(guān)的多糖的合多數(shù)糖基修飾；糖脂的形成；與高爾基體有關(guān)的多糖的合成成 。3、高

20、爾基體反面的膜囊（、高爾基體反面的膜囊（trans）及反面高爾基體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)及反面高爾基體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（tgn） tgn中的低中的低ph值；標志酶值；標志酶cmp酶陽性。酶陽性。 tgn的主要功能：的主要功能： 參與蛋白質(zhì)的分類與包裝、運輸；參與蛋白質(zhì)的分類與包裝、運輸； 某些某些“晚期晚期”的蛋的蛋白質(zhì)修飾（如唾液酸化、蛋白質(zhì)酪氨酸殘基的硫酸化及蛋白白質(zhì)修飾（如唾液酸化、蛋白質(zhì)酪氨酸殘基的硫酸化及蛋白原的水解加工）在蛋白質(zhì)與脂類的轉(zhuǎn)運過程中的原的水解加工）在蛋白質(zhì)與脂類的轉(zhuǎn)運過程中的“瓣膜瓣膜”作作用，保證單向轉(zhuǎn)運用，保證單向轉(zhuǎn)運 。4、周圍大小不等的囊泡、周圍大小不等的囊泡 高爾基體周圍常見大小

21、不等的囊泡。其順面一側(cè)的囊泡可能高爾基體周圍常見大小不等的囊泡。其順面一側(cè)的囊泡可能是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體之間的物質(zhì)運輸小泡，稱之為或稱管狀是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體之間的物質(zhì)運輸小泡，稱之為或稱管狀小泡叢小泡叢vtcs。反面可見到體積較大的分泌泡與分泌顆粒反面可見到體積較大的分泌泡與分泌顆粒,將經(jīng)過高爾基分類與包裝的物質(zhì)運送到細胞特定的部位將經(jīng)過高爾基分類與包裝的物質(zhì)運送到細胞特定的部位.回收逃逸蛋白到er定位于er的逃逸的蛋白 高爾基體的主要功能是將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的多種蛋白質(zhì)進行加工、分類與包裝，然后分門別類地運送到細胞特定的部位或分泌到細胞外。高爾基體與細胞的分泌活動蛋白質(zhì)的糖基化及其修飾蛋白酶的水解和

22、其它加工過程參與細胞分泌活動參與細胞分泌活動：rer上合成的蛋白質(zhì)上合成的蛋白質(zhì)進入進入er腔腔cop運輸泡運輸泡進入進入cgn 在在medial golgi中加工中加工在在tgn形成分泌泡形成分泌泡運輸與質(zhì)膜融合、排出。運輸與質(zhì)膜融合、排出。蛋白質(zhì)的分選及其轉(zhuǎn)運的信息僅存在于編碼該蛋白質(zhì)的基因蛋白質(zhì)的分選及其轉(zhuǎn)運的信息僅存在于編碼該蛋白質(zhì)的基因本身本身溶酶體酶的分選：溶酶體酶的分選：m6p高爾基體高爾基體反面膜囊反面膜囊的的m6p受體受體。 在肝細胞中溶酶體酶還存在不依賴于在肝細胞中溶酶體酶還存在不依賴于m6p的另一種分選途的另一種分選途徑。徑。 參與細胞分泌活動參與細胞分泌活動 蛋白質(zhì)的糖

23、基化類型 兩種糖基化形式的比較 蛋白質(zhì)糖基化的特點及其生物學意義 蛋白聚糖的合成 參與植物細胞壁的形成，合成纖維素和果 膠質(zhì)n連接寡糖與連接寡糖與o連接寡糖的區(qū)別連接寡糖的區(qū)別n連接寡糖連接寡糖o連接寡糖連接寡糖連接的基團連接的基團nh2oh連接的氨基連接的氨基酸殘基酸殘基天冬酰胺天冬酰胺絲氨酸，蘇氨酸，絲氨酸，蘇氨酸，羥賴氨酸羥賴氨酸第一個糖殘第一個糖殘基基n乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺n乙酰半乳糖乙酰半乳糖胺，半乳糖胺，半乳糖糖鏈長度糖鏈長度525個糖殘基個糖殘基14個寡糖基，個寡糖基，最多最多56個個合成部位合成部位糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體爾基體糖基化方式糖基化方式

24、合成好的寡糖鏈一次性合成好的寡糖鏈一次性連接連接糖殘基單個添加糖殘基單個添加 溶酶體中的水解酶類、多數(shù)細胞膜上的膜蛋白和分泌蛋白都是糖溶酶體中的水解酶類、多數(shù)細胞膜上的膜蛋白和分泌蛋白都是糖蛋白，而在細胞質(zhì)基質(zhì)和細胞核中絕大多數(shù)蛋白質(zhì)都沒有糖基化蛋白，而在細胞質(zhì)基質(zhì)和細胞核中絕大多數(shù)蛋白質(zhì)都沒有糖基化修飾。修飾。 糖蛋白寡糖鏈的合成與加工都沒有模板，靠不同的酶在細胞不同糖蛋白寡糖鏈的合成與加工都沒有模板，靠不同的酶在細胞不同間隔中經(jīng)歷復(fù)雜的加工過程才能完成間隔中經(jīng)歷復(fù)雜的加工過程才能完成。 糖基化的主要作用是蛋白質(zhì)在成熟過程中折疊成正確構(gòu)象和增加糖基化的主要作用是蛋白質(zhì)在成熟過程中折疊成正確構(gòu)

