動(dòng)物醫(yī)學(xué)專業(yè)細(xì)胞生物學(xué)筆記56章

1、第五章 物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸與信號(hào)傳遞物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸細(xì)胞通訊與信號(hào)傳遞思考題第一節(jié) 物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸物質(zhì)跨膜運(yùn)輸是細(xì)胞維持正常生命活動(dòng)的基礎(chǔ)之一 被動(dòng)運(yùn)輸（passive transport）#特點(diǎn)：運(yùn)輸方向、跨膜動(dòng)力、能量消耗、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。#類型：簡單擴(kuò)散（simple diffusion）、協(xié)助擴(kuò)散（facilitated diffusion）#膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 ²載體蛋白（carrier proteins）通透酶（permease）性質(zhì)；介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)輸與主動(dòng)運(yùn)輸。 ²通道蛋白（channel proteins）具有離子選擇性，轉(zhuǎn)運(yùn)速率高；離子通道是門控的；只介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)輸。類型： 電壓

2、門通道（voltage-gated channel） 配體門通道（ligand-gated channel） 壓力激活通道（stress-activated channel）主動(dòng)運(yùn)輸（active transport）#特點(diǎn)：運(yùn)輸方向、跨膜動(dòng)力、能量消耗、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。被動(dòng)與主動(dòng)運(yùn)輸?shù)谋容^ #類型：三種基本類型 *由ATP直接提供能量的主動(dòng)運(yùn)輸 ²鈉鉀泵 （結(jié)構(gòu)與機(jī)制） ²鈣泵（Ca2+-ATP酶） ²質(zhì)子泵：P-型質(zhì)子泵、V-型質(zhì)子泵、H+-ATP酶。 *協(xié)同運(yùn)輸（cotransport）：由泵與載體協(xié)同作用 ²共運(yùn)輸：動(dòng)物中；植物中。 ²對(duì)向

3、運(yùn)輸：質(zhì)子泵與逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白協(xié)同作用 胞吞作用（endocytosis）與胞吐作用（exocytosis）作用：完成大分子與顆粒性物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸，又稱膜泡運(yùn)輸或批量運(yùn)輸（bulk transport）。屬主動(dòng)運(yùn)輸。 #胞吞作用*胞飲作用（pinocytosis）與吞噬作用（phagocytosis）胞飲作用與吞噬作用主要有三點(diǎn)區(qū)別特征 內(nèi)吞泡的大小 轉(zhuǎn)運(yùn)方式 內(nèi)吞泡形成機(jī)制胞飲作 用 小于150 nm 連續(xù)發(fā)生的過程 需要籠形蛋白形成包被及接合素蛋白連接吞噬作 用 大于250 nm 需受體介導(dǎo)的信號(hào)觸發(fā)過程 需要微絲及其結(jié)合蛋白的參與*受體介導(dǎo)的胞吞作用*胞內(nèi)體（endosome）的分選途徑 #

4、胞吐作用*組成型的外排途徑（constitutive exocytosis pathway） 所有真核細(xì)胞 連續(xù)分泌過程 用于質(zhì)膜更新（膜脂、膜蛋白、胞外基質(zhì)組分、營養(yǎng)或信號(hào)分子） default pathway：除某些有特殊標(biāo)志的駐留蛋白和調(diào)節(jié)的分泌泡外，其余蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)途徑：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體分泌泡細(xì)胞表面 *調(diào)節(jié)型外排途徑（regulated exocytosis pathway） 特化的分泌細(xì)胞 儲(chǔ)存 刺激 釋放 產(chǎn)生的分泌物（如激素、粘液或消化酶）具有共同的分選機(jī)制，分選信號(hào)存在于蛋白本身分選主要由高爾基體TGN上的受體類蛋白來決定 *膜流：動(dòng)態(tài)過程對(duì)質(zhì)膜更新和維持細(xì)胞的生存與生長是必

