考研細(xì)生5細(xì)胞質(zhì)-111

1、從核纖層蛋白角度分析早衰癥發(fā)病機(jī)制。 （一大班16人，學(xué)號(hào)：512711900129 ， 5117139018 ）2. 請介紹microRNA。 （二大班16人：512712900129）3. 請介紹端粒和端粒酶的工作原理。 （四大班17人，學(xué)號(hào)：512714900532 ）4. 從細(xì)胞器及細(xì)胞水平談?wù)勵(lì)愶L(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的發(fā)病機(jī)制。 （六大班12人，學(xué)號(hào)：512716900130 ）討論課（第一次）4月12日之前發(fā)送至： 810張幻燈片，討論時(shí)間約10分鐘；同班，4人/組，自由組合；請注明小組成員姓名、學(xué)號(hào)；作業(yè)要求蛋白質(zhì)是否能夠發(fā)揮功能的調(diào)控環(huán)節(jié)（1）量：合成 量：降解或清除（2）結(jié)構(gòu)：構(gòu)象，折

2、疊，裝配（3）位置：去向和定位（4）活性：水解 修飾 （磷酸化、泛素化、SUMO化、乙?；┬枰磺宄牡鞍踪|(zhì)的去向溶酶體蛋白酶體“衰老的” “錯(cuò)誤的” “多余的”第五章 細(xì)胞質(zhì)（cytoplasm）第一節(jié) 核糖體（ribosomes）第二節(jié) 蛋白酶體（proteasome）第三節(jié) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（endoplasmic reticulum）第四節(jié) 高爾基體（Golgi complex）第五節(jié) 溶酶體（lysosome）第六節(jié) 過氧化物酶體（peroxisome）第七節(jié) 線粒體（mitochondrion）for the discovery of ubiquitin-mediated protein

3、degradation The Nobel Prize in Chemistry 2004第二節(jié) 蛋白酶體（proteosome）一、泛素蛋白酶體系統(tǒng)（ubiquitin-proteasome system， UPS） 泛素（ubiquitin）: 一種含76個(gè)氨基酸的多肽,作為標(biāo)簽結(jié)合到要被降解的蛋白質(zhì)上。ubiquitin 蛋白酶體（proteasome）: 大型桶狀的蛋白復(fù)合體,具有蛋白水解酶的活性，能將蛋白質(zhì)降解成肽和氨基酸。細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核內(nèi)均有分布?；瘜W(xué)成分：蛋白質(zhì)復(fù)合體結(jié)構(gòu)：桶狀 19S 調(diào)節(jié)顆粒 “帽”20S 核心顆粒最常見的蛋白酶體：26S蛋白酶體二、泛素蛋白酶體介導(dǎo)的蛋白質(zhì)降

4、解(蛋白質(zhì)質(zhì)量控制系統(tǒng)) 蛋白質(zhì)翻譯后修飾-泛素化 被降解的蛋白在三類酶（E1、E2、E3）的次第作用下，與至少4個(gè)泛素分子結(jié)合（多聚泛素化），從而被泛素分子“標(biāo)記”，能夠被蛋白酶體識(shí)別后降解。第五節(jié) 溶酶體（lysosome）“衰老的” “錯(cuò)誤的” “多余的”需要被清除的蛋白質(zhì)的去向溶酶體蛋白酶體 單層膜包圍的小囊泡,內(nèi)含50多種酸性水解酶。 有較高電子密度一、溶酶體的形態(tài)和特性 Lysosomes are membranous organelles which contain acid hydrolases for the controlled degradation of macromo

5、lecules.酶的特性:1.最適pH362.多為帶負(fù)電荷的糖蛋白膜的特性:1.質(zhì)子泵2.有轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白3.膜蛋白高度糖基化1.溶酶體的特征糖基酸性水解酶2. 溶酶體的形成與胞吞密切相關(guān)溶酶體酶蛋白的來源異體吞噬自體吞噬溶酶體消化底物的來源3.溶酶體的類型（1）異體吞噬泡（heterophagic vacuole）（2）自體吞噬泡（autophagic vacuole）（3）分泌自噬泡（crinophagic vacuole）（4）殘余體（residual body）異體吞噬泡（heterophagic vacuole）自體吞噬泡（autophagic vacuole）Electron micro

