第七章真核細胞內(nèi)膜系統(tǒng)蛋白質(zhì)分選與膜泡運輸復(fù)件

1、細胞生物學(xué)cell biology退出第七章真核細胞內(nèi)膜系統(tǒng)、蛋白質(zhì)分選與膜泡運輸 細胞內(nèi)膜系統(tǒng)(endomembrane system)：真核細胞的細胞質(zhì)內(nèi)具有的結(jié)構(gòu)、功能和發(fā)生上相互聯(lián)系的膜圍繞的細胞器構(gòu)成的區(qū)室化結(jié)構(gòu)(compartmentalization)。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，由膜圍繞的細胞器或細胞結(jié)構(gòu)。 細胞內(nèi)部被膜分為3類結(jié)構(gòu)： 細胞內(nèi)膜系統(tǒng)， 細胞質(zhì)基質(zhì)(cytoplasmic matrix)、 其它由膜包被的各種細胞器：線粒體、葉綠體、過氧化物酶體和細胞核。 退出第七章真核細胞內(nèi)膜系統(tǒng)、蛋白質(zhì)分選與膜泡運輸 第一節(jié)細胞質(zhì)基質(zhì)的涵義與功能 第二節(jié)

2、細胞內(nèi)膜系統(tǒng)及其功能 第三節(jié)細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與膜泡運輸 復(fù)習(xí)題退出 membranes divide the cytoplasm of eukaryotic cells into distinct compartments. three categories compartments in eukaryotic cells: (1) the cytosol. (2) the endomembrane system: er, golgi complex, lys., secretory vesicles. (3) mitochondria, chloroplasts, peroxisomes,

3、 and the nucleus.退出第一節(jié)細胞質(zhì)基質(zhì)的涵義與功能 細胞質(zhì)基質(zhì)(cytoplasmic matrix or cytomatrix)：在真核細胞的細胞質(zhì)中，除去可分辨的細胞器以外的膠狀物質(zhì)。 細胞質(zhì)基質(zhì)體積約占細胞質(zhì)的一半。 一.細胞質(zhì)基質(zhì)的涵義 二.細胞質(zhì)基質(zhì)的功能退出肝細胞中細胞質(zhì)基質(zhì)及肝細胞中細胞質(zhì)基質(zhì)及其它組分的數(shù)目及所占體積比其它組分的數(shù)目及所占體積比細胞組分數(shù)目體積比細胞質(zhì)基質(zhì)細胞核內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體溶酶體胞內(nèi)體過氧化物酶體線粒體1111300200400170054612311122退出一.細胞質(zhì)基質(zhì)的涵義 細胞質(zhì)基質(zhì)完成了細胞與環(huán)境，細胞內(nèi)各結(jié)構(gòu)間物質(zhì)運輸、能量交換、

4、信息傳遞等，及很多重要中間代謝反應(yīng)。 曾用名：細胞液(cell sap)，透明質(zhì)(hyaloplasm)，胞質(zhì)溶膠(cytosol)等。 細胞質(zhì)基質(zhì)的主要成分： 與中間代謝有關(guān)的數(shù)千種酶類 維持細胞形態(tài)和胞內(nèi)物質(zhì)運輸有關(guān)的細胞質(zhì)骨架結(jié)構(gòu) 對細胞質(zhì)基質(zhì)認識：從酶溶液，到高度的組織體系。 細胞質(zhì)基質(zhì)研究困難的主要原因： 細胞破裂，甚至在稀釋溶液中，通過弱鍵互作處于動態(tài)平衡的結(jié)構(gòu)體系就會遭到破壞。 細胞質(zhì)基質(zhì)與胞質(zhì)溶膠的比較(實驗證明) 對細胞質(zhì)基質(zhì)的兩種研究觀點退出 胞質(zhì)溶膠與細胞質(zhì)基質(zhì)： 胞質(zhì)溶膠(cytosol)：用差速離心的方法分離細胞勻漿物中的各種細胞組分，先后除去細胞核、線粒體、溶酶體、

5、高爾基體和細胞質(zhì)膜等細胞器或細胞結(jié)構(gòu)后，存留在上清液中的成分，主要是細胞質(zhì)基質(zhì)的成分。 細胞質(zhì)基質(zhì)(cytoplasmic matrix or cytomatrix) ：細胞內(nèi)形成的粘稠膠體，蛋白質(zhì)含量約占2030，多數(shù)水分子以水化物形式緊密地與蛋白質(zhì)和其它大分子表面極性部位結(jié)合，僅部分水分子游離態(tài)存在，起溶劑作用。眾多蛋白在細胞骨架和游離水分子間形成凝聚和溶解的動態(tài)平衡。 即細胞質(zhì)基質(zhì)中多數(shù)蛋白質(zhì)，多不是以溶解狀態(tài)存在。 胞質(zhì)溶膠與細胞質(zhì)基質(zhì)溶液成分比較實驗退出 胞質(zhì)溶膠與細胞質(zhì)基質(zhì)溶液成分比較：乳膠小球?qū)嶒?paine將乳膠小球用顯微注射方法注入非洲爪蟾卵母細胞，一段時間后取出乳膠小球，聚

6、丙烯酰胺雙向凝膠電泳分析滲入小球中的蛋白質(zhì)。 發(fā)現(xiàn)細胞質(zhì)基質(zhì)80%多肽未擴散到乳膠小球中。 說明結(jié)合在細胞質(zhì)基質(zhì)中的蛋白不容易滲入乳膠小球。 細胞質(zhì)基質(zhì)高度組織性的實驗證明： 用免疫熒光技術(shù)顯示了與糖酵解過程有關(guān)的一些酶結(jié)合在微絲上，在骨骼肌細胞中則結(jié)合在肌原纖維的某些特殊位點上。 退出 1.一些學(xué)者：細胞質(zhì)基質(zhì)主要是由微管、微絲和中間絲等形成的相互聯(lián)系的結(jié)構(gòu)體系。 即細胞質(zhì)骨架貫穿細胞質(zhì)基質(zhì)中。細胞質(zhì)基質(zhì)中多數(shù)的蛋白質(zhì)直接或間接地與骨架結(jié)合，或與生物膜結(jié)合，從而完成特定的生物學(xué)功能。 2.另一些學(xué)者，將細胞質(zhì)骨架排出在細胞質(zhì)基質(zhì)概念之外。 退出二.細胞質(zhì)基質(zhì)的功能：擔(dān)負一系列重要的功能。 1

7、.進行許多物質(zhì)中間代謝過程。 如糖酵解過程，磷酸戊糖途徑，糖醛酸途徑，糖原、蛋白質(zhì)、脂肪酸的合成，部分生物大分子分解等。 細胞質(zhì)基質(zhì)中，底物和產(chǎn)物定向轉(zhuǎn)運等機制了解有限。 2.多種信號通路在細胞質(zhì)中形成信號網(wǎng)絡(luò)及對話。第八章 3.蛋白質(zhì)在細胞質(zhì)基質(zhì)中的分選及轉(zhuǎn)運。第六、七章 根據(jù)蛋白自身所帶信號運送到線粒體、葉綠體、過氧化物酶體(微體)、細胞核，或定于細胞質(zhì)基質(zhì)。 4.細胞質(zhì)骨架的功能：維持細胞形態(tài)、細胞運動、細胞內(nèi)物質(zhì)運輸、能量傳遞、細胞質(zhì)基質(zhì)中細胞器和其它成分的錨定等。完成細胞結(jié)構(gòu)的三維定位。第九章 5.對蛋白質(zhì)修飾、選擇性降解、正確折疊等作用。退出“road map” of protei

