細胞質(zhì)基質(zhì)與細胞內(nèi)膜系統(tǒng)細胞生物學

關于細胞質(zhì)基質(zhì)與細胞內(nèi)膜系統(tǒng)細胞生物學第1頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五第一節(jié)細胞質(zhì)基質(zhì)概念:細胞質(zhì)基質(zhì)（胞質(zhì)溶膠）功能:1)為細胞內(nèi)各類生化反應的正常進行提供了相對穩(wěn)定的離子環(huán)境。2）許多代謝過程是在細胞基質(zhì)中完成。3)與細胞質(zhì)骨架功能相關,參與維持細胞形態(tài)，做為細胞器和酶的附著點，并與細胞運動、物質(zhì)運輸和信號轉導有關。4）與生物膜相關的功能。5)參與蛋白質(zhì)的修飾、控制蛋白質(zhì)的壽命、降解變性和錯誤折疊的蛋白選擇性降解，幫助變性或錯誤折疊的蛋白重新折疊成正確的構象等。

第2頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五泛素依賴的蛋白降解途徑第3頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五概念P117第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)及其功能第4頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Porter等1945年發(fā)現(xiàn)于培養(yǎng)的小鼠成纖維細胞，因最初看到的是位于細胞質(zhì)內(nèi)部的網(wǎng)狀結構，故名endoplasmicreticulum，ER。第5頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五一、形態(tài)與組成約占細胞總膜面積的一半，是封閉的網(wǎng)絡系統(tǒng)。分為RER和SER。RER呈扁平囊狀，排列整齊，有核糖體附著。SER呈分支管狀或小泡狀，無核糖體附著。細胞不含純粹的RER或SER，它們分別是ER連續(xù)結構的一部分。第6頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五RER第7頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五SER第8頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五（二）、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能1、蛋白質(zhì)合成(p118)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白質(zhì):分泌蛋白；一些膜的整合蛋白；一些細胞器中的可溶性駐留蛋白；需要修飾的蛋白。第9頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五2、光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是脂質(zhì)合成的重要場所3‘-磷酸甘油脂酰輔酶A?；D移酶磷酸酶內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜脂類雙層膽堿磷酸轉移酶磷脂酸二酰甘油磷脂酰膽堿第10頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五3蛋白質(zhì)的修飾與加工包括糖基化、羥基化、?；⒍蜴I形成，蛋白質(zhì)的折疊和多亞基的裝配，蛋白質(zhì)的切割等。

第11頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五糖基一般連接在4種氨基酸上，分為2種：N-連接的糖基化：與天冬酰胺殘基的NH2連接，糖為N-乙酰葡糖胺。O-連接的糖基化：與Ser、Thr和Hyp的OH連接，連接的糖為半乳糖或N-乙酰半乳糖胺，在高爾基體上進行。幾乎所有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白最終都被糖基化第12頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上進行N-連接的糖基化。糖的供體為核苷糖，如GDP-甘露糖、UDP-N-乙酰葡糖胺。糖分子首先被糖基轉移酶轉移到膜上的磷酸長醇分子上，裝配成寡糖鏈。再被寡糖轉移酶轉到Asn-X-Ser或Asn-X-Thr的Asn上。第13頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五N-乙酰葡糖胺磷酸多萜醇糖基轉移酶與天冬酰胺殘基的NH2連接甘露糖葡萄糖第14頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五ProteinglycosylationinRER第15頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五4、新生多肽的折疊與裝配Bip：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的一類結合蛋白PDI:蛋白二硫鍵異構酶第16頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五5.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的其它作用1）解毒，如肝細胞的細胞色素P450酶系。2）參與甾體類激素的合成。3）儲存鈣離子，作為胞內(nèi)信號物質(zhì)，如肌質(zhì)網(wǎng)。4）提供酶附著的位點和機械支撐作用。第17頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五二、高爾基體煙草根尖細胞高爾基體的電鏡照片第18頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五形態(tài)與組成由扁平囊泡堆積而成，有極性。通常4~8個(某些藻類較多)扁平囊在一起，構成Golgistack。分布于ER與細胞膜間，呈弓形或半球形。凸出的一面對著ER稱為順面（cisface），凹進的一面對著質(zhì)膜稱為反面（transface）。第19頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五高爾基體不同區(qū)域的細胞化學反應：①嗜鋨反應：cis面膜囊被特異地染色；②TPP酶：trans面的膜囊；③NADP酶：顯示中間的膜囊；④CMP酶：靠近trans面的囊狀和管狀結構。第20頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五功能區(qū)隔cisGolginetwork，CGN是入口區(qū)域。medialGolgi，多數(shù)糖基修飾，糖脂的形成以及與高爾基體有關的糖合成發(fā)生于此處。transGolginetwork，TGN是出口區(qū)域，參與蛋白質(zhì)的分類與包裝，最后輸出。