5、要的 *囊泡與靶膜的識(shí)別與融合第二節(jié) 細(xì)胞通訊與信號(hào)傳遞細(xì)胞通訊與細(xì)胞識(shí)別#細(xì)胞通訊（cell communication）一個(gè)細(xì)胞發(fā)出的信息通過介質(zhì)傳到另一細(xì)胞產(chǎn)生相應(yīng)的反應(yīng)細(xì)胞間的通訊對(duì)于多細(xì)胞生物體的發(fā)生和組織的構(gòu)建，協(xié)調(diào)細(xì)胞的功能，控制細(xì)胞的生長和分裂是必須的。*細(xì)胞通訊方式 分泌化學(xué)信號(hào)進(jìn)行通訊 ²內(nèi)分泌（endocrine） ²旁分泌（paracrine） ²自分泌（autocrine） ²化學(xué)突觸（chemical synapse） 接觸性依賴的通訊: 細(xì)胞間直接接觸，信號(hào)分子與受體都是細(xì)胞的跨膜蛋白。 間隙連接實(shí)現(xiàn)電偶聯(lián)#細(xì)胞識(shí)別（cel

6、l recognition）*概念 細(xì)胞通過其表面受體與胞外信號(hào)分子（配體）選擇性相互作用，而導(dǎo)致胞內(nèi)一系列生理生化變化，最終表現(xiàn)為細(xì)胞整體生物學(xué)效應(yīng)的過程。 *信號(hào)通路（signaling pathway） 細(xì)胞識(shí)別是通過各種不同的信號(hào)通路實(shí)現(xiàn)的 細(xì)胞接受外界信號(hào)，通過一整套特定的機(jī)制，將胞外信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)為胞內(nèi)信號(hào)，最終調(diào)節(jié)特定基因的表達(dá)，引起細(xì)胞的應(yīng)答反應(yīng)，這種反應(yīng)系列稱之為細(xì)胞信號(hào)通路細(xì)胞的信號(hào)分子與受體#信號(hào)分子（signal molecule） *親脂性信號(hào)分子 *親水性信號(hào)分子 *氣體性信號(hào)分子（NO） #受體（receptor）多為糖蛋白 *細(xì)胞內(nèi)受體：胞外親脂性信號(hào)分子所激活 *細(xì)

7、胞表面受體：胞外親水性信號(hào)分子所激活 細(xì)胞表面受體分屬三大家族 ²離子通道偶聯(lián)的受體（ion-channel-linked receptor） ²G-蛋白偶聯(lián)的受體（G-protein-linked receptor） ²酶偶連的受體（enzyme-linked receptor） #第二信使（second messenger） #分子開關(guān)（molecular switches）通過細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)傳遞 #甾類激素介導(dǎo)的信號(hào)通路 兩步反應(yīng)階段 *初級(jí)反應(yīng)階段：直接活化少數(shù)特殊基因轉(zhuǎn)錄，發(fā)生迅速； *次級(jí)反應(yīng)階段：初級(jí)反應(yīng)產(chǎn)物再活化其它基因產(chǎn)生延遲的放大作用 #

8、一氧化氮介導(dǎo)的信號(hào)通路通過細(xì)胞表面受體介導(dǎo)的信號(hào)跨膜傳遞 #離子通道偶聯(lián)的受體介導(dǎo)的信號(hào)跨膜傳遞 *特點(diǎn) ²受體/離子通道復(fù)合體，四次/六次跨膜蛋白； ²跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)無需中間步驟 ²主要在神經(jīng)細(xì)胞或其它可興奮細(xì)胞間突觸信號(hào)傳遞 ²有選擇性：配體的特異性選擇和運(yùn)輸離子的選擇性#G-蛋白偶聯(lián)的受體介導(dǎo)的信號(hào)跨膜傳遞 *cAMP信號(hào)通路 反應(yīng)鏈激素G-蛋白偶聯(lián)受體G -蛋白（a亞基）腺苷酸環(huán)化酶（AC）cAMP蛋白激酶A（PKA）基因調(diào)控蛋白基因轉(zhuǎn)錄組分及其分析 G-蛋白偶聯(lián)受體 G-蛋白活化與調(diào)節(jié) 效應(yīng)酶腺苷酸環(huán)化酶（AC） 細(xì)菌毒素對(duì)G蛋白的修飾作用霍亂毒