8、n traffic1. gated2. transmembrane3. vesicular4. 基質(zhì)中蛋白轉(zhuǎn)運基質(zhì)中蛋白轉(zhuǎn)運退出summary0f proteinsynthesisand transport*gated transport*transmembrane transport*vesicular transport*cotranslational translocationposttranslation translocation退出退出 5.細胞質(zhì)基質(zhì)對蛋白質(zhì)修飾、選擇性降解、正確折疊等方面的作用。 （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

9、）幫助變形或錯誤折疊的蛋白重新折疊，形成正確的分子構(gòu)象。退出 （1）蛋白質(zhì)的修飾 細胞質(zhì)基質(zhì)中發(fā)生的主要蛋白質(zhì)修飾類型： 輔酶或輔基與酶的共價結(jié)合。 磷酸化與去磷酸化，以調(diào)節(jié)很多蛋白質(zhì)生物活性。 糖基化。哺乳動物，n-乙酰葡萄糖胺(nacetyl-glucosamine)加到蛋白質(zhì)中ser羥基。 甲基化。細胞骨架蛋白和組蛋白等蛋白質(zhì)n-端甲基化，以維持其較長壽命，不易被蛋白酶水解。 ?；揎?。 最常見一類內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的跨膜蛋白，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的轉(zhuǎn)運過程中，把軟脂酸鏈共價地連接在跨膜蛋白的細胞質(zhì)基質(zhì)側(cè)的結(jié)構(gòu)域。 另一類發(fā)生在諸如src和ras癌基因產(chǎn)物上，將脂肪酸鏈共價地結(jié)合到蛋白質(zhì)特定位點

10、。如src基因編碼的酪氨酸蛋白激酶，與豆蔻酸共價結(jié)合，才能轉(zhuǎn)移并靠豆蔻酸鏈結(jié)合到細胞質(zhì)膜上，完成細胞轉(zhuǎn)化。 退出 （2）控制蛋白質(zhì)壽命：細胞質(zhì)蛋白大多壽命數(shù)天到數(shù)月 胞質(zhì)蛋白序列中決定其壽命的信號：n-端第一個aa，若是met、ser、thr、ala、val、cys、gly或pro，則蛋白質(zhì)穩(wěn)定；如是其它12種aa之一，則不穩(wěn)定。 每種蛋白質(zhì)合成后不久，n-端met(細菌為甲酰met)被特異氨基肽酶水解除去； 然后由氨酰-trna蛋白轉(zhuǎn)移酶(aminoacyl-trna-protein transferase)把一個信號aa加n-端，決定蛋白質(zhì)穩(wěn)定性。 降解機制：依賴泛素的降解途徑(ubiqu

11、itin-dependent pathway)識別蛋白質(zhì)n-端不穩(wěn)定aa信號，并降解。退出 泛素：76aa小分子蛋白，主要作用是識別要被降解蛋白質(zhì)。 依賴于泛素的26s蛋白酶體(proteosome)： 結(jié)構(gòu)：一個筒狀20s催化核心(core，14種多肽，28個亞基)，兩端各一個19s調(diào)節(jié)部分(cap，15個亞基)。 含量：占細胞蛋白總量1。 存在：細胞質(zhì)基質(zhì)和細胞核。 蛋白質(zhì)的泛素化過程退出 蛋白質(zhì)的泛素化過程：三步 atp供能，泛素c端與非特異性泛素活化酶e1的cys共價結(jié)合，形成e1-泛素復(fù)合物。 再將泛素轉(zhuǎn)移給泛素結(jié)合酶e2。 特異性泛素蛋白連接酶e3完成靶蛋白與泛素連接(e2也可將泛

12、素直接轉(zhuǎn)移到靶蛋白的lys)。 每次添加一個泛素，多個泛素結(jié)合到含不穩(wěn)定aa的蛋白n-端。 26s蛋白酶體將蛋白完全水解。退出 蛋白質(zhì)降解過程： 多個泛素分子共價結(jié)合到含不穩(wěn)定aa的蛋白質(zhì)n-端； 26s蛋白酶體將蛋白質(zhì)完全水解。退出 n-寡糖酶(n-glycanase或pngase) ：可切除錯誤折疊糖蛋白上的n-寡糖鏈，并可與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)關(guān)聯(lián)降解(endoplasmic reticulum-associated degradation,erad)途徑中的多種關(guān)鍵成分相結(jié)合。 退出 （3）降解變性和錯誤折疊的蛋白質(zhì) 不管其n-端aa是否穩(wěn)定，胞質(zhì)基質(zhì)中非正常蛋白，也會很快被清除。 推測原因：畸形蛋

13、白質(zhì)暴露出的氨基酸疏水基團的識別，由此啟動對蛋白質(zhì)n-端第一個aa的作用，形成了n-端不穩(wěn)定aa，依賴于泛素蛋白降解途徑徹底水解。退出 （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 主要依靠：熱休克蛋白(heat shock protein 或稱stress-response protein，hsp，molecular chaperones分子伴侶)。 熱休克蛋白分3個家族：25kd，70kd和90kd 表達時期：有些在正常條件下表達； 有些則在異常時大量表達，以保護細胞，減少 異常環(huán)境的損傷。 修復(fù)機制：熱休克蛋白選擇性與畸形蛋白質(zhì)結(jié)合形成聚合物，利用水解atp，使聚集的蛋白

14、質(zhì)溶解，并進一步折疊成正確構(gòu)象的蛋白質(zhì)。退出退出 分子伴侶（molecular chaperones） 細胞中的某些蛋白質(zhì)分子可以識別正在合成的多肽或部分折疊的多肽并與多肽的某些部位相結(jié)合，從而幫助這些多肽轉(zhuǎn)運、折疊或裝配，這類分子本身并不參與最終產(chǎn)物的形成，因此稱為分子伴侶。退出 分子伴侶（ molecular chaperones ）和折疊酶（folding enzymes, foldases)： groel-groes分子伴侶系統(tǒng)對于新合成蛋白的折疊是非常重要的。這兩種蛋白質(zhì)組成了一個由兩個穴（groel）和一個蓋子（groes）組成的圓柱，底物進入這個圓柱，進行折疊，然后釋放。 退出退