6、graphs of an insulin-secreting cell in which the insulin molecules have been labeled with anti-insulin antibodies bound to tiny colloidal gold spheres. Most of the insulin is stored in the dense cores of secretory vesicles; in addition, some cores are being degraded in lysosomes.抗胰島素抗體標(biāo)記胰島素分子分泌自噬泡（c

7、rinophagic vacuole）殘余體（residual body）二、溶酶體的功能 1.溶酶體參與的消化活動(dòng)（1） 胞吞物質(zhì)的消化 異噬作用（heterophagy） 吞噬作用與吞飲作用（2）細(xì)胞自身物質(zhì)的消化 自噬作用（autophagy）（3）細(xì)胞外物質(zhì)的消化Autophagy and Phagocytosis異噬作用和自噬作用中性細(xì)胞的吞噬作用巨噬細(xì)胞的吞噬作用自噬作用（autophagy）自體吞噬泡（autophagic vacuole）細(xì)胞內(nèi)一部分細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器及其內(nèi)含物由雙層膜包裹形成自噬小體。自噬小體與溶酶體融合，形成自噬溶酶體，內(nèi)容物被消化，這種現(xiàn)象為自噬。生理和病理狀

8、態(tài)下均可出現(xiàn)。自噬的種類（進(jìn)展）1.macroautophagy2.microautophagy3.Chaperone-mediated autophagy (CMA)哺乳動(dòng)物細(xì)胞和酵母細(xì)胞的自噬種類自噬的過程 2.溶酶體與細(xì)胞功能活動(dòng) （1）消除異物（有吞噬功能的細(xì)胞）（2）提供營養(yǎng)物質(zhì)（消化大分子營養(yǎng)物質(zhì)）（3）更新細(xì)胞成分（廢物利用）（4）參與激素分泌的調(diào)節(jié)（去除多余激素）三、溶酶體與疾病儲(chǔ)積病（storage disease）I-細(xì)胞?。↖nclusion cell disease）硅肺溶酶體酶不能消化底物，導(dǎo)致溶酶體酶的釋放。溶酶體酶不能形成分選信號(hào)先天缺乏某些溶酶體酶I-細(xì)胞病（I

9、nclusion cell disease）缺乏N-乙酰氨基葡萄糖磷酸轉(zhuǎn)移酶細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 核糖體線粒體過氧化物酶體細(xì)胞核高爾基體細(xì)胞膜溶酶體細(xì)胞外第七節(jié) 線粒體（mitochondrion） 線粒體是真核細(xì)胞進(jìn)行氧化和能量轉(zhuǎn)換的主要場所，被喻為細(xì)胞的“動(dòng)力工廠”或“換能中心”。一、線粒體的形態(tài)特性 顯微結(jié)構(gòu)：線狀，顆粒狀亞顯微結(jié)構(gòu)：兩層單位膜構(gòu)成的膜囊結(jié)構(gòu)1.線粒體的一般形狀和分布（1）線粒體外膜（2）線粒體內(nèi)膜 （通透性很低，多種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白）嵴（cristae）基粒（elementary particle）外腔（膜間腔）2.線粒體的超微結(jié)構(gòu)及組成孔蛋白（porin） ATP酶復(fù)合體（F0F

10、1復(fù)合體）頭部(F1因子)（ATP酶，ATP合成酶）基片(F0因子)（質(zhì)子通道）F1因子F0因子ATP酶復(fù)合體基粒(3)線粒體內(nèi)腔 （基質(zhì)腔）線粒體核糖體（70S）線粒體DNA（雙鏈環(huán)狀，可多個(gè)）基質(zhì)顆粒（matrical granule）（含鈣等無機(jī)物）二、線粒體與細(xì)胞的物質(zhì)氧化和能量轉(zhuǎn)換細(xì)胞內(nèi)的主要供能物質(zhì)糖類、蛋白質(zhì)、脂類等糖類、蛋白質(zhì)、脂類等（細(xì)胞內(nèi)的主要供能物質(zhì)）太陽能如何轉(zhuǎn)換成細(xì)胞化學(xué)能？糖類、蛋白質(zhì)、脂類等葡萄糖、氨基酸、脂肪酸等太陽能動(dòng)、植物ATP細(xì)胞質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜多糖葡萄糖丙酮酸脂肪酸脂肪氨基酸蛋白質(zhì)乙酰輔酶A三羧酸循環(huán)電子傳遞和氧化磷酸化ATPglucose（1）糖