9、素：具有ADP核糖轉(zhuǎn)移酶活性，導(dǎo)致Gs的a亞基持續(xù)性活化。百日咳毒素：催化Gi的a亞基ADP核糖基化，降低了GTP與Gi的a亞基結(jié)合的水平。*磷脂酰肌醇（PI）信號(hào)通路 “雙信使系統(tǒng)”反應(yīng)鏈：胞外信號(hào)分子G-蛋白偶聯(lián)受體G-蛋白IP3Ca2+濃度升高鈣調(diào)蛋白(CaM) CaM激酶 磷脂酶C(PLC) DG (和Ca2+)激活PKC蛋白磷酸化細(xì)胞反應(yīng) 反應(yīng)的終止 鈣調(diào)蛋白（calmodulin，CaM）#酶偶聯(lián)的受體介導(dǎo)的信號(hào)跨膜傳遞*受體酪氨酸激酶及RTK-Ras蛋白信號(hào)通路 受體酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinases，RTKs）包括6個(gè)亞族 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)：配體受體受體二聚

10、化受體的自磷酸化激活RTK胞內(nèi)信號(hào)蛋白啟動(dòng)信號(hào)傳導(dǎo) RTK-Ras信號(hào)通路 配體RTK接頭蛋白 Ras激活蛋白R(shí)as蛋白R(shí)af（ MAPKKK ）MAPKKMAPK進(jìn)入細(xì)胞核其它激酶或基因調(diào)控蛋白（轉(zhuǎn)錄因子）的磷酸化修鈽 *細(xì)胞表面其它與酶偶聯(lián)的受體 受體絲氨酸/蘇氨酸激酶 受體酪氨酸磷酸酯酶 受體鳥苷酸環(huán)化酶 酪氨酸蛋白激酶（ Src ）聯(lián)系的受體 ²一是與Src蛋白家族相聯(lián)系的受體 ²二是與Janus激酶家族聯(lián)系的受體由細(xì)胞表面整合蛋白介導(dǎo)的信號(hào)傳遞#整合蛋白與粘著斑#粘著斑的功能 *一是機(jī)械結(jié)構(gòu)功能 *二是信號(hào)傳遞功能 #通過粘著斑由整合蛋白介導(dǎo)的信號(hào)傳遞通路 *由細(xì)

11、胞表面到細(xì)胞核的信號(hào)通路 *由細(xì)胞表面到細(xì)胞質(zhì)核糖體的信號(hào)通路細(xì)胞信號(hào)傳遞的基本特征與蛋白激酶的網(wǎng)絡(luò)整合信息#細(xì)胞信號(hào)傳遞的基本特征 *具有收斂（convergence）或發(fā)散（divergence）的特點(diǎn) *細(xì)胞的信號(hào)傳導(dǎo)既具有專一性又有作用機(jī)制的相似性 *信號(hào)的放大作用和信號(hào)啟動(dòng)后的終止機(jī)制并存 *細(xì)胞以不同方式產(chǎn)生對(duì)信號(hào)的適應(yīng) #蛋白激酶的網(wǎng)絡(luò)整合信息與信號(hào)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的cross talk思 考 題細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)研究進(jìn)展。物質(zhì)跨膜運(yùn)輸研究進(jìn)展。第六章 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 內(nèi) 質(zhì) 網(wǎng) 高爾基體溶酶體與過氧化物酶體 細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)分選與細(xì)胞結(jié)構(gòu)組裝 第 一 節(jié) 細(xì) 胞 質(zhì) 基 質(zhì)

12、一、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) （cytoplasmic matrix or cytomatrix）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是細(xì)胞的重要結(jié)構(gòu)成分，體積約占細(xì)胞質(zhì)一半。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的涵義#基本概念 用差速離心分離細(xì)胞勻漿物組分，先后除去細(xì)胞核、線粒體、溶酶體、高爾基體和細(xì)胞質(zhì)膜等細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)后，存留在上清液中的主要是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)成分。生物化學(xué)家稱之為胞質(zhì)溶膠。 #成分：中間代謝有關(guān)的酶類、細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)。 #特點(diǎn)：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是一個(gè)高度有序的體系；通過弱鍵而相互作用處于動(dòng)態(tài)平衡的結(jié)構(gòu)體系。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的功能#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。#與細(xì)胞質(zhì)骨架相關(guān)的功能 維持細(xì)胞形態(tài)、運(yùn)動(dòng)、胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸及