25、象和增加蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性；多羥基糖側(cè)鏈影響蛋白質(zhì)的水溶性及蛋白質(zhì)所蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性；多羥基糖側(cè)鏈影響蛋白質(zhì)的水溶性及蛋白質(zhì)所帶電荷的性質(zhì)。對多數(shù)分選的蛋白質(zhì)來說，糖基化并非作為蛋白帶電荷的性質(zhì)。對多數(shù)分選的蛋白質(zhì)來說，糖基化并非作為蛋白質(zhì)的分選信號質(zhì)的分選信號。 進化上的意義：寡糖鏈具有一定的剛性，從而限制了其它大分子進化上的意義：寡糖鏈具有一定的剛性，從而限制了其它大分子接近細胞表面的膜蛋白，這就可能使真核細胞的祖先具有一個保接近細胞表面的膜蛋白，這就可能使真核細胞的祖先具有一個保護性的外被護性的外被，同時又不象細胞壁那樣限制細胞的形狀與運動。 3.3.蛋白酶的水解和其它加工過程蛋白酶的水解和其

26、它加工過程無生物活性的蛋白質(zhì)無生物活性的蛋白質(zhì)高爾基體高爾基體切除切除n-n-端或兩端的序列端或兩端的序列成熟的多肽成熟的多肽；蛋白質(zhì)前體蛋白質(zhì)前體高爾基體高爾基體水解水解同種有活性的多肽，如神同種有活性的多肽，如神經(jīng)肽經(jīng)肽等；等；含有不同信號序列的蛋白質(zhì)前體含有不同信號序列的蛋白質(zhì)前體高爾基體高爾基體加工成不同加工成不同的產(chǎn)物；的產(chǎn)物；同一種蛋白質(zhì)前體同一種蛋白質(zhì)前體不同細胞以不同的方式加工不同細胞以不同的方式加工不同的不同的多肽多肽； 加工方式多樣性的可能原因：加工方式多樣性的可能原因： 確保小肽分子的有效合成；確保小肽分子的有效合成； 彌補缺少包裝并轉(zhuǎn)運到分泌泡中的必要信號；彌補缺少包裝

27、并轉(zhuǎn)運到分泌泡中的必要信號； 有效地防止這些活性物質(zhì)在合成它的細胞內(nèi)起作用。有效地防止這些活性物質(zhì)在合成它的細胞內(nèi)起作用。 lysosome為為de duve與與novikoff 1955年年發(fā)現(xiàn)。發(fā)現(xiàn)。peroxisome由由rhodin 1954在鼠腎在鼠腎小管上皮細胞中發(fā)現(xiàn)。小管上皮細胞中發(fā)現(xiàn)。 溶酶體幾乎存在于所有的動物細胞中。溶酶體是溶酶體幾乎存在于所有的動物細胞中。溶酶體是單單層膜層膜圍繞、內(nèi)含多種圍繞、內(nèi)含多種酸性水解酶類酸性水解酶類的的囊泡狀細胞器囊泡狀細胞器。其主要功能是進行細胞內(nèi)的消化作用。其主要功能是進行細胞內(nèi)的消化作用。（一）（一）溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與類型溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)

28、與類型（二）（二）溶酶體的功能溶酶體的功能（三）（三）溶酶體的發(fā)生溶酶體的發(fā)生（四）（四）溶酶體與過氧化物酶體溶酶體與過氧化物酶體溶酶體（溶酶體（lysosome）是單層膜圍繞、內(nèi)含多種酸性水解酶）是單層膜圍繞、內(nèi)含多種酸性水解酶類的囊狀細胞器，其主要功能是進行細胞內(nèi)的消化作用。類的囊狀細胞器，其主要功能是進行細胞內(nèi)的消化作用。溶酶體是一種溶酶體是一種異質(zhì)性異質(zhì)性細胞器，根據(jù)溶酶體的細胞器，根據(jù)溶酶體的不同生理階段不同生理階段，可分為可分為初級初級溶酶體溶酶體（primary lysosome）、）、次級次級溶酶體溶酶體（secondary lysosome）和和殘余體殘余體（residual

29、 body）。）。 （一）溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與類型（一）溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與類型 初級初級溶酶體溶酶體呈球形呈球形不含明顯的顆粒物質(zhì)，外面由一層不含明顯的顆粒物質(zhì)，外面由一層脂蛋脂蛋白膜圍繞白膜圍繞。其中含有。其中含有多種水解酶類多種水解酶類，如蛋白酶、核酸酶、，如蛋白酶、核酸酶、糖苷酶、酯酶、磷脂酶、磷酸酶和磷酸脂酶等，酶的糖苷酶、酯酶、磷脂酶、磷酸酶和磷酸脂酶等，酶的最適最適ph值為值為5左右。溶酶體膜左右。溶酶體膜在成分上也與其它生物膜不同：在成分上也與其它生物膜不同： 嵌有嵌有質(zhì)子泵質(zhì)子泵，借助水解，借助水解atp釋放出的能量將釋放出的能量將h+泵入溶酶泵入溶酶體內(nèi)，以形成和維持酸性的內(nèi)環(huán)