11、酵解(細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)) （2）乙酰輔酶A的形成(線粒體基質(zhì)) （3）三羧酸循環(huán)（TAC）(線粒體基質(zhì))（4）電子傳遞和氧化磷酸化(線粒體內(nèi)膜) 1.葡萄糖有氧代謝的簡要過程多糖葡萄糖丙酮酸乙酰輔酶A三羧酸循環(huán)電子傳遞和氧化磷酸化ATP 物質(zhì)氧化所釋放的可利用能量都以高能電子的形式由電子載體NAD+和FAD+從底物中移出，并經(jīng)線粒體內(nèi)膜上的電子傳遞鏈進(jìn)一步氧化。氫負(fù)離子（H:）H+ 2e高能電子2e1/2 O2電子傳遞鏈O22H+H2OC6H12O6+6O2+6H2O 12H2O+6CO2ATP電子傳遞以氫負(fù)離子從NADH中分離開始電子傳遞鏈？復(fù)合物輔酶Q復(fù)合物細(xì)胞色素C復(fù)合物FADH2復(fù)合物2e2

12、e2e2e2e2e1/2O22e2eNADH電子傳遞鏈組分及反應(yīng)序列示意圖復(fù)合物：NADH-CoQ氧化還原酶復(fù)合物: 琥珀酸 CoQ氧化還原酶復(fù)合物: CoQ細(xì)胞色素c氧化還原酶復(fù)合物: 細(xì)胞色素c氧化酶 電子從一個(gè)分子傳遞給另一個(gè)分子 電子傳遞的過程是一個(gè)不斷進(jìn)行氧化 和還原反應(yīng)的過程 電子傳遞是定向的，O2對電子具有最大的親和力 電子傳遞過程中有3次大的能量釋放 電子釋放的能量驅(qū)動(dòng)質(zhì)子的泵出 質(zhì)子由傳遞鏈上的3個(gè)酶復(fù)合體泵出，形成跨膜的電化學(xué)質(zhì)子梯度(electrochemical proton gradient)電子傳遞鏈質(zhì)子動(dòng)力勢（proton-motive force） 在線粒體內(nèi)膜

13、兩側(cè)形成跨膜的電化學(xué)質(zhì)子梯度,能量轉(zhuǎn)化為質(zhì)子動(dòng)力勢,驅(qū)動(dòng)質(zhì)子從濃度高的膜間腔向基質(zhì)腔移動(dòng)。膜電位化學(xué)梯度化學(xué)滲透偶聯(lián)磷酸化作用ATP合成結(jié)合改變機(jī)制（binding-change mechanism）三種構(gòu)象的循環(huán)改變：O（open） L（low） T（tight）氧化磷酸化（oxidative phosphorylation） 氧化過程物質(zhì)氧化高能電子氧ADP+Pi ATP質(zhì)子動(dòng)力勢energyenergy磷酸化過程 將生物氧化所釋放能量的轉(zhuǎn)移過程與ADP的磷酸化過程結(jié)合起來，而將生物氧化釋放的能量轉(zhuǎn)移到ATP的高能磷酸鍵中，又稱氧化磷酸化偶聯(lián)。氧化磷酸化（oxidative phospho

14、rylation） glucose（1）糖酵解(細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)) （2）乙酰輔酶A的形成(線粒體) （3）三羧酸循環(huán)（TAC）(線粒體基質(zhì))（4）電子傳遞和氧化磷酸化(線粒體內(nèi)膜) 葡萄糖有氧代謝的簡要過程：三、線粒體與凋亡,線粒體與活性氧 主要由位于內(nèi)膜的腺苷酸轉(zhuǎn)位子（Adenine nucleotide translocator，ANT）和位于外膜的電壓依賴的陰離子通道（Voltage dependent anion channel，VDAC）等蛋白所組成，PT孔開放會(huì)引起線粒體跨膜電位下降和細(xì)胞色素c釋放。 線粒體PT孔（permeability transition pore）三、線粒體與