15、出第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)及其功能 細胞內(nèi)膜系統(tǒng)(endomembrane system)的研究方法：電鏡技術(shù)(超微結(jié)構(gòu))；免疫標記和放射自顯影技術(shù)(功能定位)；組分離心技術(shù)(組分分析)；遺傳突變體分析(膜泡運輸和功能機制研究) 一.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)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 三.溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能 er相當(dāng)于物質(zhì)供應(yīng)站，golgi為集散中心。退出一.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmic reticulum,er)的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能 (一)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形態(tài)結(jié)構(gòu) 1.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)發(fā)現(xiàn) 2.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形態(tài)、結(jié)構(gòu)和發(fā)生 3.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)類型 (二)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能 1.蛋白質(zhì)的合成(rer主要功能) 2.脂質(zhì)的合成(ser合成

16、) 3.蛋白質(zhì)的修飾與加工 4.新生多肽的折疊與組裝 5.其它功能 (三)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與基因表達的調(diào)控退出 1.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的發(fā)現(xiàn)： 1897年，garnier：動質(zhì)(ergastoplasm），可被堿性染料顯色； 1945年, k. r. porter等初次觀察到，并命名為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmic reticulum, er)； 1954年,palade和porter等,證實內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是由膜圍繞的囊泡所組成。退出 2.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形態(tài)結(jié)構(gòu)和發(fā)生 封閉管狀或扁平囊狀膜系統(tǒng)及其包被的腔，形成互相溝通的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 一端通過與核膜聯(lián)系，另一端沿微管向外延伸。 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性：細胞周期內(nèi)，經(jīng)歷解體與重建，變化復(fù)雜；不

17、同類型細胞、同一細胞在不同發(fā)育階段和生理狀態(tài)，其結(jié)構(gòu)也有明顯變化。 發(fā)生：可能起源于細胞質(zhì)膜，與核膜同源；自我組裝，rer合成膜蛋白、ser合成膜脂。 大小通常占細胞膜系統(tǒng)一半，體積占細胞總體積10以上。退出 3.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分類(根據(jù)結(jié)構(gòu)與功能) 糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)rerrer：扁囊狀，與核糖體形成復(fù)合結(jié)構(gòu)。 主要功能：合成分泌性蛋白和膜蛋白。(分泌細胞發(fā)達) 易位子(translocon)：多肽sec61p等形成的蛋白復(fù)合體。直徑約8.5nm，中心有2nm通道。功能為新合成多肽進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通道。 光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)serser：小管、小囊狀。 主要功能：脂類合成；作為出芽位點，將合成的蛋白質(zhì)或

18、脂類轉(zhuǎn)移到高爾基體內(nèi)。在固醇類激素合成細胞和肝細胞發(fā)達。 兩者差異研究實驗：密度梯度離心。 微粒體（microsome）退出 微粒體(microsome)：即破碎的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，生物化學(xué)家從細胞質(zhì)中分離出的結(jié)構(gòu)。 微粒體用途：體外實驗中，用于上述功能的分析研究。因其仍具有蛋白質(zhì)合成，蛋白質(zhì)糖基化和脂類合成等內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的基本功能。electron micrograph of rough er microsomes退出 密度梯度離心技術(shù)：6肝細胞中的光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，發(fā)現(xiàn)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上有20余種與光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上不同的蛋白質(zhì)。 因此，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上可能有某些特殊的裝置，將光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的部位間隔開來，并

19、維持其形態(tài)。否則膜上成分將趨于側(cè)向擴散平衡。退出 4.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分布、定位與進化： 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜有時向外與內(nèi)折疊的細胞質(zhì)膜相連接，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)可能由細胞質(zhì)膜演化而來。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜常向內(nèi)與外層核膜連接，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔與核周隙相溝通，外核膜有時附著大量的核糖體，反映了核-質(zhì)間的物質(zhì)交換和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與核膜在發(fā)生上的同源關(guān)系。推測內(nèi)質(zhì)網(wǎng)一端固定在核膜上，另一端在一種微管馬達蛋白驅(qū)動蛋白（kinesin）的牽引下沿微管向外延伸形成復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體在結(jié)構(gòu)、功能與發(fā)生上的關(guān)系密切。 合成旺盛的細胞，粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與線粒體緊密相依，線粒體為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)能量的“供應(yīng)站”；同時，兩細胞器間還發(fā)生脂類相互交換及ca2+釋放調(diào)節(jié)。

20、退出1.蛋白質(zhì)合成：均起始于細胞質(zhì)基質(zhì)，一些核糖體起始蛋白質(zhì)合成不久，便轉(zhuǎn)移至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，再進行合成。共翻譯轉(zhuǎn)運的蛋白類型退出蛋白合成和轉(zhuǎn)移co-translational transportacross er membrane!post-translational transport退出 共翻譯轉(zhuǎn)運（cotranslational translocation）蛋白質(zhì)類型： （1）胞外分泌蛋白：分泌泡形式胞吐到胞外。 （2）膜整合蛋白：細胞質(zhì)膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和溶酶體的膜蛋白等，具有方向性。 （3）內(nèi)膜系統(tǒng)細胞器內(nèi)的可溶性駐留蛋白：需要與其它細胞組分嚴格隔離，如溶酶體與植物液泡中酸性水解酶等

21、。退出how does er signal peptide direct the ribosome to the er membrane? 當(dāng)信號肽從核糖體中伸出，信號識別顆粒(signal recognition particle,srp)就結(jié)合到信號肽上，肽鏈暫停延伸 srp與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的內(nèi)在蛋白受體（停泊蛋白）結(jié)合 核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的易位子（translocon）結(jié)合，肽鏈又開始延伸 srp脫離信號肽和核糖體，返回細胞質(zhì)基質(zhì)重新使用 信號肽被信號肽酶切除退出內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)的可溶性蛋白質(zhì)合成信號識別信號識別顆粒顆粒信號信號識別識別顆粒顆粒受體受體易位子易位子信號肽酶信號肽酶信號序列信號序列可溶

22、性蛋白質(zhì)可溶性蛋白質(zhì)退出信號肽識別顆粒:由6種多肽和一個7s的rna組成，分子量325000信號肽序列結(jié)合位點信號肽序列結(jié)合位點srp受體受體結(jié)合位點結(jié)合位點翻譯停止區(qū)翻譯停止區(qū)退出 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的移位子（translocon）為蛋白復(fù)合體，直徑約8.5nm，中心有一個直徑為2nm的“通道”，其功能與新合成的多肽進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有關(guān)。 在哺乳動物細胞中，移位子的主要成分是與蛋白分泌相關(guān)的一種多肽sec61p等組成復(fù)合物。退出 2.脂質(zhì)的合成：包括磷脂和膽固醇等幾乎全部的膜脂。 磷脂的合成 合成磷脂的轉(zhuǎn)位 合成磷脂的轉(zhuǎn)運方式退出 磷脂的合成:脂酰膽堿的合成為例 所需的3種酶：?；D(zhuǎn)移酶、磷酸酶和膽堿磷酸