30、境；體內(nèi)，以形成和維持酸性的內(nèi)環(huán)境； 具有具有多種載體蛋白多種載體蛋白用于水解的產(chǎn)物向外轉(zhuǎn)運；用于水解的產(chǎn)物向外轉(zhuǎn)運； 膜蛋白高度糖基化膜蛋白高度糖基化，可能有，可能有利于防止自身膜蛋白的降解。利于防止自身膜蛋白的降解。 次級次級溶酶體是初級溶酶體與細胞內(nèi)的自噬泡或異溶酶體是初級溶酶體與細胞內(nèi)的自噬泡或異噬泡、胞飲泡或吞噬泡噬泡、胞飲泡或吞噬泡融合形成的復(fù)合體融合形成的復(fù)合體，分別，分別稱之為稱之為自噬溶酶體自噬溶酶體（autophagolysosome）和和異噬溶酶體異噬溶酶體（phagolysosome），），二者都是二者都是進行進行消化作用的溶酶體消化作用的溶酶體。 進入進入次級溶酶體的

31、物質(zhì)次級溶酶體的物質(zhì)經(jīng)過一段時間的消化后，經(jīng)過一段時間的消化后，小分子物質(zhì)可通過其膜上的載體蛋白轉(zhuǎn)運到細胞小分子物質(zhì)可通過其膜上的載體蛋白轉(zhuǎn)運到細胞質(zhì)基質(zhì)中，供細胞代謝利用。未被消化的物質(zhì)殘質(zhì)基質(zhì)中，供細胞代謝利用。未被消化的物質(zhì)殘存在溶酶體中形成存在溶酶體中形成殘余小體殘余小體或或后溶酶體后溶酶體。殘余小殘余小體可通過體可通過類似胞吐類似胞吐的方式將內(nèi)容物排除細胞。的方式將內(nèi)容物排除細胞。 動物細胞溶酶體系統(tǒng)示意圖動物細胞溶酶體系統(tǒng)示意圖 1.1.清除無用的生物大分子、衰老的細胞器及衰老損傷和死亡的清除無用的生物大分子、衰老的細胞器及衰老損傷和死亡的細胞細胞 2.2.防御功能防御功能 3.

32、3.其它重要的生理功能其它重要的生理功能 作為細胞內(nèi)的消化作為細胞內(nèi)的消化“器官器官”為細胞為細胞提供營養(yǎng)；提供營養(yǎng)； 在分泌腺細胞中，溶酶體常常含有攝入的分泌顆粒，可在分泌腺細胞中，溶酶體常常含有攝入的分泌顆粒，可能能參與分泌過程的調(diào)節(jié)；參與分泌過程的調(diào)節(jié)； 某些某些特定細胞編程性死亡特定細胞編程性死亡及及周圍活細胞對其清除；周圍活細胞對其清除； 精子的頂體（精子的頂體（acrosome）相當于特化的溶酶體，在受相當于特化的溶酶體，在受精過程中的能精過程中的能溶解卵細胞膜。溶解卵細胞膜。 溶酶體溶酶體酶酶是是在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成合成并并經(jīng)經(jīng)n-連接的糖基化修連接的糖基化修飾飾，然

33、后，然后轉(zhuǎn)至高爾基體，轉(zhuǎn)至高爾基體，在在高爾基體的高爾基體的順面膜囊順面膜囊中中寡糖寡糖鏈鏈的的甘露糖殘基甘露糖殘基發(fā)生發(fā)生磷酸化磷酸化形形成成m6p，在高爾基體的在高爾基體的反反面膜囊面膜囊和和tgn膜膜上上存在存在m6p受體受體，將溶酶體的酶與其它，將溶酶體的酶與其它蛋白蛋白區(qū)分區(qū)分開來，并得以開來，并得以濃縮濃縮，最后以最后以出芽出芽的方式的方式轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運至溶至溶酶體中。酶體中。 （三）溶酶體的發(fā)生（三）溶酶體的發(fā)生1 1、溶酶體酶蛋白的、溶酶體酶蛋白的m6p(mannose 6-phosphate, m6p)標記標記 l 糖基化糖基化 進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)后進行進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)后進行n-連接糖基化連接糖

34、基化, 經(jīng)加工后形成帶有經(jīng)加工后形成帶有8個個甘露糖殘基和甘露糖殘基和2個個n-乙酰葡萄糖胺殘基的糖蛋白轉(zhuǎn)運到高乙酰葡萄糖胺殘基的糖蛋白轉(zhuǎn)運到高爾基體。爾基體。 l 信號斑信號斑(signal patch) 溶酶體酶蛋白多肽形成的一個特殊的三維結(jié)構(gòu)，它是由三溶酶體酶蛋白多肽形成的一個特殊的三維結(jié)構(gòu)，它是由三段信號序列構(gòu)成的，可被磷酸轉(zhuǎn)移酶特異性識別。段信號序列構(gòu)成的，可被磷酸轉(zhuǎn)移酶特異性識別。 甘露糖磷酸化的酶甘露糖磷酸化的酶 將磷酸基團添加到溶酶體酶的甘露糖的第六位碳上的反應(yīng)是由兩種酶催化的： n-乙酰葡萄糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶乙酰葡萄糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶(n-acetyglucosamine phosp

