細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)課件

1、細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)概念：內(nèi)膜系統(tǒng)(internal membrane system) 是指位于細(xì)胞內(nèi)那些在結(jié)構(gòu)、功能乃至發(fā)生上具有一定聯(lián)系的膜性結(jié)構(gòu)，其中包括細(xì)胞組分中的核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、過(guò)氧化物酶體及液泡。特點(diǎn)：內(nèi)膜系統(tǒng)是真核細(xì)胞特有的結(jié)構(gòu)。它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)和功能上是統(tǒng)一的整體，是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)、酶類、脂類和糖類合成的場(chǎng)所，也具有包裝和運(yùn)輸合成物與分泌產(chǎn)物的功能。2細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)概念：內(nèi)膜系統(tǒng)(internal membrane syst3細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)3細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí) 第一節(jié) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmic ret

2、iculum, ER) 一、形態(tài)結(jié)構(gòu)（了解） 二、化學(xué)組成（了解） 三、類型（掌握） 四、功能（掌握）4細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí) 第一節(jié) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmi5細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)5細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)形態(tài)：由一層厚約56nm的單位膜包圍形成的管狀、扁囊狀或小泡狀結(jié)構(gòu)。它們相互連通，形成了連續(xù)的網(wǎng)狀膜性系統(tǒng)，內(nèi)腔相互連通。 結(jié)構(gòu)：是一種封閉結(jié)構(gòu)，因此，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)存在兩個(gè)面：即內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的外表面稱為胞質(zhì)溶膠面（cytosol surface），內(nèi)表面為腔面。其內(nèi)表面之間的間隙為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔或池。 一、形態(tài)結(jié)構(gòu)6細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)形態(tài)：由一層厚約56nm的單位膜包圍形成的管狀、扁

3、囊狀或小7細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)7細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)二、化學(xué)組成磷脂 50%60% 蛋白質(zhì) 20% 種類比細(xì)胞膜多 葡萄糖-6-磷酸酶（標(biāo)志酶） 大量的酶類 電子傳遞體系 脂類合成有關(guān)的酶 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜蛋白 蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn) 駐留蛋白（伴侶蛋白）參與蛋白質(zhì)的折疊 8細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)二、化學(xué)組成磷脂 50%60% 8細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜三、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的類型（掌握） 根據(jù)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上是否附著核糖體，將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分成兩種類型： 粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(rough endoplasmic reticulum, RER) 滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(smooth endoplasmic reticulum, SER) RER：胞質(zhì)溶

4、膠面有核糖體附著，表面粗糙SER：胞質(zhì)溶膠面無(wú)核糖體附著，表面光滑9細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)三、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的類型（掌握）RER：胞質(zhì)溶膠面有核糖體附著，表面10細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)10細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)11細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)11細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)（一）粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng) RER多呈大的囊狀，少數(shù)為小管和小泡。在電鏡下觀察RER排列整齊，是由核糖體和ER構(gòu)成的復(fù)合體，附著在RER上的核糖體稱為附著核糖體。 除哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞外，幾乎所有的真核細(xì)胞均含有RER。12細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)（一）粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)12細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)13細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)13細(xì)胞生物

5、學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)RER14細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)RER14細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)15細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)15細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí) SER在細(xì)胞中通常多呈分支管狀或小泡狀。 SER只占內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的很少的部分，只有在一些特化的細(xì)胞中才具有豐富的SER，同時(shí)也承擔(dān)特殊的功能。例如，骨骼肌細(xì)胞中分布大量的肌質(zhì)網(wǎng)，這是特化的SER。（二）滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 16細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí) SER在細(xì)胞中通常多呈分支管狀或小泡狀。（二）滑面內(nèi)SER17細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)SER17細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)18細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)18細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)四、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能（掌握）