23、轉(zhuǎn)移酶。 活性部位：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜胞質(zhì)基質(zhì)側(cè)； 合成底物來源：細胞質(zhì)基質(zhì)。 第一步增大膜面積；第二、三兩步確定新合成磷脂種類。退出 脂質(zhì)的轉(zhuǎn)位：新合成磷脂幾分鐘后，轉(zhuǎn)向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔面，速度比自然轉(zhuǎn)位高105倍。 原因：借助磷脂轉(zhuǎn)位因子(phospholipid translocator)或稱轉(zhuǎn)位酶(flippase)。 其中，膽堿磷脂的轉(zhuǎn)位能力強于對含絲氨酸、乙醇胺和肌醇磷脂。退出 脂質(zhì)的轉(zhuǎn)運方式：兩種 （1）出芽：高爾基體，溶酶體，細胞膜中。 （2）水溶性磷脂轉(zhuǎn)換蛋白(phospholipid exchange proteins，pep)：線粒體、葉綠體、過氧物酶體中。pep具專一性，運載特定種類磷脂

24、。 轉(zhuǎn)運模式：pep與磷脂分子結(jié)合形成水溶性復(fù)合物細胞質(zhì)基質(zhì)自由擴散靶膜pep將磷脂釋放、安插于靶膜。退出 3.蛋白質(zhì)的修飾和加工 主要化學(xué)修飾作用包括： （1）n-連接的糖基化 （2）?；?發(fā)生部位：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)胞質(zhì)側(cè)，或高爾基體、膜蛋白向細胞質(zhì)膜轉(zhuǎn)移的過程中。 作用方式：常以軟脂酸共價結(jié)合于跨膜蛋白cys。 （3）蛋白質(zhì)二硫鍵形成(同后面4)蛋白二硫鍵異構(gòu)酶退出 （1）n-連接的糖基化 發(fā)生位置：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔面。 膜上糖基轉(zhuǎn)移酶(glycosyl tranferase)作用下，將寡糖基鏈由膜內(nèi)磷酸多萜醇轉(zhuǎn)移到糖基化有關(guān)蛋白asn。糖基轉(zhuǎn)移酶磷酸多萜醇真核細胞中蛋白質(zhì)糖基化修飾的類型：兩大類 n-連

25、接糖基化：開始于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，n-乙酰葡萄糖胺連接到跨膜蛋白asn。 o-連接糖基化：發(fā)生于高爾基體， n-乙酰半乳糖糖胺連接到ser、thr或膠原纖維中羥賴氨酸或羥脯氨酸羥基。退出寡糖鏈由14個糖分子構(gòu)成： 2個n-乙酰葡萄糖胺， 9個甘露糖 3個葡萄糖x為除pro以外的任何氨基酸退出 rer內(nèi)糖蛋白在被運送到高爾基體前，切除了寡糖鏈上的3個葡萄糖分子和1個甘露糖分子糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的n-連接蛋白質(zhì)糖基化過程：退出4.蛋白質(zhì)折疊和組裝：數(shù)十秒或數(shù)分鐘新合成多肽，還需在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)停留幾十分鐘進行折疊和修正。 蛋白二硫鍵異構(gòu)酶(protein disulfide isomerase，pdi)加快新合成蛋白的正

26、確折疊 結(jié)合蛋白(binding protein, bip)識別重組裝不正確蛋白 錯誤折疊多肽的降解內(nèi)質(zhì)網(wǎng)駐留蛋白的序列特征： pdi和bip等都具有4肽信號(kdel或hdel，lys/his-asp -glu-leu )，保證其滯留/返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，并維持高濃度。退出 錯誤折疊多肽的降解（無法修復(fù)蛋白）： 移位子復(fù)合物(sec61p復(fù)合物)轉(zhuǎn)運 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)錯誤多肽細胞質(zhì)基質(zhì)泛素依賴降解途徑proteasome降解，壽命530 min(先除去糖分子，再降解)退出 蛋白二硫鍵異構(gòu)酶（protein disulfide isomerase，pdi）： 發(fā)生位置：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜腔面。 功能：加快新合成蛋白的

27、正確折疊，切斷不正確二硫鍵，重新形成正確二硫鍵，并幫助折疊與組裝，形成自由能最低的正確構(gòu)象。退出 結(jié)合蛋白（binding protein, bip）識別重組裝不正確蛋白： bip屬于hsp70(熱休克蛋白)家族成員。 位置：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜內(nèi)；可與ca2+結(jié)合橋連帶負電的磷脂頭部基團，使bip結(jié)合于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜。 功能：識別不正確折疊或未組裝好蛋白亞基(疏水部分外露，易發(fā)生聚集)，并促進重新折疊與組裝，形成正確構(gòu)象或組裝完成，新生成蛋白與bip分離。退出 5.其它功能（光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)）（1）合成外輸性脂蛋白顆粒： 肝細胞含豐富光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。（2）解毒功能： 肝細胞光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)含一些酶，可清除脂溶性廢物和代謝產(chǎn)生

28、的有害物質(zhì)。如，細胞色素p450(多功能氧化酶mixed-function oxidase)催化各種脂溶性物質(zhì)化合物羥基化或單加氧反應(yīng)。（3）合成固醇類激素： 睪丸間質(zhì)細胞光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)豐富，含有制造膽固醇，并進一步產(chǎn)生固醇類激素的系列酶。（4）儲存ca2+ 功能： 肌細胞的肌質(zhì)網(wǎng)(sarcoplasmic reticulum)為特化的光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，其膜上ca2+-atp酶將細胞質(zhì)基質(zhì)中的ca2+ 泵入肌質(zhì)網(wǎng)腔中，通過鈣結(jié)合蛋白(30 ca2+/每蛋白分子)儲存起來。（5）還有物質(zhì)的儲存、運輸，能量、信息傳遞、細胞的支持和運動等功能。退出糖原代謝內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)蛋白內(nèi)質(zhì)蛋白鈣網(wǎng)蛋白鈣網(wǎng)蛋白ca2+c

29、a2+ca2+ca2+ca2+ca2+ca2+ca2+ca2+ca2+ca2+ca2+ca2+ca2+ca2+ca2+ca2+ca2+ca2+ca2+ca2+ca2+ca2+ca2+ca2+ca2+ca2+ca2+ca2+鈣泵鈣泵ca2+儲備庫儲備庫儲存ca2+ 退出 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是細胞內(nèi)除核酸以外一系列重要的生物大分子，如蛋白質(zhì)、脂類和糖類合成的基地。 原核細胞由細胞質(zhì)膜代行其類似功能。退出 （三）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與基因表達的調(diào)控 多種蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中折疊、組裝、加工、包裝，及向高爾基體轉(zhuǎn)運，需要有一個精確調(diào)控的過程。 三種調(diào)節(jié)核內(nèi)特異基因表達的從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑： （1）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)未折疊蛋白的超量積累

30、。 （2）折疊好的膜蛋白的超量積累。 （3）網(wǎng)膜上膜脂成份的變化主要是固醇缺乏。 這些變化可通過不同的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑誘導(dǎo)不同的基因活化，以保證內(nèi)質(zhì)網(wǎng)正常行使其功能。退出二二. .高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能（golgi body, golgi apparatus， golgi complex） 高爾基體的發(fā)現(xiàn)及確認 （一）高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與極性 （二）高爾基體的功能退出 高爾基體的發(fā)現(xiàn): 1898年，意大利醫(yī)生camillo golgi用鍍銀法首次在神經(jīng)細胞內(nèi)觀察到一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，命名為內(nèi)網(wǎng)器（internal reticular apparatus）。 高爾基體的存在經(jīng)半個世紀才確認，并明確普遍存