15、凋亡,線粒體與活性氧活性氧（reactive oxygen species，ROS） 是生物體內(nèi)產(chǎn)生的超氧陰離子（O2-）、羥自由基（HO-）、一氧化氮（NO）等活性含氧化合物的總稱，對蛋白質(zhì)、脂類和DNA具有潛在的損傷作用。1.線粒體DNA2.線粒體的蛋白質(zhì)合成四、線粒體的遺傳與半自主性線粒體的起源線粒體是一種半自主性的細(xì)胞器1.線粒體DNA： 雙鏈環(huán)狀（H鏈和L鏈） 基因排列緊密 復(fù)制方式：半保留方式，但先后進(jìn)行 轉(zhuǎn)錄和翻譯緊密聯(lián)系 線粒體遺傳密碼與通用密碼有所差異人線粒體DNA編碼的基因分布模式圖37個(gè)結(jié)構(gòu)基因：2種rRNA 22種tRNA 13種蛋白質(zhì)編碼序列線粒體的蛋白質(zhì)合成核DNA

16、編碼的線粒體蛋白質(zhì)的運(yùn)輸1.線粒體?。╩itochondrial diseases，MD） 特點(diǎn)：MD多數(shù)由于線粒體DNA改變而引起。MD具有母系遺傳的特點(diǎn)。MD多為神經(jīng)、肌肉系統(tǒng)疾病。2.線粒體與衰老：與mtDNA有關(guān)五 線粒體與人類疾病和衰老Leber遺傳性視神經(jīng)?。↙HON）： ND4* 11778GA，精氨酸組氨酸 ND1* 3460GA，丙氨酸絲氨酸 肌陣攣性癲癇和粗糙紅纖維綜合征（MERRF）： tRNALys : 8334AG；8356TC神經(jīng)性肌虛弱,共濟(jì)失調(diào)及色素性視網(wǎng)膜炎綜合征(NARP): H+-ATP酶: 8993TG，亮氨酸精氨酸第六節(jié) 過氧化物酶體（peroxiso

17、me）一、過氧化物酶體的形態(tài)與特性細(xì)胞內(nèi)利用氧的細(xì)胞器，使細(xì)胞免受高氧的毒害。蛋白質(zhì)來自游離核糖體，膜脂來自糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。 二、過氧化物酶體的功能 RH2+H2O2R+2H2O過氧化氫酶RH2+O2R+2H2O2氧化酶3）參與脂肪酸的分解 氧化酶、過氧化氫酶（標(biāo)志酶）、過氧化物酶1）解毒作用2）調(diào)節(jié)細(xì)胞氧張力本章小結(jié) 細(xì)胞質(zhì)由細(xì)胞器、細(xì)胞內(nèi)含物、細(xì)胞骨架、核糖體、中心體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)等部分構(gòu)成。其中，除細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)外其余都為有形成分。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)為細(xì)胞提供了內(nèi)環(huán)境，并和這些有形成分存在廣泛的交流。 核糖體是細(xì)胞合成蛋白的場所，整個(gè)合成過程中mRNA作為模板；tRNA解譯遺傳密碼，轉(zhuǎn)運(yùn)相應(yīng)的氨基酸；rR

18、NA為前兩者提供結(jié)合的位點(diǎn)，并催化相關(guān)的反應(yīng)。合成分起始、延長、終止三個(gè)步驟。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)由膜包圍而成，分糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，兩者在形態(tài)、功能上都有所不同。糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是胞內(nèi)脂類合成和蛋白加工的重要場所。本章小結(jié) 高爾基體是一種有極性的細(xì)胞器，主體由多個(gè)扁平膜囊堆構(gòu)成，在其順面和反面各有一些膜泡。高爾基體的功能除了對蛋白質(zhì)和脂類進(jìn)行加工外，還有對蛋白質(zhì)的分選作用。 溶酶體是膜性的泡狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)含多種酸性水解酶。在細(xì)胞內(nèi)負(fù)責(zé)各種消化活動(dòng)，包括胞吞物質(zhì)的消化、細(xì)胞自身物質(zhì)的消化以及胞外物質(zhì)的消化。 過氧化物酶體是一種球形或卵球形的膜性細(xì)胞器，內(nèi)含氧化酶、過氧化氫酶和過氧化物酶。具有消除胞內(nèi)過氧化氫、調(diào)節(jié)細(xì)胞氧張力以及參與對脂肪酸的分解等作用。本章小結(jié) 線粒體是胞內(nèi)除