6、（一）粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能 l. 蛋白質(zhì)的合成 2. 蛋白質(zhì)的運(yùn)輸 3. 蛋白質(zhì)的修飾 （二）滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能 l. 脂類的合成 2. 糖原的代謝 3. 解毒作用 19細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)四、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能（掌握）（一）粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能19細(xì)胞生物學(xué) RER的主要功能是進(jìn)行蛋白質(zhì)的合成、運(yùn)輸、加工修飾，以指導(dǎo)這些蛋白質(zhì)到達(dá)目的地。1蛋白質(zhì)的合成 在核糖體上合成的，并且起始于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，但是有些蛋白質(zhì)在合成開(kāi)始不久后便轉(zhuǎn)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成，這些蛋白主要有:分泌性蛋白: 抗體蛋白、激素、消化酶等;膜鑲嵌蛋白: 例如膜抗原、膜受體等；溶酶體蛋白: 如酸性磷酸酶等；可溶性蛋白（一）粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能20細(xì)胞

7、生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí) RER的主要功能是進(jìn)行蛋白質(zhì)的合成、運(yùn)輸、加工修飾，以指21細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)21細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)22細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)22細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí) Blobel等（1975）提出信號(hào)假說(shuō)，認(rèn)為蛋白質(zhì)N端的信號(hào)肽，指導(dǎo)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成，獲1999年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。Blobel with members of his laboratoryGnter Blobel23細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí) Blobel等（1975）提出信號(hào)假說(shuō)，認(rèn)為蛋白質(zhì)N 信號(hào)肽(signal peptide)：新合成的蛋白質(zhì)分子N端含有一段由1530個(gè)疏水性

8、氨基酸殘基組成的特殊序列，該序列就是蛋白質(zhì)分選信號(hào)，又稱信號(hào)肽。信號(hào)識(shí)別顆粒（signal recognition particle， SRP）：信號(hào)肽可被細(xì)胞質(zhì)中的SRP識(shí)別并結(jié)合，導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成暫停。SRP受體：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的整合蛋白，異二聚體，可與SRP特異結(jié)合，從而使核糖體形成附著核糖體?！靶盘?hào)假說(shuō)”（signal hypothesis） 24細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí) 信號(hào)肽(signal peptide)：新合成的蛋白質(zhì)分子SRP分子組成及功能位點(diǎn)25細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)SRP分子組成及功能位點(diǎn)25細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)26細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)26細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)

9、知識(shí)通過(guò)信號(hào)肽的疏水性引導(dǎo)新生肽跨脂雙分子層進(jìn)入ER腔27細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)通過(guò)信號(hào)肽的疏水性引導(dǎo)新生肽跨脂雙分子層進(jìn)入ER腔27細(xì)胞生關(guān)閉蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)通道開(kāi)啟蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)通道信號(hào)肽被水解的成熟的蛋白質(zhì)28細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)關(guān)閉蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)通道開(kāi)啟蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)通道信號(hào)肽被水解的28細(xì)胞生Translocation of proteins across ER29細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)Translocation of proteins acro細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)課件蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的過(guò)程：信號(hào)肽與SRP結(jié)合肽鏈延伸終止SRP與受體結(jié)合SRP脫離信號(hào)肽肽鏈在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上繼續(xù)合

10、成信號(hào)肽切除肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中。這種肽鏈邊合成邊向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔轉(zhuǎn)移的方式，稱為共翻譯易位機(jī)制。31細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的過(guò)程：信號(hào)肽與SRP結(jié)合肽鏈延伸終止Insertion of Transmembrane protein into the ER membrane32細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)Insertion of Transmembrane pro2蛋白質(zhì)的運(yùn)輸 分泌型蛋白或溶酶體蛋白：出芽方式 膜鑲嵌蛋白質(zhì)的運(yùn)輸方式在合成多肽鏈的同時(shí)，便直接與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)組合，形成了 膜鑲嵌蛋白；將合成的多肽鏈注入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中，然后組合到膜中。 可溶性蛋白質(zhì)直接轉(zhuǎn)入細(xì)胞質(zhì)中33細(xì)胞生物學(xué)