31、在。 原因：光學(xué)顯微鏡的局限性； 高爾基體的自身結(jié)構(gòu)特征： 由大小不一、形態(tài)多變的囊泡體系組成； 很難分離與純化； 動物細胞中數(shù)目較少(肝細胞較豐富僅50個左右)。 退出 （）3高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與極性 高爾基體形態(tài)特征：48個扁平囊呈弓形或球形堆疊(saccules,直徑1m,囊間距1530nm)，周圍有大小不等的囊泡。 高爾基體的極性 高爾基體結(jié)構(gòu)：相互聯(lián)系的3個部分，又可分為更精細的間隔。 1.順面膜囊或順面管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(cis golgi network，cgn) 2.中間膜囊（medial golgi） 3.反面膜囊及反面管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（trans golgi and trans golg

32、i network tgn） 高爾基體周圍的囊泡 各膜囊層間聯(lián)系：均由膜性結(jié)構(gòu)連接；膜囊周緣囊泡可能由膜囊出芽形成，負責(zé)膜囊間物質(zhì)運輸。退出 高爾基體的極性： （1）細胞中的位置和方向： 位置：較恒定。非極性細胞中，分布于微管組織中心(mtoc)負端，周圍有微絲、微管的馬達蛋白，和血影蛋白網(wǎng)架。 方向：順面(cis face，形成面，凸面） 反面(trans face，成熟面，凹面） （2）物質(zhì)運輸：經(jīng)各不相同各層膜囊，一側(cè)進入，另一側(cè)輸出。 （3）生化極性：細胞化學(xué)反應(yīng)(組織化學(xué)染色)結(jié)合電鏡分析，各膜囊具有不同的特有成分。退出 種常用標志電鏡細胞化學(xué)反應(yīng)的成分差異性分析： （1）嗜鋨反應(yīng)：

33、經(jīng)鋨酸浸染后，cis面膜囊特異性染色； （2）煙酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶（nadp酶）或甘露糖苷酶反應(yīng)：中間幾層扁平囊的標志反應(yīng)； （3）焦磷酸硫胺素酶（tpp酶）反應(yīng)：特異性顯示trans面的12層膜囊；a.stained for cis-golgi、 b. stained for medial-golgi、 c.stained for trans-golgi *鋨酸染色 甘露糖苷酶染色 核苷酸二磷酸酶染色退出 （4）胞嘧啶單核苷酸酶（cmp酶，溶酶體標志酶）或核苷酸二磷酸酶的反應(yīng)：顯示靠近trans面的一些膜囊和管狀結(jié)構(gòu)。即gerl結(jié)構(gòu)。也可用c5/6-nbp/dmb-神經(jīng)酰胺標記。 60年

34、代初，novikoff發(fā)現(xiàn)cmp酶和酸性磷酸酶存在的高爾基體的一側(cè)，稱gerl，意為與高爾基體（g）密切相關(guān)，但為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（er）一部分，又參與溶酶體（l）生成。當(dāng)時認為溶酶體中的酶是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成后，通過gerl而不經(jīng)過高爾基體進入溶酶體。a.stained for cis-golgi、 b. stained for medial-golgi、 c.stained for trans-golgi *鋨酸染色 甘露糖苷酶染色 核苷酸二磷酸酶染色退出 1.順面膜囊或順面管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，cgn，cis膜囊：膜厚約6nm，略薄，與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜厚度接近。 形態(tài)：呈中間多孔而連續(xù)分支狀管網(wǎng)結(jié)構(gòu)的扁平膜囊。 主要功能：

35、接受er新合成物質(zhì)，分類后，大部分轉(zhuǎn)入中間膜囊，小部分蛋白質(zhì)(kdel或hdel)與脂類再返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。 其它生物活性：蛋白上ser發(fā)生o-連接糖基化；跨膜蛋白在細胞質(zhì)基質(zhì)一側(cè)結(jié)構(gòu)域酰基化；日冕病毒組裝。退出 2.中間膜囊medial golgi 形態(tài)：扁平膜囊與管道組成，形成不同間隔，功能上是連續(xù)的、完整的膜囊體系。 主要功能：多數(shù)蛋白糖基修飾、糖脂形成，及多糖合成。退出 3.反面膜囊及反面管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)trans golgi and trans golgi network，tgn 形態(tài)：反面最外層扁平膜囊，及伸向胞質(zhì)管網(wǎng)和連接囊泡。 主要功能：參與蛋白質(zhì)分類與包裝，及輸出(“瓣膜”作用)； 某些

36、“晚期”蛋白質(zhì)修飾：如，半乳糖()-2,6位唾液酸化、蛋白質(zhì)lys硫酸化、蛋白原水解加工等。退出 不同細胞器結(jié)構(gòu)常用的熒光染料： 線粒體適用的熒光探針較多，如mitotracker、da spmi、da spei、jc-1、rhodamine 123等。 高爾基復(fù)合體常用的熒光探針有nbd ceramide、bodipy ceramide、c5-dmb-ceramide 。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)主要用dil、dioc6(3)。 溶酶體的熒光探針有damp、neutral red。 有報道選用nbc-pc標記細胞膜、mitotracker標記線粒體、hoechst 33342標記細胞核dna，同時顯示細胞的三

37、部分結(jié)構(gòu)。 退出高爾基器的熒光照片typical plant cell has hundreds of individual stacks dispersed throughout cellgolgi is polarized in animal cells退出 高爾基體周圍的囊泡 （1）順面一側(cè)的囊泡：可能是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體間物質(zhì)運輸小泡，稱為ergic(endoplasmic reticulum-golgi intermediate compartment)，或稱vtcs(vesicular-tubular clusters)。 標志蛋白：ergic53/58蛋白，有與甘露糖結(jié)合特性的凝集

38、素；推測功能分泌蛋白早期起分選、包入特定囊泡。 （2）反面一側(cè)體積較大的分泌泡和顆粒：功能將經(jīng)過分類與包裝的物質(zhì)運送到細胞特定的部位。退出 （二）高爾基體的功能 主要功能： (1)將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成蛋白質(zhì)(連同脂質(zhì))加工、分類與包裝，分門別類地運送到細胞特定的部位或分泌到胞外。 (2)胞內(nèi)糖類合成工廠。 golgi是細胞內(nèi)大分子運輸?shù)囊粋€主要交通樞紐。 1.高爾基體與細胞的分泌活動 2.蛋白質(zhì)的糖基化及其修飾 3.蛋白酶的水解和其它加工過程 高爾基體功能小結(jié)退出 1.高爾基體與細胞的分泌活動 (1)實驗證實：高爾基體與細胞分泌性蛋白分泌關(guān)系 (2)高爾基體對蛋白質(zhì)的分類與轉(zhuǎn)運機理研究 例，溶酶體所有

