之細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)核糖體內(nèi)膜系統(tǒng)

1、關(guān)于之細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)核糖體內(nèi)膜系統(tǒng)第1頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四定義：指細(xì)胞質(zhì)中除有形結(jié)構(gòu) 之外的無定 形膠狀物質(zhì)體系（P119）。第一節(jié) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（cytoplasmic matrix or cytomatrix）功能：六方面功能（自學(xué)，P120）注意：“細(xì)胞質(zhì)”與“細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)”的區(qū)別存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，具有一定化學(xué)組成、一定形態(tài)結(jié)構(gòu)、執(zhí)行特定生理功能，并且為細(xì)胞所固有的有形結(jié)構(gòu)小體，統(tǒng)稱為。(P119)(細(xì)胞器)第2頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四(ribosome)1955年P(guān)alade電鏡動物腺細(xì)胞1958年Roberts命名ri

2、bosome（核糖體）第二節(jié) 核糖體1953年Robinson Brown電鏡植物細(xì)胞第3頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四一.核糖體的形態(tài)結(jié)構(gòu) 非膜性細(xì)胞器。 電鏡下：直徑 15 25nm；不規(guī)則顆粒狀； 由大小兩個異型亞基組成。第4頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四功能活性部位5，3，mRNA （P121）（1）A位：是接受氨酰基-tRNA的位點(diǎn)。（2）P位：是與肽?；?tRNA結(jié)合的位點(diǎn)。（3）肽?；D(zhuǎn)移酶位點(diǎn)：在肽鏈延長時催化氨基酸 與氨基酸之間形成肽鍵。（4）GTP酶位點(diǎn)：水解GTP，將肽?；?tRNA由 A位點(diǎn)轉(zhuǎn)移到P位點(diǎn)。第5頁，共

3、42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四rRNA：60%，核糖體內(nèi)部蛋白質(zhì)：40%，核糖體表面二、核糖體的類型和理化特性（一）類型真核細(xì)胞質(zhì)核糖體真核細(xì)胞器核糖體原核細(xì)胞核糖體（二）理化特性第6頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四70S核糖體50S30S80S核糖體60S40S23S rRNA16S rRNA5S rRNA 28S rRNA5.8S rRNA5S rRNA18S rRNA31種蛋白質(zhì)21種蛋白質(zhì)50種蛋白質(zhì)33種蛋白質(zhì) 第7頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四三. 核糖體在細(xì)胞內(nèi)的存在形式1.游離核糖體：游離于細(xì)胞質(zhì)中；主

4、要合成細(xì)胞本身的基礎(chǔ)性蛋白。2.附著核糖體：附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上；主要合成分泌蛋白和膜蛋白。 多聚核糖體蛋白質(zhì)合成時，通常多個核糖體結(jié)合在一個mRNA分子上，成串排列，形成蛋白質(zhì)合成的功能團(tuán)，這種功能團(tuán)稱為多聚核糖體(polyribosome)。第8頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四相對于質(zhì)膜而言，細(xì)胞內(nèi)在結(jié)構(gòu)、功能乃至發(fā)生上相關(guān)聯(lián)的膜性結(jié)構(gòu)細(xì)胞器的總稱。包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體、溶酶體、過氧化物酶體、各種轉(zhuǎn)運(yùn)小泡及核膜等。（P126）第三節(jié) 內(nèi)膜系統(tǒng)(endomembrane system) （1）概念：（2）功能： 增加細(xì)胞內(nèi)的表面積； 使特定功能在特定區(qū)域內(nèi)完成，提高

5、了細(xì)胞代謝效率。第9頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四一、 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)1945年，K.R.Porter等 電鏡 小鼠成纖維細(xì)胞(Endoplasmic reticulum, ER)第10頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四標(biāo)志酶：葡萄糖-6-磷酸酶（一）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的化學(xué)組成主要成分脂 類：蛋白質(zhì)：卵磷脂含量最多，鞘磷脂含量最少。含量較細(xì)胞膜為多，包括大量酶類。第11頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是由一層單位膜形成的相互連通的管、泡和扁囊所組成的膜性網(wǎng)狀系統(tǒng)。(P127)管泡扁 囊（二）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)與類型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形

