細(xì)胞內(nèi)功能區(qū)隔與蛋白質(zhì)分選

IntracellularCompartmentandProteinsSorting第六章

細(xì)胞內(nèi)功能區(qū)隔

與蛋白質(zhì)分選第一節(jié)蛋白質(zhì)分選的基本原理一、蛋白質(zhì)分選信號(hào)二、蛋白質(zhì)分選運(yùn)輸?shù)耐緩降诙?jié)膜泡運(yùn)輸一、衣被類型二、衣被的形成三、膜泡運(yùn)輸?shù)亩ㄏ驒C(jī)制四、細(xì)胞的內(nèi)吞與外排本章內(nèi)容提要本章主要介紹內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、過氧化物酶體的功能和蛋白質(zhì)分選關(guān)于線粒體、葉綠體和細(xì)胞核的功能與蛋白質(zhì)分選將分別在章節(jié)（線粒體與葉綠體）和章節(jié)（細(xì)胞核與染色體）中講解。第一節(jié)蛋白質(zhì)分選的基本原理細(xì)胞內(nèi)合成的蛋白質(zhì)、脂類等物質(zhì)之所以能夠定向的轉(zhuǎn)運(yùn)到特定的細(xì)胞器取決于兩個(gè)方面：其一是蛋白質(zhì)中包含特殊的信號(hào)序列（signalsequence）。其二是細(xì)胞器上具特定的信號(hào)識(shí)別裝置（分選受體，sortingreceptor）。一、蛋白質(zhì)分選信號(hào)①信號(hào)序列（signalsequence）：存在于蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)上的線性序列，通常15-60個(gè)氨基酸殘基，有些在完成蛋白質(zhì)的定向轉(zhuǎn)移后被信號(hào)肽酶（signalpeptidase）切除；通常信號(hào)序列對(duì)所引導(dǎo)的蛋白質(zhì)沒有特異性要求，每一種信號(hào)序列決定特殊的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)方向。②信號(hào)斑（signalpatch）：存在于完成折疊的蛋白質(zhì)中，構(gòu)成信號(hào)斑的信號(hào)序列之間可以不相鄰，折疊在一起構(gòu)成蛋白質(zhì)分選的信號(hào)。signalsequenceandsignalpatch二、蛋白質(zhì)分選運(yùn)輸機(jī)制1、門控運(yùn)輸（gatedtransport）：如核孔可以選擇性的主動(dòng)運(yùn)輸大分子物質(zhì)和RNP（ribonucleoprotein）復(fù)合體，并且允許小分子物質(zhì)自由進(jìn)出細(xì)胞核。2、跨膜運(yùn)輸（transmembranetransport）：蛋白質(zhì)通過跨膜通道進(jìn)入目的地。如細(xì)胞質(zhì)中合成的蛋白質(zhì)通過線粒體上的轉(zhuǎn)位因子（translocator）進(jìn)入線粒體。3、膜泡運(yùn)輸（vesiculartransport）：被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體中加工成衣被小泡，選擇性地運(yùn)輸?shù)桨屑?xì)胞器第二節(jié)胞內(nèi)膜泡運(yùn)輸細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)之間的物質(zhì)傳遞常常通過膜泡運(yùn)輸方式進(jìn)行。各類運(yùn)輸泡之所能夠被準(zhǔn)確地運(yùn)到靶細(xì)胞器，主要取決于膜的表面識(shí)別特征。大多數(shù)運(yùn)輸小泡是在膜的特定區(qū)域以出芽的方式產(chǎn)生的。其表面具有一個(gè)籠子狀的由蛋白質(zhì)構(gòu)成的衣被（coat）。這種衣被在運(yùn)輸小泡與靶細(xì)胞器的膜融合之前解體。一、衣被類型已知三類：籠形蛋白（clathrin）COPICOPII主要作用：選擇性的將特定蛋白聚集在一起，形成運(yùn)輸小泡；如同模具一樣決定運(yùn)輸小泡的外部特征。