39、酶的共同標志6-磷酸甘露糖（m6p） 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成蛋白多為糖蛋白：包括溶酶體水解酶、多數(shù)細胞質(zhì)膜膜蛋白和分泌蛋白。 細胞質(zhì)基質(zhì)和細胞核中蛋白質(zhì)多數(shù)無糖基化修飾或僅簡單糖基化修飾。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成蛋白是否都通過糖基識別完成分選運輸？退出 實驗證實golgi與細胞分泌性蛋白關(guān)系 1970年代初，caro用3h-亮氨酸脈沖標記胰腺的腺泡細胞，顯示分泌性蛋白在胞內(nèi)合成與轉(zhuǎn)運途徑： 3分鐘后，放射自顯影銀粒主要位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)； 20分鐘后，出現(xiàn)在高爾基體； 120分鐘后，位于分泌泡，開始在頂端釋放。 此種轉(zhuǎn)運途徑運送物質(zhì)：還包括細胞質(zhì)膜蛋白、溶酶體酸性水解酶及胞外基質(zhì)等。退出 例，溶酶體酶的轉(zhuǎn)運：共同標志6-磷酸

40、甘露糖(m6p) 60年代發(fā)現(xiàn)，70年代證明，80年代純化了反應(yīng)有關(guān)酶及m6p受體。 溶酶體酶在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成時，發(fā)生了n連接糖基化修飾(asn加寡糖鏈)。 溶酶體酶形成多位點m6p，增加與6-磷酸甘露糖受體(golgi反面膜囊)親和力，實現(xiàn)局部濃縮。 （n-乙酰葡萄糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶單基因突變引起的i細胞疾?。└郀柣w順面膜囊n-乙酰葡萄糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶n-乙酰葡萄糖胺磷酸糖苷酶退出 rer內(nèi)糖蛋白在被運送到高爾基體前，切除了寡糖鏈上的3個葡萄糖和1個甘露糖。退出 細胞內(nèi)含物?。╥nclusion-cell disease，i-cell disease）： 一種更嚴重的貯積癥，由n-乙酰葡糖胺磷酸轉(zhuǎn)移

41、酶單基因突變引起，高爾基體中加工的溶酶體前酶上不能形成m6p分選信號，酶被運出細胞（default pathway）。 這類病人成纖維細胞的溶酶體中沒有水解酶，導(dǎo)致底物在溶酶體中大量貯積，形成所謂“包涵體（inclusion）”。 但這類病人肝細胞中有正常溶酶體，說明溶酶體形成還具有m6p之外的途徑。退出 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成蛋白是否都通過糖基識別完成分選運輸？ 糖基識別的特異反應(yīng)，僅發(fā)生于溶酶體酶。 多數(shù)蛋白質(zhì)的分選信息僅存在于編碼蛋白質(zhì)基因本身。 例，一些膜蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上存在于細胞質(zhì)基質(zhì)一側(cè)的雙酸分選信號(asp-x-gln或dxe)，對由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向高爾基體轉(zhuǎn)運起重要的作用。退出 另外發(fā)現(xiàn)，小分子g蛋

42、白(gtp binding regulatory protein,g protein)rab調(diào)節(jié)golgi囊泡轉(zhuǎn)運。退出流感病毒和水泡性口炎病毒同時感染上皮細胞 流感病毒(ha)包膜蛋白特異性轉(zhuǎn)運上皮細胞游離端質(zhì)膜。 水泡性口炎病毒(vsv)包膜蛋白特異性轉(zhuǎn)運上皮細胞基底面質(zhì)膜。 兩基因同時在上皮細胞表達，與分別表達分布相同。水泡性口炎病毒(vsv)包膜蛋白特異性轉(zhuǎn)運與其golgi胞質(zhì)基質(zhì)側(cè)雙酸分選信號(asp-x-gln或dxe)起重要作用。退出 2.蛋白質(zhì)的糖基化及其修飾，和糖脂與多糖的形成 糖基化組裝途徑模式：糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成蛋白大多在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體中發(fā)生糖基化和有序加工與修飾；不同的單

43、糖殘基或寡糖鏈和相應(yīng)的糖基轉(zhuǎn)移酶均位于特定間隔，形成一個組裝流水線。 蛋白質(zhì)糖基化的原因 蛋白質(zhì)糖基化的類型： （1）n-連接糖基化 （2）o-連接的糖基化，兩者的比較： 相同點： 糖基化最后一步與復(fù)雜n-連接糖基化相同，在golgi體反面膜囊或tgn，加唾液酸殘基，10min運達目的地； 所有加工相關(guān)的酶均為整合膜蛋白，且其活性部位均位于er或golgi腔面。 （3）蛋白聚糖（4）糖脂（5）多糖形成 退出 為什么蛋白質(zhì)要糖基化? 有利于高爾基體分類和包裝，保證糖蛋白在內(nèi)膜系統(tǒng)單方向轉(zhuǎn)移。 影響多肽構(gòu)象，保證正確折疊。衣霉素(tunicamycin)阻斷蛋白糖基化，導(dǎo)致其內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留。 增強糖蛋

44、白穩(wěn)定性，對蛋白酶抗性。成纖維細胞分泌纖連蛋白 (fibronectin)。 影響蛋白質(zhì)水溶性和帶電荷性質(zhì)。 保護細胞表面膜蛋白免于其他大分子接近（選擇性識別），既有剛性又有彈性。退出 （1）n-連接糖基化 根據(jù)糖鏈結(jié)構(gòu)特征可分為兩種： 高甘露糖n-連接寡糖(high mannose n-linked oligosacchiride)，只含n-乙酰葡萄糖和甘露糖， 復(fù)雜n-連接寡糖(complex n-linked oligosacchiride)，除含n-乙酰葡萄糖和甘露糖，還含巖藻糖、半乳糖和唾液酸 最后形成成熟糖蛋白寡糖鏈，都含2個n-乙酰葡萄糖胺和3個甘露糖殘基。 復(fù)雜n-連接寡糖在r

45、er和golgi各間隔轉(zhuǎn)移加工過程退出glycosylation in the golgi apparatuscore regioncomplex oligosaccharidehigh mannose oligosaccharide退出糖基轉(zhuǎn)移酶磷酸多萜醇 rer內(nèi)糖蛋白在被運送到高爾基體前，切除了寡糖鏈上的3個葡萄糖和1個甘露糖。糖基轉(zhuǎn)移定位：特定三肽序列的天冬酰胺殘基(asn-x-ser/thr，x為除pro以外氨基酸)寡糖鏈構(gòu)成：14個糖分子2個n-乙酰葡萄糖胺，9個甘露糖，3個葡萄糖退出glycosylation in the golgi apparatus er內(nèi)的糖基化修飾和加工