35、hotransferase)； n-乙酰葡萄糖苷酶乙酰葡萄糖苷酶，功能是切除n-乙酰葡萄糖胺。 the recognition of a lysosomal hydrolase in golgi and mannose phosphorylation 磷酸化反應(yīng)磷酸化反應(yīng) 反應(yīng)中磷酸基的供體是反應(yīng)中磷酸基的供體是udp-n-udp-n-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺(n-(n-acetyglucosamineacetyglucosamine，glcnacglcnac), ), 甘露糖殘基磷酸化甘露糖殘基磷酸化的位點是第六位碳原子。的位點是第六位碳原子。 每個溶酶體酶蛋白至少有一個甘露糖殘基被磷酸化。

36、每個溶酶體酶蛋白至少有一個甘露糖殘基被磷酸化。 2、溶酶體酶的、溶酶體酶的m6p分選途徑分選途徑 l m6p受體蛋白受體蛋白(m6p receptor protein) m6p受體蛋白是高爾基反面網(wǎng)絡(luò)上的膜整合蛋白，能夠識別溶酶體水解酶上的m6p信號并與之結(jié)合，從而將溶酶體的酶蛋白分選出來。 transport of newly synthesized hydrolases to lysosomes溶酶體酶的合成及溶酶體酶的合成及n-連接的糖基化修飾（連接的糖基化修飾（rer） 高爾基體高爾基體cis膜囊寡糖鏈上的甘露糖殘基磷酸化膜囊寡糖鏈上的甘露糖殘基磷酸化m6pn-乙酰葡萄糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶乙

37、酰葡萄糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶高爾基體高爾基體trans-膜囊和膜囊和tgn膜（膜（m6p受體）受體）溶酶體酶分選與局部濃縮溶酶體酶分選與局部濃縮以出芽的方式轉(zhuǎn)運到前溶酶體以出芽的方式轉(zhuǎn)運到前溶酶體n-乙酰乙酰葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶磷酸化識別信號：信號斑磷酸化識別信號：信號斑 依賴于依賴于m6p m6p 的分選途徑的效率不高，部分溶酶體酶通過的分選途徑的效率不高，部分溶酶體酶通過 運輸小泡直接分泌到細胞外。運輸小泡直接分泌到細胞外。 在細胞質(zhì)膜上也存在依賴于鈣離子的在細胞質(zhì)膜上也存在依賴于鈣離子的m6pm6p受體，同樣可受體，同樣可 與胞外的溶酶體酶結(jié)合，通過受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用，將與胞外的溶酶體酶結(jié)合，通

38、過受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用，將 酶送至前溶酶體中，酶送至前溶酶體中，m6pm6p受體返回細胞質(zhì)膜，反復(fù)使用。受體返回細胞質(zhì)膜，反復(fù)使用。 還存在不依賴于還存在不依賴于m6pm6p的分選途徑（如酸性磷酸酶、分泌的分選途徑（如酸性磷酸酶、分泌 溶酶體的溶酶體的perforinperforin和和granzymegranzyme） （四）溶酶體與過氧化物酶體（四）溶酶體與過氧化物酶體過氧化物酶體（過氧化物酶體（peroxisome）又稱微體（又稱微體（microbody），），是由是由單層單層膜膜圍繞的、內(nèi)含一種或幾種圍繞的、內(nèi)含一種或幾種氧化酶類氧化酶類的細胞器。的細胞器。 動物細胞中的過氧化物酶體動物

39、細胞中的過氧化物酶體植物細胞中的過氧化物酶體植物細胞中的過氧化物酶體結(jié)晶狀的核心 rhodin 1954年發(fā)現(xiàn)于鼠腎小管上皮細胞。 具有異質(zhì)性，由單層膜圍繞而成。 特點：含過氧化氫酶（標志酶）含過氧化氫酶（標志酶）和一至多種依賴黃素（fad）的氧化酶，已發(fā)現(xiàn)40多種氧化酶。氧化酶特點是將底物氧化后生成過氧化氫，而過氧化氫酶又利用h2o2去氧化其它底物。 rh2+o2r+h2o2 h2+h2o2r+2h2o1、過氧化物酶體與溶酶體的區(qū)別、過氧化物酶體與溶酶體的區(qū)別過氧化物酶體的特征：過氧化物酶體的特征：和溶酶體形態(tài)大小類似，所含尿酸氧化酶等呈晶格狀結(jié)構(gòu)；和溶酶體形態(tài)大小類似，所含尿酸氧化酶等呈晶