第21頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五高爾基體的膜囊結構及其排列示意圖1、2、3、第22頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五（二）、高爾基體的功能1、高爾基體與細胞的分泌活動第23頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五KDEL信號粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)KDEL受體運輸小泡順面高爾基體到反面高爾基體不含KDEL信號的分泌蛋白第24頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五2、蛋白質(zhì)的糖基化及其修飾N-連接糖基化的修飾哺乳動物高爾基體中進行的N-連接糖基化修飾過程第25頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五3、蛋白酶的水解和其他加工過程：胰島素分子的加工成熟和運輸?shù)?6頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五

三、溶酶體（lysosome）的形態(tài)結構與功能(一)溶酶體的形態(tài)結構與類型1、形態(tài)結構第27頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五酸性水解酶：核酸酶蛋白酶糖苷酶脂肪酶磷酸酶硫酸酯酶磷脂酶2、溶酶體膜的特點胞質(zhì)溶膠第28頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五3、植物溶酶體：圓球體；液泡第29頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五2、溶酶體的三種類型溶酶體的類型及在細胞消化過程中的作用第30頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五二、溶酶體的功能1、防御功能----吞噬作用(phagocytosis)：病毒、細菌、衰老的細胞第31頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五2、清除作用---自噬作用(autophagy)

：衰老的細胞器、細胞饑餓狀態(tài)下第32頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五3、其他功能提供營養(yǎng)：細胞內(nèi)消化參與分泌過程的調(diào)節(jié)多細胞生物的某些發(fā)育階段：兩棲類尾部的消失受精過程：精子的頂體

頂體反應

第33頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五（三）、溶酶體的發(fā)生溶酶體酶的特征N-寡聚糖甘露糖-6-磷酸溶酶體水解酶第34頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五1、酶蛋白的M6P標記（高爾基體順面膜囊）溶酶體酶蛋白信號斑與磷酸轉移酶相互作用第35頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五信號斑(signalpatch)P133：是由幾段信號肽形成的一個三維結構的表面,這幾段信號肽聚集在一起形成一個斑點被磷酸轉移酶識別。信號斑是溶酶體酶的特征性信號。第36頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五溶酶體酶蛋白甘露糖殘基磷酸化的生化反應高爾基體中間膜囊第37頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五2、溶酶體酶的M6P分選途徑(p134)

溶酶體酶的甘露糖6-磷酸分選途徑

第38頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五溶酶體生物發(fā)生總過程第39頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五3、溶酶體酶的M6P分選途徑的發(fā)現(xiàn)遺傳?。嘿A積病，高爾基體內(nèi)缺少N-乙酰葡萄糖胺磷酸轉移酶溶酶體酶運輸小泡與次級內(nèi)體的融合

第40頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五Ⅱ型糖原貯積癥(glycogenstoragediseasetypeⅡ)

是最早發(fā)現(xiàn)的貯積癥。由于常染色體上的一個隱性基因突變，造成了溶酶體缺乏α—葡萄糖苷酶，缺少了這種酶的溶酶體不能把肝細胞中或肌細胞中過剩的糖原進行水解而大量積累在溶酶體內(nèi)，造成溶酶體超載。此病多發(fā)于嬰兒，表現(xiàn)為肌肉無力，心臟增大，心力衰竭,通常于兩周內(nèi)死亡。第41頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五（四）、溶酶體與疾病1、矽肺:職業(yè)病，又稱磨工病，SiO2，2、類風濕性關節(jié)炎：溶酶體膜很易脆裂，其釋放的酶導致關節(jié)組織損傷和發(fā)炎。第42頁，共45頁，2022年，5月20日，19點18分，星期五（五）過氧化物酶體(peroxisome)