46、內(nèi)的糖基化修飾和加工 除去除去3個葡萄糖個葡萄糖1個甘露糖個甘露糖 golgi內(nèi)除去內(nèi)除去3個甘露個甘露糖糖 golgi內(nèi)添加內(nèi)添加1個個n-乙酰乙酰葡萄糖葡萄糖退出golgi內(nèi)除去內(nèi)除去2個甘露糖個甘露糖 添加添加2個個n-乙酰葡萄糖乙酰葡萄糖golgi反面膜囊和反面膜囊和tgn內(nèi)添內(nèi)添加加3個半乳糖個半乳糖3個唾液酸個唾液酸glycosylation in the golgi apparatus此后，此后，10min內(nèi)內(nèi)轉(zhuǎn)送到目的地轉(zhuǎn)送到目的地退出 糖基化組裝途徑模式： 相關(guān)催化酶的分布：均為整合膜蛋白，固定于不同間隔，活性部位均位于er或golgi腔內(nèi)。 甘露糖轉(zhuǎn)移酶存在rer，半乳糖或

47、巖藻糖轉(zhuǎn)移酶存在于golgi反面膜囊，唾液酸轉(zhuǎn)移酶存在于golgi反面膜囊和tgn。(電鏡放射自顯影或不同寡糖鏈合成抑制劑法顯示) 底物載體蛋白(介導(dǎo)反應(yīng)底物核苷酸單糖對向協(xié)同運輸從細胞質(zhì)基質(zhì)轉(zhuǎn)運到golgi囊腔內(nèi))的分布：也存在于不同間隔膜上，以維持腔內(nèi)特定區(qū)域特定反應(yīng)底物的濃度和特異反應(yīng)。 不同間隔中，寡糖鏈的合成與加工象一條組裝流水線。退出 (2)o-連接的糖基化： 寡糖成分和結(jié)構(gòu)、合成與加工的方式完全不同。特征 n-連接o-連接 合成部位 rer，golgi body golgi body 合成方式 來自一個14殘基寡糖前體 一個一個單糖加入，不同糖基轉(zhuǎn)移酶催化與糖基結(jié)合的氨基酸殘基

48、天冬酰胺 絲氨酸、蘇氨酸、羥脯氨酸、羥賴氨酸 最終長度 至少5個糖殘基 一般14個糖殘基，abo血型抗原較長 第一個糖殘基 n-乙酰葡萄糖胺 n-乙酰半乳糖胺等 n-連接與o-連接的糖基化比較退出 （3）蛋白聚糖形成：golgi中，有多個糖胺聚糖通過木糖o-連接到核心蛋白絲氨酸上。 （4）糖脂的糖基化：糖脂的糖側(cè)鏈也以糖蛋白相同的途徑和方式合成與加工，由golgi轉(zhuǎn)運到溶酶體膜或細胞質(zhì)膜上。 （5）多糖形成：植物細胞中，golgi合成和分泌多種多糖，至少含12種以上單糖，多數(shù)多糖呈分支狀且有很多共價修飾，復(fù)雜于動物細胞。 估計構(gòu)成植物細胞典型初生壁的過程涉及數(shù)百種酶： 多數(shù)酶都存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高

49、爾基體中。 少數(shù)酶共價結(jié)合于細胞壁，如多數(shù)植物細胞的纖維素是由細胞質(zhì)膜外側(cè)的纖維素合成酶合成。退出 3.蛋白酶的水解和其它加工過程 （1）蛋白酶的水解 蛋白質(zhì)在高爾基體中酶解加工的方式可歸納為四類： 1）無生物活性的蛋白原(proprotein)：將n-端或兩端序列切除而成熟。如胰島素、胰高血糖素及血清蛋白。 2）含有多個相同氨基酸序列的前體：水解成同種有活性的多肽。如神經(jīng)肽(neuropeptides，5肽)等。 3）含有不同信號序列的蛋白分子前體，可加工成不同產(chǎn)物；或同一種蛋白前體在不同細胞，最后加工成不同產(chǎn)物。 不同的多肽采用不同的加工方式的原因（推測） （2）硫酸化作用：主要為蛋白聚糖

50、在高爾基體內(nèi)組裝。 硫酸根供體：3-磷酸腺苷-5-磷酸硫酸(3-phosphoadenosine -5- phosphosulfate，paps)，從胞質(zhì)基質(zhì)中轉(zhuǎn)入高爾基體膜囊內(nèi)，酶催化，將硫酸根轉(zhuǎn)移到肽鏈lys羥基。退出 不同的多肽采用不同的加工方式的原因（推測）： 有些多肽分子太小，在核糖體上難以有效地合成，如5aa神經(jīng)肽； 有些可能缺少包裝并轉(zhuǎn)運到分泌泡中的必要信號； 可以有效地防止這些活性物質(zhì)在合成它的細胞內(nèi)起作用。 例，胰島素、消化酶等。退出高爾基器的功能分區(qū)溶酶體蛋白質(zhì)上的寡糖鏈被磷酸溶酶體蛋白質(zhì)上的寡糖鏈被磷酸化化進一步修飾進一步修飾 來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的 n-linked的

51、糖分子的糖分子（除去甘露糖，除去甘露糖和添加（除去甘露糖，除去甘露糖和添加n-乙酰葡乙酰葡萄糖，添加半乳糖和唾液酸）萄糖，添加半乳糖和唾液酸）新合成新合成 o-linked的糖分子的糖分子 酪氨酸和碳水化合物被硫酸化酪氨酸和碳水化合物被硫酸化note: data shows that processing occurs in a spatial as well as a biochemical sequence.退出高爾基體的功能蛋白質(zhì)的糖基化加工： 形成o-連接的糖苷鍵； 進一步加工n-連接的糖苷鍵。 分選包裝和分泌活動合成和分泌多糖，并參與細胞壁的形成細胞內(nèi)的膜泡運輸溶酶體的發(fā)生退出三.溶

52、酶體(及過氧化物酶體)形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能 lysosome and peroxisome(microbody) 溶酶體發(fā)現(xiàn)和分布 （一）溶酶體的結(jié)構(gòu)類型 （二）溶酶體的功能 （三）溶酶體的發(fā)生 （四）溶酶體與過氧化物酶體退出 溶酶體發(fā)現(xiàn)： 1949年，de duve將大鼠肝組織勻漿，用差速離心方法，分析細胞組分(與線粒體共組分)，測定酸性磷酸酶活性時，分析出溶酶體的存在。 1955年，de duve與novikoff合作首次用電子顯微鏡證明了溶酶體的存在。 溶酶體顯示：標志酶反應(yīng)(酸性磷酸酶,acid phosphatase)，可辨認不同形態(tài)(多泡體、線狀)與大小的溶酶體；并可研究溶酶體的發(fā)生與成

53、熟過程。 分布： 存在于動物細胞，約含數(shù)百個；植物細胞有功能類似的細胞器圓球體、糊粉粒及液泡(含有多種水解酶類)；原生動物細胞也存在類似溶酶體結(jié)構(gòu)。 退出 （一）溶酶體的結(jié)構(gòu)類型 溶酶體(lysosome)：單層膜圍繞、內(nèi)含多種酸性水解酶類的囊泡狀細胞器。 溶酶體的異質(zhì)性(heterogenous)：指不同溶酶體的形態(tài)大小不同，所包含水解酶種類不同，執(zhí)行生理功能不同。 類型：根據(jù)所處完成其生理功能的不同階段 初級溶酶體（primary lysosome）、 次級溶酶體（secondary lysosome）、 殘余體（residual body）退出 1.初級溶酶體： （1）形態(tài)：球形，直徑0