13、能量傳遞等。#蛋白質(zhì)的修飾、蛋白質(zhì)選擇性的降解 ¿蛋白質(zhì)的修飾 磷酸化和去磷酸化糖基化：N乙酰葡萄糖胺N端甲基化?；?¿控制蛋白質(zhì)的壽命 ¿降解變性和錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì) ¿幫助變性或錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)重新折疊二、細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)（endomembrane system） 細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)概述¿細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)是指細(xì)胞內(nèi)在結(jié)構(gòu)、功能及發(fā)生上相關(guān)的由膜包繞形成的細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)。¿真核細(xì)胞的區(qū)隔化（compartmentalization） ²細(xì)胞骨架纖維在區(qū)隔化中起重要組織作用 ²細(xì)胞內(nèi)的膜相結(jié)構(gòu)細(xì)胞器（organelles） 細(xì)

14、胞內(nèi)膜系統(tǒng)的研究方法²放射自顯影（autoradiography） ²生化分析（biochemical analysis） ²遺傳突變分析（genetic mutants）第 二 節(jié) 內(nèi) 質(zhì) 網(wǎng)一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）的形態(tài)結(jié)構(gòu)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的兩種基本類型粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ rough endoplasmic reticulum，RER）光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（smooth endoplasmic reticulum，SER）微粒體（microsome） 二、ER的功能 ER是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)與脂類合成的基地，幾乎全部脂類和多種重要蛋白都是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的。#RER的功能¿蛋白質(zhì)的合成分泌蛋

15、白；整合膜蛋白；內(nèi)膜系統(tǒng)各種細(xì)胞器內(nèi)的可溶性蛋白（需要隔離或修飾）。 其它多肽是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中“游離”核糖體上合成：包括：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的駐留蛋白、質(zhì)膜外周蛋白、核輸入蛋白、轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體、葉綠體和過氧物酶體的蛋白。注意：細(xì)胞中蛋白質(zhì)都是在核糖體上合成的， 并都是起始于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中“游離”核糖體。 ¿蛋白質(zhì)的修飾與加工 修飾加工：糖基化、羥基化、?；?、二硫鍵形成等。糖基化在糖基轉(zhuǎn)移酶的作用下發(fā)生在ER腔面 N- linked glycosylation（Asn） O- linked glycosylation（Ser/Thr or Hylys/Hypro）酰基化發(fā)生在ER的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)側(cè)

16、：軟脂酸Cys ¿新生肽的折疊與組裝 ² 蛋白二硫鍵異構(gòu)酶：有KDEL or HDEL信號(hào)的蛋白二硫鍵異構(gòu)酶（protein disulfide isomerase，PDI）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)；²結(jié)合蛋白（binding protein，bip，chaperone）識(shí)別錯(cuò)誤折疊的蛋白或未裝配好的蛋白亞單位，并促進(jìn)重新折疊與裝配。 ¿脂類的合成ER合成細(xì)胞所需大多數(shù)膜脂 兩種例外：鞘磷脂和糖脂 Mit/Chl某些脂類在各自膜上合成磷脂合成酶是ER膜整合蛋白 磷脂的轉(zhuǎn)運(yùn) 出芽 載體（PEP） #SER的功能

17、1;類固醇激素的合成（生殖腺內(nèi)分泌細(xì)胞和腎上腺皮質(zhì)） ¿肝的解毒作用（detoxification）¿肝細(xì)胞葡萄糖的釋放 ¿儲(chǔ)存鈣離子：肌質(zhì)網(wǎng)膜上的Ca2+-ATP酶將細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中Ca2+泵入肌質(zhì)網(wǎng)腔中三、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與基因表達(dá)調(diào)控 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)的合成、加工、折疊、組裝、轉(zhuǎn)運(yùn)及向高爾基體轉(zhuǎn)運(yùn)的復(fù)雜過程顯然是需要有一個(gè)精確調(diào)控的過程。影響內(nèi)質(zhì)網(wǎng)¦細(xì)胞核信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的三種因素 ¿內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)未折疊蛋白的超量積累 ¿折疊好的膜蛋白的超量積累 ¿內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上膜脂成份的變化主要是固醇缺乏通過不同信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，最終調(diào)節(jié)核內(nèi)特異基因表達(dá)。第 三 節(jié) 高 爾