40、格狀結(jié)構(gòu)；含有氧化酶類；含有氧化酶類；內(nèi)環(huán)境內(nèi)環(huán)境ph值為值為7左右；左右；酶在細胞質(zhì)基質(zhì)中合成，經(jīng)分選與裝配形成；酶在細胞質(zhì)基質(zhì)中合成，經(jīng)分選與裝配形成；識別的標志酶為過氧化氫酶。識別的標志酶為過氧化氫酶。過氧化物酶體與初級溶酶體的特征比較在動物中：參與脂肪酸的在動物中：參與脂肪酸的-氧化；氧化； 具有解毒作用，過具有解毒作用，過氧化氫酶氧化有害物質(zhì)，飲入的酒精氧化氫酶氧化有害物質(zhì)，飲入的酒精1/2是在過氧化物是在過氧化物酶體中氧化為乙醛。酶體中氧化為乙醛。在植物中：參與光呼吸，將光合作用的副產(chǎn)物乙醇酸氧化在植物中：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。在萌發(fā)的種子中，

41、進行脂肪的為乙醛酸和過氧化氫。在萌發(fā)的種子中，進行脂肪的-氧化，產(chǎn)生乙酰輔酶氧化，產(chǎn)生乙酰輔酶a，經(jīng)乙醛酸循環(huán)，由異檸檬酸，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。酸循環(huán)，又稱乙醛酸循環(huán)體。 過氧化物酶體經(jīng)分裂后形成子代的細胞器，子代的過氧化物酶體過氧化物酶體經(jīng)分裂后形成子代的細胞器，子代的過氧化物酶體 還需要進一步裝配形成成熟的細胞器。還需要進一步裝配形成成熟的細胞器。 組成過氧化物酶體的蛋白均由核基因編碼，主要在細胞質(zhì)基質(zhì)組成過氧化物酶體的蛋白均由核基因編碼，主要在細胞質(zhì)基質(zhì) 中合成，

42、然后轉(zhuǎn)運到過氧化物酶體中。中合成，然后轉(zhuǎn)運到過氧化物酶體中。 過氧化物酶體蛋白分選的信號序列過氧化物酶體蛋白分選的信號序列（peroxisomal-targeting signal，pts）：）： pts1為為ser-lys-leu，多存在于基質(zhì)蛋白的，多存在于基質(zhì)蛋白的c c端。端。 pts2為為arg/lys-leu/lle-5x-his/gln-leu，存在于某些基質(zhì)，存在于某些基質(zhì)蛋白蛋白n-n-端。端。 過氧化物酶體膜上存在幾種可與信號序列相識別的可能的受體蛋白。過氧化物酶體膜上存在幾種可與信號序列相識別的可能的受體蛋白。 過氧化物酶體的膜脂可能在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成后轉(zhuǎn)運而來。過氧化物酶體

43、的膜脂可能在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成后轉(zhuǎn)運而來。 一、信號假說與蛋白質(zhì)分選信號一、信號假說與蛋白質(zhì)分選信號 二、蛋白質(zhì)分選的基本途徑與類型二、蛋白質(zhì)分選的基本途徑與類型 三、膜泡運輸三、膜泡運輸 第三節(jié)第三節(jié) 細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與膜泡運輸細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與膜泡運輸 1975年blobel和sabatini等提出了信號假說信號假說（signal hypothesis），即分泌性分泌性蛋白蛋白n端作為序列信號肽端作為序列信號肽（signal sequence或signal peptide），指導(dǎo)分泌性蛋白到指導(dǎo)分泌性蛋白到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上合成，在蛋白合成結(jié)上合成，在蛋白合成結(jié)束前束前信號肽被切除信號肽被切

44、除。信號識別顆粒信號識別顆粒(srp)和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的信號和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的信號識別顆粒的識別顆粒的受體受體（停泊蛋白（停泊蛋白,dp）等因子協(xié)助完成這一過程。）等因子協(xié)助完成這一過程。blobel with members of his laboratorygnter blobelblobel等（1975）提出信號假說，認為蛋白質(zhì)n端的信號肽，指導(dǎo)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成，獲1999年諾貝爾生理醫(yī)學獎。蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成涉及以下成分：蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成涉及以下成分：1、信號肽：、信號肽： 一般位于新合成肽鏈的一般位于新合成肽鏈的n端，有的端，有的可位于中部可位于中部。一般。一般1535個氨基

45、酸個氨基酸殘基：殘基：n端含有至少端含有至少1個帶正電荷的氨個帶正電荷的氨基酸；中部含有基酸；中部含有6-12個疏水氨基酸；個疏水氨基酸；c端具有可被信端具有可被信號肽酶識別的位點。號肽酶識別的位點。 作用：作用：通過與通過與srp的識別和結(jié)合的識別和結(jié)合, 引導(dǎo)核糖體與內(nèi)質(zhì)引導(dǎo)核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合網(wǎng)結(jié)合; 通過信號序列的疏水性，引導(dǎo)新生肽跨膜轉(zhuǎn)通過信號序列的疏水性，引導(dǎo)新生肽跨膜轉(zhuǎn)運。運。 又稱開始轉(zhuǎn)移序列（又稱開始轉(zhuǎn)移序列（start transfer sequence）。）。 信號肽信號肽（signal peptide）：引導(dǎo)新合成的肽鏈轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)）：引導(dǎo)新合成的肽鏈轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的網(wǎng)