54、.20.5m，內(nèi)容物均一，不含明顯顆粒物質(zhì)，由一層7.5nm厚的脂蛋白膜圍繞。 （2）結(jié)構(gòu)特點： 內(nèi)含物：多種水解酶，如蛋白酶、核酸酶、糖苷酶、脂酶、磷脂酶、磷酸酶和硫酸酶等。 溶酶體酶的共同特征： 均屬酸性水解酶，最適ph為5左右，ph7時即失活； 都具有某些特征的同源序列； 本身結(jié)構(gòu)都能抗御酸變性作用。 溶酶體膜成分與其它生物膜不同： 嵌有質(zhì)子泵：形成和維持h+濃度高出胞質(zhì)100倍； 具有多種載體蛋白：水解產(chǎn)物向外轉(zhuǎn)運； 膜蛋白高度糖基化：防止自身膜蛋白降解。退出 2.次級溶酶體：初級溶酶體與細胞內(nèi)的自噬泡或異噬泡、胞飲泡或吞噬泡融合形成的復(fù)合體，為正在行使消化作用的溶酶體。 分類：根據(jù)消

55、化的對象不同 自噬溶酶體（autophagolysosome） 異噬溶酶體（phagolysosome） 溶酶體消化作用的三種途徑： 吞噬作用、胞飲作用和自噬作用 (1)形態(tài)：不規(guī)則，直徑可達數(shù)微米。 (2)結(jié)構(gòu)特點： 內(nèi)含物：多種生物大分子、顆粒性物質(zhì)、細胞器、細菌等。退出 3.殘余體：或稱后溶酶體，未被消化的物質(zhì)殘存于溶酶體而形成。 殘余體去向： 通過類似胞吐方式排出內(nèi)容物； 形成脂褐質(zhì)體存在于細胞中。退出 （二）溶酶體的功能 主要功能：細胞內(nèi)消化作用(基本功能)，以維持細胞正常代謝活動及防御微生物侵染等。 1.清除無用的生物大分子、細胞器及細胞 2.防御功能 3.其它重要的生理功能：主要

56、四種退出 1.清除無用生物大分子、衰老細胞器及衰老損傷和死亡細胞 細胞內(nèi)兩種主要清道夫：溶酶體和蛋白酶體 例，巨噬細胞通過溶酶體清除衰老紅細胞(120天壽命)。 衰老紅細胞表面糖鏈中的唾液酸殘基脫落，暴露出半乳糖殘基，被巨噬細胞識別并捕獲，進而被吞噬和降解。 貯/儲積癥(storage disease)：由隱形遺傳缺陷引起的，溶酶體酶發(fā)生變異，功能喪失，導(dǎo)致底物在溶酶體中大量貯積，影響細胞功能，而引起的病癥。退出 常見的貯積癥主要類型：為隱性遺傳病。 臺-薩氏綜合征(tay-sachs diesease)：溶酶體缺少氨基已糖酯酶a(-n-hexosaminidase)，導(dǎo)致神經(jīng)節(jié)苷脂gm2積累

57、， 特別是腦細胞中，造成漸進性失明、精神癡呆和癱瘓，26歲死亡。主要出現(xiàn)于猶太人群。正常人體或哺乳動物細胞中，細胞膜的神經(jīng)節(jié)苷脂(ganglioside)gm2處于合成與降解的不斷更新狀態(tài)。 ii型糖原累積病(pompe病)：溶酶體缺乏-1,4-葡萄糖苷酶，溶酶體中糖原積累，導(dǎo)致心、肝、舌腫大和骨骼肌無力。屬常染色體缺陷性遺傳病，患者多為小孩，常在兩周歲以前死亡。 腦苷脂沉積病(gaucher病)：巨噬細胞和腦神經(jīng)細胞的溶酶體缺乏- 葡萄糖苷酶。大量葡萄糖腦苷脂沉積在這些細胞溶酶體內(nèi),巨噬細胞變成gaucher細胞，患者肝、脾、淋巴結(jié)等腫大，中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生退行性變化，常在一歲內(nèi)死亡。退出 細

58、胞內(nèi)含物病(inclusion-cell disease，i-cell disease)：一種嚴重貯積癥，n-乙酰葡糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶單基因突變，高爾基體中加工的溶酶體前酶上不能形成m6p分選信號，酶被運出細胞（default pathway）。這類病人成纖維細胞的溶酶體中沒有水解酶，導(dǎo)致底物在溶酶體中大量貯積，形成所謂的“包涵體（inclusion）”。 類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎：溶酶體膜很易脆裂，水解酶釋放導(dǎo)致關(guān)節(jié)組織損傷和發(fā)炎 。 矽肺：二氧化硅塵粒（矽塵）吸入肺泡后被巨噬細內(nèi)吞噬，含有矽塵的吞噬小體與溶酶體合并成為次級溶酶體。二氧化硅的羥基與溶酶體膜的磷脂或蛋白形成氫鍵，導(dǎo)致吞噬細胞溶酶體崩解，細胞

59、破壞，矽塵釋出，后又被其他巨噬細胞吞噬，如此反復(fù)。受損或已破壞的巨噬細胞釋放“致纖維化因子”，激活成纖維細胞，導(dǎo)致膠原纖維沉積，肺組織纖維化。退出 2.防御功能：為某些細胞特有功能。識別并吞噬入侵病毒或細菌，將其殺死并降解。 機體感染單核細胞(monocyte)移至感染或發(fā)炎部位分化成巨噬細胞(macrophage)其發(fā)達的溶酶體與過氧化氫、超氧物(o2)等共同作用殺死細菌。 例外：麻瘋桿菌(mycobacterium leprae)、利什曼原蟲(leishmania)可在巨噬細胞的吞噬泡中繁殖。致病機制：通過抑制吞噬泡酸化，抑制溶酶體酶活性。 有些病毒利用溶酶體酸水解向細胞質(zhì)釋放病毒核殼。

60、退出 3.其它重要的生理功能 （1）作為細胞內(nèi)的消化“器官”，為細胞提供營養(yǎng)。 如降解內(nèi)吞的血清脂蛋白，獲得膽固醇等營養(yǎng)成分； 細胞饑餓時，溶酶體分解胞內(nèi)生物大分子提供能量。 （2）分泌腺細胞的溶酶體，常攝入分泌顆粒，參與分泌過程的調(diào)節(jié)。 如甲狀腺球蛋白(thyroglobin)儲存于甲狀腺體內(nèi)腔，通過吞噬作用進入分泌細胞內(nèi)與溶酶體融合，甲狀腺球蛋白被水解為甲狀腺素，分泌到胞外毛細血管。 （3）某些凋亡細胞通過周圍活細胞溶酶體被清除。 如兩棲類發(fā)育過程中蝌蚪尾巴的退化與溶酶體有關(guān)。退出 （4）完成受精作用。 精子頂體（acrosome）為特化溶酶體，其中含多種水解酶類，如透明質(zhì)酸酶、酸性磷酸酶