18、 基 體高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu) ¿高爾基體由扁平膜囊和大小不等的囊泡構(gòu)成扁囊彎曲成凸面又稱形成面（forming face）或順面（cis face）面向質(zhì)膜的凹面（concave）又稱成熟面（mature face）或反面（trans face） ¿高爾基體是有極性的細(xì)胞器：轉(zhuǎn)運(yùn)與生化極性¿高爾基體各部膜囊的種標(biāo)志細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)²嗜鋨反應(yīng)：高爾基體cis面膜囊²TPP酶反應(yīng)：trans面12層膜囊²CMP酶反應(yīng)：TGN區(qū)²NADP酶反應(yīng)：中間膜囊¿高爾基體至少由互相聯(lián)系的4個(gè)部分組成高爾基體順面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（cis-Gol

19、gi network， CGN）又稱cis膜囊²RER（蛋白質(zhì)和脂類）D（蛋白質(zhì)KDEL或HDEL）CGN ²蛋白絲氨酸殘基發(fā)生O 連接糖基化 ²跨膜蛋白在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)一側(cè)結(jié)構(gòu)域的?；?²日冕病毒的裝配高爾基體中間膜囊（medial Golgi） 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 高爾基體反面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（trans Golgi network，TGN） TGN中的低pH值；標(biāo)志酶CMP酶陽性。GN的主要功能 ²參與蛋白質(zhì)的分類與包裝、運(yùn)輸； ²在蛋白與脂類轉(zhuǎn)運(yùn)過程中起“瓣膜”作用，保證單向轉(zhuǎn)運(yùn)。 周圍大小不等的囊泡 順

20、面囊泡稱ERGIC（ER-Golgi intermediate compartment） 反面體積較大的分泌泡與分泌顆粒高爾基體的功能 ¿高爾基體與細(xì)胞的分泌活動(dòng) ²膜蛋白的分選運(yùn)輸： RER合成->高爾基體 胞質(zhì)側(cè)的雙酸分選信號(hào)（Asp-X-Glu或DxE）起重要的作用²溶酶體酶的分選：RER合成->CGN區(qū)M6P->TGN區(qū)M6P受體 在肝細(xì)胞中溶酶體酶還存在不依賴于M6P的另一種分選途徑¿蛋白質(zhì)的糖基化及其修飾 蛋白質(zhì)糖基化類型 特 征N-連接O-連接 合成部位粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體 合成方式來自同一個(gè)寡糖前體一個(gè)個(gè)單糖加

21、上去與之結(jié)合的氨基酸殘基天冬酰胺絲氨酸、蘇氨酸、羥賴氨酸、羥脯氨酸 最終長度至少5個(gè)糖殘基一般14個(gè)糖殘基，但ABO血型抗原較長 第一個(gè)糖殘基N-乙酰葡萄糖胺N-乙酰半乳糖胺等 蛋白質(zhì)糖基化的特點(diǎn)及其生物學(xué)意義 糖蛋白寡糖鏈的合成與加工都沒有模板，靠不同的酶在細(xì)胞不同間隔中經(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(duì)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(hào)。 進(jìn)化上的意義：寡糖鏈具有一定剛性，從而限制了其它大分子接近細(xì)胞表面的膜蛋白，這就可能使真核細(xì)胞的祖先具有一個(gè)保護(hù)

22、性的外被，同時(shí)又不象細(xì)胞壁那樣限制細(xì)胞的形狀與運(yùn)動(dòng)。 蛋白聚糖的組裝及多糖合成 蛋白聚糖在高爾基體中組裝 與絲氨酸殘基相連的是木糖 高爾基體合成和分泌多糖¿蛋白酶的水解和其它加工過程 ²無生物活性的蛋白原（proprotein）->高爾基體->切除N-端或兩端的序列->成熟的多肽。如胰島素、胰高血糖素及血清白蛋白等。²蛋白質(zhì)前體->高爾基體->水解->同種有活性的多肽。如神經(jīng)肽。²含有不同信號(hào)序列的蛋白質(zhì)前體->高爾基體->加工成不同的產(chǎn)物²同一種蛋白質(zhì)前體->不同細(xì)胞、以不同的方式加工-&