6、態(tài)結(jié)構(gòu)管、泡、扁囊ER的基本結(jié)構(gòu)單位。第12頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四胞質(zhì)面附著大量核糖體，表面粗糙； 由板層狀扁囊構(gòu)成；多分布在分泌旺盛或分化完善的細(xì)胞內(nèi)。胞質(zhì)面無核糖體附著，表面光滑； 由分支的管或泡構(gòu)成；多分布在一些特化的細(xì)胞中，如肝細(xì)胞。核糖體粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)1.糙（粗）面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(rough endoplasmic reticulum, rER) 2.光（滑）面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(smooth endoplasmic reticulum, sER) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的類型第13頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四第14頁，共42頁，2022年，5月2

7、0日，17點(diǎn)33分，星期四粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：蛋白質(zhì)的合成、修飾、加工、轉(zhuǎn)運(yùn)?；鎯?nèi)質(zhì)網(wǎng)：脂類與固醇的合成、糖代謝以及細(xì)胞解毒作用。（三）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能第15頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四（1）核糖體附著的支架1.粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能 分泌性蛋白：合成后分泌到細(xì)胞外的蛋白質(zhì)。 （酶、抗體、肽類激素、胞外基質(zhì)蛋白等） 膜整合蛋白：合成后嵌在膜內(nèi)的功能性膜蛋白。 （膜抗原、膜受體等）由附著核糖體合成的蛋白質(zhì)有： 駐留蛋白：定位于各種細(xì)胞器中的可溶性蛋白。第16頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四（2）新生肽鏈的折疊與裝配（P128-129） 多肽鏈盤繞、折疊所形

8、成的空間結(jié)構(gòu)，直接決定蛋白質(zhì)的功能。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)為新生多肽鏈的正確折疊和裝配提供有利的環(huán)境。 例如：蛋白二硫鍵異構(gòu)酶：加快二硫鍵形成及多肽鏈的折疊。結(jié)合蛋白：識別折疊錯誤的多肽鏈和尚未完成裝配的蛋白質(zhì)亞基，還可促進(jìn)它們重新折疊與裝配。第17頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四（3）蛋白質(zhì)的糖基化(glycosylation) 在rER上合成的大部分蛋白質(zhì)都要進(jìn)行糖基化修飾，形成糖蛋白。 蛋白質(zhì)有兩種糖基化修飾：N-連接糖基化：寡糖與天冬酰胺(Asn)殘基側(cè)鏈上的氨基 基團(tuán)相連接。 在rER腔中完成。O-連接糖基化：寡糖與絲氨酸(Ser)、蘇氨酸(Thr)和酪氨酸 (Tyr)殘

9、基側(cè)鏈上的羥基基團(tuán)相連接。 主要在GC中完成。第18頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四（4）蛋白質(zhì)的胞內(nèi)運(yùn)輸（1）分泌蛋白的運(yùn)輸：（2）溶酶體蛋白的運(yùn)輸：分泌蛋白rER腔轉(zhuǎn)運(yùn)小泡高爾基復(fù)合體分泌泡 細(xì)胞外溶酶體蛋白rER腔轉(zhuǎn)運(yùn)小泡高爾基復(fù)合體轉(zhuǎn)運(yùn)小泡溶酶體+內(nèi)體第19頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四2.滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能（P131-132） 脂質(zhì)合成 糖原代謝 解毒作用 鈣的貯存與鈣濃度調(diào)節(jié) 胃酸、膽汁的合成與分泌第20頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四(四)新生肽鏈穿越內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的轉(zhuǎn)移機(jī)制 1975年，Blobel等提出信號

