細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器課件

1、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器（Cytoplasm and organelles) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(胞質(zhì)溶膠)： 細(xì)胞質(zhì)中除去有形結(jié)構(gòu)之外的無定形膠狀物質(zhì)體系。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的功能: 是活細(xì)胞進行新陳代謝的主要場所，為新陳代謝的進行，提供所需要的物質(zhì)和一定的環(huán)境條件。直接或間接地影響并體現(xiàn)于細(xì)胞生命活動的各個方面。核糖體(ribosome)是合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)車間”。功能是按照mRNA的指令由氨基酸合成蛋白質(zhì)。核 糖 體一、形態(tài)結(jié)構(gòu)：由大小兩個亞基組成中央管二、化學(xué)組成真核細(xì)胞核糖體小亞基：40 S (18S的rRNA 33個Pr.) 大亞基:60S (5S、 5.8S、 28S的rRNA 50個Pr.) 80S核糖

2、體的種類和沉降系數(shù) 核糖體的類型 單體 大亞基 小亞基 原核細(xì)胞核糖體 70S 50S 30S 真核細(xì)胞核糖體 80S 60S 40S 真核細(xì)胞器核糖體線粒體核糖體 55-80S(因種類而異） 50S 30S核糖體的4個活性部位： 接受氨酰基-tRNA的部位：受位，稱A位。 肽基-tRNA移交肽鏈后，tRNA被釋放的部位：供位，稱P位。 肽基轉(zhuǎn)移酶E位： GTP酶位： 以mRNA 為模板，在核糖體上由氨基酸合成多肽鏈的過程翻譯。三、核糖體的功能蛋白質(zhì)的合成1.附著核糖體(free ribosome)：分泌蛋白2.游離核糖體(polyribosome)：結(jié)構(gòu)蛋白四、核糖體的存在形式內(nèi)膜系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)

3、和功能上是一個統(tǒng)一的整體，是細(xì)胞合成蛋白質(zhì)、酶、脂類和糖類的場所，同時對合成產(chǎn)物具有加工、包裝和運輸?shù)墓δ?。?nèi)膜系統(tǒng)(endomembrane system)真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，與質(zhì)膜在結(jié)構(gòu)、功能和發(fā)生上有一定聯(lián)系的膜性結(jié)構(gòu)的總稱。高等細(xì)胞區(qū)室化 Compartmentalization 質(zhì)膜 內(nèi)膜生物膜原核細(xì)胞 質(zhì)膜構(gòu)成的單一區(qū)室真核細(xì)胞 內(nèi)膜 各種細(xì)胞器內(nèi)膜系統(tǒng)出現(xiàn)的意義： 各自獨立，各司其職 相互依存，協(xié)調(diào)同一大大提高了細(xì)胞代謝反應(yīng)的效率 內(nèi) 質(zhì) 網(wǎng)K. R. Porter等于1945年發(fā)現(xiàn)于培養(yǎng)的小鼠成纖維細(xì)胞，因最初看到的是位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)部的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，故名內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（endoplasmic

4、 reticulum，ER）。一.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是由磷脂和蛋白質(zhì)組成的一層單位膜(56nm) 形成的小管、小泡和扁平囊相互聯(lián)通、封閉成腔的系統(tǒng)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)小管小泡扁囊狀細(xì)胞膜核膜 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與外層核膜相連。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔與核間隙相通。向內(nèi)折疊的細(xì)胞質(zhì)膜有時與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連接，有管道溝通。二. 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的類型1.粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)rER2.滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)sER1.粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(rER)：表面附著大量顆粒狀核糖體。由板層狀排列的扁平囊構(gòu)成。在分泌蛋白質(zhì)旺盛及大量合成膜的細(xì)胞中豐富多種蛋白質(zhì)的合成場所(酶、肽類激素、抗體) 2.滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(sER)：表面光滑，無核糖體附著多為管狀或泡狀脂類代謝旺盛的細(xì)胞中含量豐富三. 內(nèi)質(zhì)