46、上合成的信號序列稱為信號肽信號序列稱為信號肽，位于位于新合成肽鏈的新合成肽鏈的n端，一端，一般般16-26個氨基酸殘基，含有個氨基酸殘基，含有6-15個連續(xù)排列的帶正電荷的非極個連續(xù)排列的帶正電荷的非極性氨基酸，包括疏水核心區(qū)、信號肽的性氨基酸，包括疏水核心區(qū)、信號肽的c端和端和n端三部分。由于端三部分。由于信號肽又是信號肽又是引導(dǎo)肽鏈進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的一段序列引導(dǎo)肽鏈進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的一段序列，又稱開始轉(zhuǎn)移又稱開始轉(zhuǎn)移序列序列（start transfer sequence）；信號肽沒有嚴格的專一性，）；信號肽沒有嚴格的專一性，目前尚未發(fā)現(xiàn)共同的信號序列。目前尚未發(fā)現(xiàn)共同的信號序列。旦賴-色 纈 蘇

47、笨異絲絲亮亮笨亮笨- 絲絲丙絡(luò)絲-蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)n-端的信號肽端的信號肽3、srp受體（受體（停泊蛋白，停泊蛋白，docking protein）er膜的整合蛋白，異二聚體：膜的整合蛋白，異二聚體：亞基親水性位于亞基親水性位于細胞質(zhì)面；細胞質(zhì)面；亞基疏水性嵌入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜內(nèi)。亞基疏水性嵌入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜內(nèi)。 可使可使srp信號肽新生肽鏈核糖體的復(fù)合體信號肽新生肽鏈核糖體的復(fù)合體連接到連接到er膜上，使正在合成蛋白質(zhì)的核糖體停膜上，使正在合成蛋白質(zhì)的核糖體停泊在泊在er上。上。 分泌性蛋白分泌性蛋白n n端序列為信號肽，指導(dǎo)分泌蛋白到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成，在蛋端序列為信號肽，指導(dǎo)分泌蛋白到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成，在蛋白合成結(jié)

48、束之前信號肽被切除。信號識別顆粒和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的信號識白合成結(jié)束之前信號肽被切除。信號識別顆粒和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的信號識別顆粒的受體（停泊蛋白）等因子協(xié)助完成這一過程。別顆粒的受體（停泊蛋白）等因子協(xié)助完成這一過程。信號識別顆粒的受體信號識別顆粒的受體信號識別顆粒 4. 轉(zhuǎn)位因子轉(zhuǎn)位因子（ translocon），），由3-4個sec61蛋白構(gòu)成的通道，直徑2 nm 。哺乳動物細胞中有三種類型的sec61, 即、和。 5. 停止轉(zhuǎn)移序列（停止轉(zhuǎn)移序列（stop transfer sequence），），又稱終止轉(zhuǎn)移肽，與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的親合力很高，阻止肽鏈繼續(xù)進入網(wǎng)腔，成為跨膜蛋白。新生蛋白鏈接子因鏈接子因

49、子子 單次跨膜蛋白單次跨膜蛋白： 由內(nèi)部信號序列或停止轉(zhuǎn)移序列n-信號肽產(chǎn)生 內(nèi)含信號序列內(nèi)含信號序列(internal signal sequence) 它不位于它不位于n-末端，但具信號序列的作用。末端，但具信號序列的作用。它可作為蛋白質(zhì)共翻譯轉(zhuǎn)移的信號被它可作為蛋白質(zhì)共翻譯轉(zhuǎn)移的信號被srp識別，識別，同時它也是起始轉(zhuǎn)移信號。同時它也是起始轉(zhuǎn)移信號。 內(nèi)部信號序列在膜蛋白穿膜時，總保持信號序列內(nèi)部信號序列在膜蛋白穿膜時，總保持信號序列中含正電荷多的一端朝向細胞質(zhì)基質(zhì)面中含正電荷多的一端朝向細胞質(zhì)基質(zhì)面，導(dǎo)致膜蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上取向的不對稱性。 二次跨膜蛋白二次跨膜蛋白：含有一個內(nèi)部信號序列和

50、一個停止轉(zhuǎn)移序列； 多次跨膜蛋白多次跨膜蛋白：含多個內(nèi)部信號序列和停止轉(zhuǎn)移序列。 一些典型的分選信號一些典型的分選信號功能功能信號序列信號序列輸入細胞核輸入細胞核-pro-pro-lys-lys-lys-arg-lys-val- 脯脯-脯脯-賴賴-賴賴-賴賴-精精-賴賴-纈纈輸出細胞核輸出細胞核-leu-ala-leu-lys-leu-ala-gly-leu-asp-ile-輸入線粒體輸入線粒體+h3n-met-leu-ser-leu-arg-gln-ser-ile-arg-phe-phe-lys-pro-ala-thr-arg-thr-leu-cys-ser-ser-arg-tyr-leu-

51、leu-輸入質(zhì)體輸入質(zhì)體+h3n-met-val-ala-met-ala-met-ala-ser-leu-gln-ser-ser-met-ser-ser-leu-ser-leu-ser-ser-asn-ser-phe-leu- gly-gln-pro-leu-ser-pro-ile-thr-leu-ser-pro-phe-leu- gln-gly-輸入過氧化物酶體輸入過氧化物酶體-ser-lys-leu-coo-輸入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)輸入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)+h3n-met-met-ser-phe-val-ser-leu-leu-leu-val-gly-ile-leu-phe-trp-ala-thr-glu-ala-g