23、gt;不同的多肽高爾基體與細(xì)胞內(nèi)的膜泡運(yùn)輸 第四節(jié) 溶酶體與過氧化物酶體溶酶體（lysosome）幾乎存在于所有的動(dòng)物細(xì)胞中。溶酶體是單層膜圍繞、內(nèi)含多種酸性水解酶類的囊泡狀細(xì)胞器。其主要功能是進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)的消化作用。 一、溶酶體的結(jié)構(gòu)類型 ¿溶酶體膜的特征：一種異質(zhì)性（heterogenous）細(xì)胞器 ²嵌有質(zhì)子泵，形成和維持溶酶體中酸性的內(nèi)環(huán)境； ²具有多種載體蛋白用于水解的產(chǎn)物向外轉(zhuǎn)運(yùn) ²膜蛋白高度糖基化，可能有利于防止自身膜蛋白降解。¿溶酶體的標(biāo)志酶：酸性磷酸酶（acid phosphatase）¿類型 初級(jí)溶酶體（primar

24、y lysosome） 次級(jí)溶酶體（secondary lysosome） ²自噬溶酶體（autophagolysosome） ²異噬溶酶體（phagolysosome）殘?bào)w（residual body）：又稱后溶酶體 溶酶體是以含有大量酸性水解酶為共同特征、不同形態(tài)大小，執(zhí)行不同生理功能的一類異質(zhì)性（heterogenous）的細(xì)胞器 。二、溶酶體的功能 ¿清除無用的生物大分子、衰老的細(xì)胞器及衰老損傷和死亡的細(xì)胞；¿防御功能（病原體感染刺激單核細(xì)胞分化成巨噬細(xì)胞而吞噬、消化）¿其它重要的生理功能 作為細(xì)胞內(nèi)的消化“器官”為細(xì)胞提供營養(yǎng)分泌腺細(xì)

25、胞中溶酶體參與分泌過程 參與清除贅生組織或退行性變化的細(xì)胞受精過程中精子頂體（acrosome）的反應(yīng)¿溶酶體與疾病 溶酶體酶缺失影響細(xì)胞代謝，引起疾病。如糖原儲(chǔ)積癥。矽肺的形成 風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎 溶酶體的基本功能是對(duì)生物大分子的強(qiáng)烈的消化作用，這對(duì)于維持細(xì)胞的正常代謝活動(dòng)及防御微生物的侵染都有重要的意義。三、溶酶體的發(fā)生¿發(fā)生途徑溶酶體酶的合成及N-連接的糖基化修飾（RER）N-乙酰葡萄糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶高爾基體cis膜囊寡糖鏈上的甘露糖殘基磷酸化磷酸葡萄糖苷酶M6P高爾基體trans-膜囊和TGN區(qū)（M6P受體）溶酶體酶分選與局部濃縮以出芽的方式轉(zhuǎn)運(yùn)到前溶酶體 ¿分選

26、途徑多樣化²依賴于M6P 的分選途徑的效率不高，部分溶酶體酶通過運(yùn)輸小泡直接分泌到細(xì)胞外；²在細(xì)胞質(zhì)膜上也存在依賴鈣離子的M6P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，將酶送至前溶酶體中，M6P受體返回細(xì)胞質(zhì)膜，反復(fù)使用；²不依賴于M6P的分選途徑（如酸性磷酸酶）¿酶的加工方式多樣化 四、溶酶體與過氧化物酶體 過氧化物酶體（peroxisom），是由單層膜圍繞的內(nèi)含一種或幾種氧化酶類的異質(zhì)性細(xì)胞器。又稱微體（microbody）。¿過氧化物酶體與溶酶體的區(qū)別 微體與溶酶體的特征比較 過氧化物酶體和初級(jí)溶酶體的形態(tài)與大小類似，但