11、內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)2蛋白質(zhì)的運(yùn)輸 分泌型蛋白或溶酶體蛋白：出芽方式 膜鑲34細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)34細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)3蛋白質(zhì)的修飾 有功能的蛋白質(zhì)依賴于蛋白質(zhì)多肽鏈折疊成三維結(jié)構(gòu)，或者進(jìn)行糖基化形成糖蛋白。（1）蛋白質(zhì)的折疊： 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中含有的氧化型谷胱甘肽（GSSG），蛋白二硫異構(gòu)酶（PDI）能催化任何兩個(gè)半胱氨酸殘基之間形成二硫鍵； 分子伴侶系統(tǒng)是屬于熱激蛋白（hsp）家族，在細(xì)胞內(nèi)具有協(xié)助其他蛋白質(zhì)多肽鏈進(jìn)行正確折疊、組裝、轉(zhuǎn)運(yùn)及降解之功能。ER腔內(nèi)含有的分子伴侶hsp70、hsp90家族。35細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)3蛋白質(zhì)的修飾 35細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)36細(xì)胞

12、生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)36細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)（2）蛋白質(zhì)的糖基化： 是指在多肽鏈中特殊的氨基酸殘基側(cè)鏈上，以共價(jià)健連接上單糖和低聚糖形成糖蛋白的過(guò)程。 蛋白質(zhì)與糖連接方式有兩種： N連接糖蛋白：是指糖鏈被連接在多肽鏈中天冬酰胺（Asn）殘基的NH2端，這種糖基化發(fā)生在RER腔內(nèi)； O-連接糖蛋白：是指單糖鏈被連接在多肽鏈中絲氨酸或蘇氨酸殘基側(cè)鏈的-OH端上，這種糖基化發(fā)生在高爾基復(fù)合體腔內(nèi)。 37細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)（2）蛋白質(zhì)的糖基化：37細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)Protein glycosylation in RER38細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)Protein glycos

13、ylation in RER38幾乎所有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白質(zhì)最終被糖基化。糖基化的作用：使蛋白質(zhì)能夠抵抗消化酶的作用；賦予蛋白質(zhì)傳導(dǎo)信號(hào)的功能；某些蛋白只有在糖基化之后才能正確折疊。39細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)幾乎所有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白質(zhì)最終被糖基化。39細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜Protein glycosylation in RER40細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)Protein glycosylation in RER401脂類的合成 生物膜的膜脂幾乎都是由SER合成和運(yùn)輸。 SER可以合成膜脂中的磷脂、膽固醇和糖脂。 2糖原的代謝 在機(jī)體內(nèi)肝和肌肉是糖原貯存最主要組織器官。使葡萄糖6-磷酸水解，釋放

14、糖至血液中。（二）滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能3解毒作用 肝臟是機(jī)體內(nèi)最重要解毒器官，而真正承擔(dān)解毒功能的是肝細(xì)胞中的SER。生化分析，SER膜上含有大量脫甲基酶、脫羧酶、脫氨酶、葡糖醛酸酶以及混合功能的氧化酶系。 41細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)1脂類的合成 （二）滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能3解毒作用 414與調(diào)節(jié)肌肉收縮有關(guān) 在肌細(xì)胞中的肌漿網(wǎng)是Ca2+貯存場(chǎng)所，可通過(guò)釋放和回收Ca2+調(diào)節(jié)肌肉收縮。5與水和電解質(zhì)代謝有關(guān) 哺乳動(dòng)物胃腺中的壁細(xì)胞有發(fā)達(dá)的SER，與鹽酸分泌和滲透壓的調(diào)節(jié)有關(guān)。6與膽汁生成有關(guān) 肝細(xì)胞中的SER可合成部分的膽鹽（占總膽汁的10%） 。42細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)4與調(diào)節(jié)肌肉收縮有關(guān) 肝細(xì)胞中的SER可合成1膜抗原：血型抗原和組織相容性抗原2膜受體：調(diào)節(jié)單位、轉(zhuǎn)換單位、催化單位3、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(RER)和滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(SER)4、RER主要功能是參與蛋白質(zhì)的合成、運(yùn)輸、加工修飾 ； SER主要功能是脂類合成與轉(zhuǎn)運(yùn)、糖原代謝及解毒作用。5、用“信號(hào)假說(shuō)”解釋了蛋白的定向運(yùn)輸。小結(jié)43細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)知識(shí)1膜抗原：血型抗原和組織