52、lu-gln-leu-thr-lys-cys- glu-val-phe-gln-返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-lys-asp-glu-leu-coo-（kdel）由質(zhì)膜到內(nèi)體由質(zhì)膜到內(nèi)體tyr-x-x-二、蛋白質(zhì)分選途徑與類型二、蛋白質(zhì)分選途徑與類型蛋白質(zhì)分選的途徑：蛋白質(zhì)分選的途徑： 1、翻譯后轉(zhuǎn)運途徑：、翻譯后轉(zhuǎn)運途徑：在細胞質(zhì)基質(zhì)游離核糖體上完在細胞質(zhì)基質(zhì)游離核糖體上完成多肽鏈的合成，然后成多肽鏈的合成，然后轉(zhuǎn)運至膜圍繞的細胞器轉(zhuǎn)運至膜圍繞的細胞器，如線粒體、，如線粒體、葉綠體、過氧化物酶體及細胞核，或者成為細胞質(zhì)基質(zhì)的葉綠體、過氧化物酶體及細胞核，或者成為細胞質(zhì)基質(zhì)的可溶性駐留蛋白和支架蛋白可

53、溶性駐留蛋白和支架蛋白 2、共轉(zhuǎn)運翻譯途徑：、共轉(zhuǎn)運翻譯途徑：蛋白質(zhì)合成在游離核糖體上起蛋白質(zhì)合成在游離核糖體上起始之后由信號肽引導(dǎo)始之后由信號肽引導(dǎo)轉(zhuǎn)移至糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)移至糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，然后新生肽邊合，然后新生肽邊合成邊轉(zhuǎn)入糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，再經(jīng)高爾基體加工包裝并有其膜成邊轉(zhuǎn)入糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，再經(jīng)高爾基體加工包裝并有其膜泡運送至溶酶體、細胞質(zhì)膜或分泌到胞外。泡運送至溶酶體、細胞質(zhì)膜或分泌到胞外。翻譯后轉(zhuǎn)運非分泌途徑共翻譯轉(zhuǎn)運的蛋白質(zhì)分泌途徑途徑途徑1 表示核基因編碼的表示核基因編碼的mrna在細胞在細胞質(zhì)基質(zhì)游離核糖體上完成多肽鏈的合質(zhì)基質(zhì)游離核糖體上完成多肽鏈的合成。成。途徑途徑2 表示合成的蛋白質(zhì)

54、不含信號序列，表示合成的蛋白質(zhì)不含信號序列，并留在細胞質(zhì)基質(zhì)中。并留在細胞質(zhì)基質(zhì)中。途徑途徑3.4.5 分別表示通過跨膜轉(zhuǎn)運方式分別表示通過跨膜轉(zhuǎn)運方式轉(zhuǎn)運至線粒體、葉綠體和過氧化物酶轉(zhuǎn)運至線粒體、葉綠體和過氧化物酶體。體。途徑途徑6 .表示通過門控轉(zhuǎn)運方式轉(zhuǎn)運至表示通過門控轉(zhuǎn)運方式轉(zhuǎn)運至細胞核。細胞核。途徑途徑7 表示核基因編碼的表示核基因編碼的mrna在細在細胞質(zhì)基質(zhì)游離核糖體上起始合成，然胞質(zhì)基質(zhì)游離核糖體上起始合成，然后在信號肽引導(dǎo)下與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合并后在信號肽引導(dǎo)下與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合并完成蛋白質(zhì)合成（途徑完成蛋白質(zhì)合成（途徑8）。）。途徑途徑9 表示以膜泡運輸方式從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)表示以膜泡運輸方

55、式從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)運至高爾基體。運至高爾基體。途徑途徑12、11、10 表示以膜泡運輸方式表示以膜泡運輸方式分選至質(zhì)膜、溶酶體和分泌到細胞表分選至質(zhì)膜、溶酶體和分泌到細胞表面。面。 肽鏈邊合成邊轉(zhuǎn)移肽鏈邊合成邊轉(zhuǎn)移至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中的方式稱為的方式稱為共轉(zhuǎn)移共轉(zhuǎn)移。 跨膜蛋白的跨膜蛋白的起始轉(zhuǎn)移序列和終止轉(zhuǎn)移序列起始轉(zhuǎn)移序列和終止轉(zhuǎn)移序列 起始轉(zhuǎn)移序列起始轉(zhuǎn)移序列：蛋白質(zhì)氨基末端的信號序列除作為信：蛋白質(zhì)氨基末端的信號序列除作為信號被號被srp識別外，還具有起始穿膜轉(zhuǎn)移的作用。識別外，還具有起始穿膜轉(zhuǎn)移的作用。 停止轉(zhuǎn)移序列停止轉(zhuǎn)移序列：肽鏈中還有某些序列與肽鏈中還有某些序列與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜

56、具有很具有很強的親合力而結(jié)合在脂雙層之中，強的親合力而結(jié)合在脂雙層之中，能能阻止阻止肽鏈繼續(xù)進入內(nèi)質(zhì)肽鏈繼續(xù)進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔，使其成為網(wǎng)腔，使其成為跨膜蛋白質(zhì)跨膜蛋白質(zhì)，稱為停止轉(zhuǎn)移序列。稱為停止轉(zhuǎn)移序列。 內(nèi)部信號序列內(nèi)部信號序列： 跨膜蛋白的跨膜蛋白的類型類型及其取向及其取向起始轉(zhuǎn)移序列和終止轉(zhuǎn)移序列的數(shù)目決定多肽跨膜次數(shù)起始轉(zhuǎn)移序列和終止轉(zhuǎn)移序列的數(shù)目決定多肽跨膜次數(shù)跨膜蛋白的類型及其取向跨膜蛋白的類型及其取向血型蛋白ldl受體流感病毒ha胰島素受體生長因子激素受體唾液酸糖蛋白受體轉(zhuǎn)鐵蛋白受體蔗糖神經(jīng)源蛋白高爾基體半乳糖轉(zhuǎn)移酶高爾基體硅鋁酸轉(zhuǎn)移酶流感hn蛋白細胞色素p450g蛋白連接因子受體

57、葡萄糖轉(zhuǎn)座子電壓門ga2+通道跨膜蛋白的類型及其取向跨膜蛋白的類型及其取向peptidase初生肽鏈開啟易位子跨膜蛋白的類型及其取向跨膜蛋白的類型及其取向易位子跨膜蛋白的類型及其取向跨膜蛋白的類型及其取向 肽鏈中的某些序列與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜有很強的親和力。而結(jié)合在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的脂質(zhì)雙層中且不再轉(zhuǎn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中的肽鏈序列，稱為停止轉(zhuǎn)移序列（stop transfer sequence）。 跨膜蛋白的類型及其取向跨膜蛋白的類型及其取向基本的特征： 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稱為導(dǎo)肽導(dǎo)肽。 某些蛋白質(zhì)在細胞質(zhì)基質(zhì)中合成以后再轉(zhuǎn)移至線粒體、葉綠體和過氧化物酶體等細胞器中稱后轉(zhuǎn)移后轉(zhuǎn)移（p

58、ost translocation）。 蛋白質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)移過程需要atp使多肽去折疊，還需要一些蛋白質(zhì)的幫助（如熱休克蛋白hsp70）使其能夠正確地折疊成有功能的蛋白。 precursor前體蛋白定位于線粒體基質(zhì)中的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運圖示定位于線粒體基質(zhì)中的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運圖示進入線粒體基質(zhì)的蛋白質(zhì)進入線粒體基質(zhì)的蛋白質(zhì)進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的蛋白質(zhì)進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)分選的類型：蛋白質(zhì)分選的類型： 1、蛋白質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運：在細胞、蛋白質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運：在細胞質(zhì)基質(zhì)中合成的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運到內(nèi)質(zhì)基質(zhì)中合成的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體、質(zhì)體和過氧化物質(zhì)網(wǎng)、線粒體、質(zhì)體和過氧化物酶體等細胞器；酶體等細胞器； 2、膜泡運輸：通過不同

59、類型的、膜泡運輸：通過不同類型的轉(zhuǎn)運小泡從糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成部位轉(zhuǎn)運小泡從糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成部位轉(zhuǎn)運至高爾基體，進而分選轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運至高爾基體，進而分選轉(zhuǎn)運至細胞的不同部位；至細胞的不同部位； 3、選擇性的門控轉(zhuǎn)運：通過核、選擇性的門控轉(zhuǎn)運：通過核孔復(fù)合體選擇性的核輸入和輸出；孔復(fù)合體選擇性的核輸入和輸出； 4、細胞質(zhì)基質(zhì)中的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運。、細胞質(zhì)基質(zhì)中的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運。門控轉(zhuǎn)運門控轉(zhuǎn)運跨膜轉(zhuǎn)運跨膜轉(zhuǎn)運膜泡轉(zhuǎn)運膜泡轉(zhuǎn)運 三膜泡運輸三膜泡運輸膜泡運輸是蛋白運輸?shù)囊环N特有的方膜泡運輸是蛋白運輸?shù)囊环N特有的方式，普遍存在于真核細胞中。在轉(zhuǎn)運過程式，普遍存在于真核細胞中。在轉(zhuǎn)運過程中不僅涉及蛋白本身的修飾、加工和組裝，

60、中不僅涉及蛋白本身的修飾、加工和組裝，還涉及到多種不同膜泡定向運輸及其復(fù)雜還涉及到多種不同膜泡定向運輸及其復(fù)雜的調(diào)控過程。的調(diào)控過程。 1 1、copiicopii包被小泡介導(dǎo)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)包被小泡介導(dǎo)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾高爾基體的運輸，順向運輸；基體的運輸，順向運輸； 2 2、copicopi包被小泡負責將蛋白從高爾基包被小泡負責將蛋白從高爾基體體 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，逆向運輸；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，逆向運輸； 3 3、網(wǎng)格蛋白網(wǎng)格蛋白有被小泡介導(dǎo)從高爾基體有被小泡介導(dǎo)從高爾基體tgntgn質(zhì)膜、胞內(nèi)體、溶酶體或植物液泡質(zhì)膜、胞內(nèi)體、溶酶體或植物液泡等的運輸；在等的運輸；在受體介導(dǎo)受體介導(dǎo)的細胞的細胞內(nèi)吞途徑內(nèi)吞途徑也也負責將物質(zhì)