27、過氧化物酶體中尿酸氧化酶常形成晶體結(jié)構(gòu)，可作為電鏡下識(shí)別的主要特征。通過離心可分離過氧化物酶體和溶酶體 過氧化物酶體和溶酶體的差別 ¿過氧化物酶體的功能 動(dòng)物細(xì)胞（肝細(xì)胞或腎細(xì)胞）中過氧化物酶體可氧化分解血液中的有毒成分，起到解毒作用。過氧化物酶體中常含有兩種酶： 依賴于黃素（FAD）的氧化酶，其作用是將底物氧化形成H2O2； 過氧化氫酶，作用是將H2O2分解，形成水和氧氣。過氧化物酶體分解脂肪酸等高能分子向細(xì)胞直接提供熱能 在植物細(xì)胞中過氧化物酶體的功能 ²在綠色植物葉肉細(xì)胞中，它催化CO2固定反應(yīng)副產(chǎn)物的氧化，即所謂光呼吸反應(yīng)； ²乙醛酸循環(huán)的反應(yīng)，在種子萌發(fā)

28、過程中，過氧化物酶體降解儲(chǔ)存的脂肪酸Ú乙酰輔酶AÚ琥珀酸Ú葡萄糖。 ¿過氧化物酶體的發(fā)生 氧化物酶體經(jīng)分裂后形成子代的細(xì)胞器，子代的過氧化物酶體還需要進(jìn)一步裝配形成成熟的細(xì)胞器。 組成過氧化物酶體的蛋白均由核基因編碼，主要在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成，然后轉(zhuǎn)運(yùn)到過氧化物酶體中。 過氧化物酶體蛋白分選的信號(hào)序列 ( Peroxisomal-targeting signal，PTS ) ²PTS1為Ser-Lys-Leu，多存在于基質(zhì)蛋白的C端 ²PTS2為Arg / Lys-Leu / Ile-5X-His / Gln-Leu，存在于某些基質(zhì)蛋白

29、N-端 ²過氧化物酶體膜上存在幾種可與信號(hào)序列相識(shí)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(yùn)而來內(nèi)質(zhì)網(wǎng)也參與過氧化物酶體的發(fā)生第五節(jié) 細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)分選與細(xì)胞結(jié)構(gòu)組裝一、分泌蛋白合成的模型信號(hào)假說 ¿信號(hào)假說（signal hypothesis）GBlobel et al：Signal hypothesis，1975 信號(hào)假說內(nèi)容 指導(dǎo)因子：蛋白質(zhì)N-端的信號(hào)肽（signal peptide） 信號(hào)識(shí)別顆粒（signal recognition particle，SRP）信號(hào)識(shí)別顆粒的受體（又稱停泊蛋白docking protein，DP）等¿信號(hào)

30、肽（signal peptide）與共轉(zhuǎn)移（cotranslocation） 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)移序列的數(shù)目決定多肽跨膜次數(shù) 跨膜蛋白的取向 ¿導(dǎo)肽（leader peptide）與后轉(zhuǎn)移（post translocation） 基本特征 蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成后再轉(zhuǎn)移到這些細(xì)胞器中，稱后轉(zhuǎn)移（post 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。 二、蛋白質(zhì)分選與分選信號(hào)分選信號(hào)信號(hào)功能 舉 例蛋白進(jìn)入ER +H3N-Met-Met-Ser

31、-Phe-Val-Ser-Leu-Ler-Leu-Val-Gly-Ile-Leu-Phe-Trp-Ala-Thr-Glu-Ala-Glu-Gln-Leu-Thr-Lys-Cys-Glu-Val-Phe-Gln-滯留在ER中 -Lys-Asp-Glu-Leu-COO-蛋白進(jìn)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-Leu-進(jìn)入細(xì)胞核 -Pro-Pro-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-進(jìn)入過氧化物酶體 -Ser-Lys-Leu-分選途徑 ¿門控運(yùn)輸（gated transport）¿跨膜運(yùn)輸（transmembrane transport）¿膜泡運(yùn)輸（vesicular transport）¿基質(zhì)運(yùn)輸（cytomatrix transport）三、膜泡運(yùn)輸 膜泡運(yùn)輸是蛋白運(yùn)輸?shù)囊环N特有的方式，普遍存在于真核細(xì)胞中。在轉(zhuǎn)運(yùn)過程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(yùn)輸及其復(fù)雜的調(diào)控過程。 ¿三種不同類型的包被小泡具有不同的物質(zhì)運(yùn)輸作用 網(wǎng)格蛋白包被小泡 ²高爾基體TGN是網(wǎng)格蛋白包被小泡形成的發(fā)源地²負(fù)責(zé)