10、（肽）假說(signal hypothesis)，用以解釋兩個問題：游離核糖體如何附著到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上？新生肽鏈如何落入到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔？獲1999年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎。信號（肽）假說的主要內(nèi)容第21頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔細(xì)胞質(zhì)SRP受體信號識別顆粒(signal recognition particle,SRP) tRNAAP核糖體mRNA信號肽(signal peptide)A信號密碼（signal codon)移位子第22頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四 1. SRP結(jié)合信號肽。 分泌蛋白在細(xì)胞質(zhì)中游離核糖體上起始合成。當(dāng)信號肽被

11、翻譯后，可立即被細(xì)胞質(zhì)中的SRP識別、結(jié)合，并使翻譯暫停。 2. 核糖體錨著于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上。 與信號肽結(jié)合的SRP識別并結(jié)合ER膜上的SRP受體，介導(dǎo)核糖體附著于ER膜的移位子蛋白上。SRP離開核糖體返回細(xì)胞質(zhì)參加再循環(huán)，蛋白質(zhì)合成繼續(xù)。 3. 新生肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔。 在信號肽的引導(dǎo)下，肽鏈通過由核糖體大亞基和移位子蛋白共同形成的通道，穿膜進(jìn)入ER腔。 4. 信號肽被切除。 信號肽被ER膜腔面的信號肽酶切除，肽鏈繼續(xù)延伸。 5. 肽鏈合成完成。 當(dāng)肽鏈合成完畢后，所合成的肽鏈在ER腔內(nèi)修飾加工。核糖體大、小亞基解聚，離開ER，進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)被再利用。過程描述（P130）第23頁，共42頁，2022年，

12、5月20日，17點(diǎn)33分，星期四二、 高爾基復(fù)合體1898年 高爾基(Golgi) 光鏡 神經(jīng)細(xì)胞(Golgi complex)第24頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四電鏡：封閉的膜性 囊泡狀結(jié)構(gòu).電鏡高爾基扁平膜囊(Golgi flatten cisternae)反 面順 面反面高爾基網(wǎng) (trans Golgi network)順面高爾基網(wǎng)(cis Golgi network)(一)高爾基復(fù)合體的形態(tài)結(jié)構(gòu)順面膜囊中間膜囊反面膜囊（凸面；進(jìn)面；形成面）（凹面；出面；成熟面）高爾基復(fù)合體是具有極性的細(xì)胞器。第25頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四

13、(二)高爾基復(fù)合體的化學(xué)組成脂質(zhì)含量介于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與細(xì)胞膜之間；是質(zhì)膜和ER之間的一種過渡性細(xì)胞器；特征性酶：糖基轉(zhuǎn)移酶。表：大鼠肝細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基復(fù)合體膜、細(xì)胞膜的脂類含量（%）脂類種類內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基復(fù)合體細(xì)胞膜脂類總量 30.0 35.0 42.0磷 脂 26.6 28.5 29.8 膽固醇 1.0 1.7 5.2糖 脂 0.4 1.5 2.5第26頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四（三）高爾基復(fù)合體的主要功能1. 胞內(nèi)物質(zhì)的運(yùn)輸和細(xì)胞的分泌活動 3H標(biāo)記亮氨酸追蹤實驗，證明分泌蛋白在rER中合成后被運(yùn)送至GC，在其中經(jīng)濃縮、修飾、加工后包裝于分泌泡中，最終分泌到細(xì)

14、胞外。GC在細(xì)胞分泌活動中起著重要的運(yùn)輸作用。第27頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四3 min20 min120 min3H標(biāo)記亮氨酸追蹤實驗示意圖第28頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四蛋白質(zhì)的O-連接糖基化作用主要或全部在高爾基復(fù)合體內(nèi)完成。3H標(biāo)記甘露糖3H標(biāo)記半乳糖； 3H標(biāo)記唾液酸糖蛋白的合成和修飾過程具有嚴(yán)格的順序性。2. 糖蛋白的加工合成（蛋白質(zhì)的糖基化）實驗第29頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四3. 蛋白質(zhì)的水解有些蛋白質(zhì)和酶，只有在GC中被特異性水解后才能夠成熟或轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚誀顟B(tài)。第30頁，共42頁，2