5、網(wǎng)的化學(xué)組成 微粒體(microsome)： 在細(xì)胞勻漿和超速離心過程中，由破碎的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成的球狀的囊泡結(jié)構(gòu)?；瘜W(xué)組成1.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的脂質(zhì)： 30 - 402.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的蛋白質(zhì)：60 - 703.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的酶系葡萄糖-6-磷酸酶（標(biāo)志酶）電子傳遞體系酶系4.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)腔中的網(wǎng)脂蛋白1）內(nèi)質(zhì)蛋白2）鈣網(wǎng)蛋白3）蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶4）免疫球蛋白重鏈結(jié)合蛋白四. 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能rER：蛋白的合成、加工、轉(zhuǎn)運sER： 脂類合成、解毒、糖原分解、肌肉運動 （一） 粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能 蛋白的合成、加工和運輸： 核糖體信號肽內(nèi)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)腔（肽鏈延伸、修飾）高爾基體濃縮泡細(xì)胞外(1).蛋白質(zhì)的合成：分泌蛋白、膜蛋白、駐留

6、蛋白和溶酶體蛋白(2).蛋白質(zhì)的折疊：二硫鍵的形成，多肽鏈的折疊。(3).蛋白質(zhì)的糖基化修飾：N-連接的寡糖蛋白(4).蛋白質(zhì)的運輸 信號肽假說(signal hypothesis)信號密碼： mRNA的5端，編碼特殊氨基酸的密碼子，位于起始密碼AUG之后。信號肽(signal peptide)： 由信號密碼翻譯出的肽鏈，位于 蛋白的N端，由1530個疏水氨基酸組 成。可被SRP識別，將核糖體引導(dǎo)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，并繼續(xù)進行蛋白的合成。信號識別顆粒(signal recognition particle, SRP) SRP是由6個多肽亞單位和一個小的RNA(7S)組成的復(fù)合物。 SRP 既能識別露出

7、核糖體之外的信號肽，又能識別粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的SRP受體。幫助多肽轉(zhuǎn)運。SRP RNA與核糖體A位點結(jié)合區(qū)域識別SRP 受體區(qū)域SRP 識別信號肽區(qū)域信號肽假說：核糖體被信號肽引導(dǎo)，經(jīng)SRP介導(dǎo)，與 SRP受體結(jié)合，進行蛋白質(zhì)合成。mRNAtRNA信號肽核糖體SRP蛋白質(zhì)繼續(xù)合成，信號肽被切除SRP循環(huán)蛋白質(zhì)合成結(jié)束，核糖體脫離內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，進入下一個循環(huán)SRP受體膜蛋白的合成:(2)新生多肽鏈的折疊與裝配 1.蛋白二硫鍵異構(gòu)酶(PDI): 反復(fù)切斷錯誤結(jié)合的二硫鍵，使新生肽形成正確折疊的蛋白質(zhì)。 2. 結(jié)合蛋白(binding protein, Bip):與折疊不正常肽鏈結(jié)合予以滯留，待折疊正確后被

8、進一步轉(zhuǎn)運至高爾基體。3. 葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白(Grp94):參與新生肽折疊轉(zhuǎn)運。4. 鈣網(wǎng)素(calreticulin):參與糖蛋白折疊。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔駐留蛋白分子能識別正在合成或部分折疊的多肽，并與多肽的一定部位結(jié)合，促使正確折疊。這一類分子本身并不參與最終產(chǎn)物的形成，稱為分子伴侶(molecular chaperone) 駐留蛋白(retention protien):內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)分子伴侶的C端末尾具有滯留信號肽Lys-Asp-Glu-Leu (KDEL),與KDEL受體結(jié)合，使之駐留于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔而不被轉(zhuǎn)運。(3).蛋白質(zhì)的糖基化內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中的寡糖與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的磷酸多萜醇連接，并使其活化。在糖基轉(zhuǎn)移酶催化下，轉(zhuǎn)移到新生肽鏈的天冬酰胺上的NH2基團（N-連接糖基化）。(4)rER合成的蛋白質(zhì)的分泌途徑分泌蛋白糖基化、折疊ER腔運輸小泡高爾基體濃縮泡細(xì)胞外分泌顆粒（二） 滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能1.脂質(zhì)合成2.糖原代謝3.解毒作用4.Ca2+的貯存與Ca2+濃度的調(diào)節(jié)5.胃酸、膽汁的合成與分泌1.卵磷脂的合成二脂酰甘油磷脂酸磷脂酰膽堿脂酰CoA3-磷酸甘油磷酸酶膽堿磷酸轉(zhuǎn)移酶?；D(zhuǎn)移酶CDP- 膽堿翻轉(zhuǎn)酶： 合成脂類的酶和底物位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的細(xì)胞質(zhì)側(cè)。由結(jié)合于膜上的翻轉(zhuǎn)酶將合成的脂類分子翻轉(zhuǎn)至腔面