15、022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四蛋白質(zhì)合成溶酶體寡聚糖磷酸化切除甘露糖加N-乙酰葡萄糖胺加半乳糖；加唾液酸分 揀溶酶體順面高爾基網(wǎng)中間膜囊反面膜囊反面高爾基網(wǎng)分泌泡RER高爾基復(fù)合體順面膜囊4. 蛋白質(zhì)的分選第31頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四三、溶酶體(lysosome)1955年C.de Duve大鼠肝細(xì)胞勻漿細(xì)胞化學(xué)顯示第32頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四 由一層單位膜包裹的囊狀小體，多為圓形或卵圓形。含多種酸性水解酶，最適pH5.0。標(biāo)志酶是酸性磷酸酶。膜蛋白高度糖基化，以防止自身被水解消化。膜上有質(zhì)子泵，將胞質(zhì)中的H+

16、泵入溶酶體，維持溶酶體內(nèi)的酸性環(huán)境。膜中存在多種載體蛋白，用于向外運(yùn)輸消化水解的產(chǎn)物。具有異質(zhì)性：組織、細(xì)胞、生理功能狀態(tài)不同決定了溶酶體的形態(tài)、大小和所含酶類的不同。（一）溶酶體的結(jié)構(gòu)特征第33頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四1、初級溶酶體 (primary lysosome)（二）溶酶體的類型按形成過程和功能狀態(tài)分類形成過程：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基復(fù)合體初級溶酶體功能狀態(tài)：只含酶，不含底物，處于非活性狀態(tài)。2、次級溶酶體 (secondary lysosome)形成過程：初級溶酶體底物次級溶酶體功能狀態(tài)：既含酶，又含底物，處于功能作用狀態(tài)。分 類：自噬溶酶體異噬溶酶體（初級

17、溶酶體+內(nèi)源性底物）（初級溶酶體+外源性底物）吞噬溶酶體：初級溶酶體吞噬體多 泡 小 體：初級溶酶體胞飲體 第34頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四含鐵小體（siderosome）髓樣結(jié)構(gòu)（myelin figure）3、三級溶酶體 (tertiary lysosome)當(dāng)次級溶酶體到達(dá)其功能末期時，由于酶活性降低或喪失，一些未被消化分解的物質(zhì)保留其中，形成三級溶酶體，也稱殘留小體。定 義：特 征：電鏡下，電子密度高，染色較深。常見類型：脂 褐 素（lipofuscin）第35頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四內(nèi)體初級溶酶體吞噬體異噬溶酶體（吞噬

18、溶酶體）胞飲體異噬溶酶體（多泡小體）內(nèi)源性底物自噬溶酶體次 級 溶 酶 體三級溶酶體外源性底物外吐第36頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四內(nèi)吞體rER順面高爾基網(wǎng)反面高爾基網(wǎng)高爾基復(fù)合體 酶蛋白前體甘露糖加入磷酸(M-6-P)前溶酶體ATPADP+PiH去磷酸pH=6成熟溶酶體（初級溶酶體）（三）溶酶體的形成與成熟第37頁，共42頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)33分，星期四（四）溶酶體的功能1、胞內(nèi)物質(zhì)消化分解，衰老、殘存細(xì)胞器更新 細(xì)胞對外來異物及線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等細(xì)胞器碎片的消化作用。2、細(xì)胞營養(yǎng)作用 在細(xì)胞饑餓狀態(tài)下，分解自身大分子物質(zhì)，為細(xì)胞生存提供營養(yǎng)物質(zhì)。3、防御保護(hù)功能 巨噬細(xì)胞具有發(fā)達(dá)的溶酶體，被吞噬的細(xì)菌和病毒，最終在溶酶