三種衣被小泡的功能衣被類型GTP酶組成與銜接蛋白運(yùn)輸方向clathrinARFClathrin重鏈與輕鏈，AP2質(zhì)膜→內(nèi)體Clathrin重鏈與輕鏈，AP1高爾基體→內(nèi)體Clathrin重鏈與輕鏈，AP3高爾基體→溶酶體，植物液泡COPIARFCOPαββ’γδεζ高爾基體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)COPIISar1Sec23/Sec24復(fù)合體，Sec13/31復(fù)合體，Sec16內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體（一）籠形蛋白衣被小泡相關(guān)運(yùn)輸途徑：質(zhì)膜→內(nèi)體，高爾基體→內(nèi)體，高爾基體→溶酶體、植物液泡。（一）籠形蛋白衣被小泡結(jié)構(gòu)：由3個(gè)重鏈和3個(gè)輕鏈組成，形成一個(gè)具有3個(gè)曲臂的形狀。許多籠形蛋白的曲臂部分交織在一起，形成具有5邊形網(wǎng)孔的籠子。銜接蛋白(adaptin)：介于籠形蛋白與配體受體復(fù)合物之間，起連接作用。目前至少發(fā)現(xiàn)4種，分別結(jié)合不同類型的受體，形成不同性質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)小泡。目前至少發(fā)現(xiàn)4種不同類型的銜接蛋白，可分別結(jié)合不同類型的受體，形成不同性質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)小泡:如AP1參與高爾基體→內(nèi)體的運(yùn)輸、AP2參與質(zhì)膜→內(nèi)體的運(yùn)輸、AP3參與高爾基體→溶酶體的運(yùn)輸。衣被類型GTP酶組成與銜接蛋白運(yùn)輸方向clathrinARFClathrin重鏈與輕鏈，AP2質(zhì)膜→內(nèi)體Clathrin重鏈與輕鏈，AP1高爾基體→內(nèi)體Clathrin重鏈與輕鏈，AP3高爾基體→溶酶體，植物液泡COPIARFCOPαββ’γδεζ高爾基體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)COPIISar1Sec23/Sec24復(fù)合體，Sec13/31復(fù)合體，Sec16內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體Clathrincoatedvesicles轉(zhuǎn)到Selectivetransportbyclathrincoatedvesicles切換當(dāng)籠形蛋白衣被小泡形成時(shí)，可溶性蛋白動(dòng)力素（dynamin）聚集成一圈圍繞在芽的頸部，將小泡柄部的膜盡可能地拉近（小于1.5nm），從而導(dǎo)致膜融合，掐斷衣被小泡。動(dòng)力素是一種GTP酶，調(diào)節(jié)小泡以出芽形式脫離膜的速率。動(dòng)力素可以召集其它可溶性蛋白在小泡的頸部聚集，通過改變膜的形狀和膜脂的組成，促使小跑頸部的膜融合，形成衣被小泡。（二）COPI衣被小泡功能：負(fù)責(zé)回收、轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，由7種蛋白組成?；厥招盘?hào)：蛋白二硫鍵異構(gòu)酶和協(xié)助折疊的分子伴侶，在C端含有一段回收信號(hào)序列:Lys-Asp-Glu-Leu（KDEL）賴-天-谷-亮內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜蛋白（如SRP受體）在C端有一個(gè)不同的回收信號(hào)Lys-Lys-X-X。COPI：可以介導(dǎo)高爾基體不同區(qū)域間的蛋白質(zhì)運(yùn)輸。

注:SRP,信號(hào)識(shí)別顆粒，功能：識(shí)別信號(hào)肽與之結(jié)合，暫時(shí)中止新生肽的合成，同時(shí)與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的?？康鞍捉Y(jié)合,使核糖體附著到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，并進(jìn)行新生肽的轉(zhuǎn)移。CopIVesicles對(duì)照CopIandIIVesiclesLys-Asp-Glu-Leu（KDEL）對(duì)照（三）COPⅡ衣被小泡介導(dǎo)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的物質(zhì)運(yùn)輸。COPII衣被由多種蛋白質(zhì)構(gòu)成，其中Sar1GTP酶與Sec23/Sec24復(fù)合體結(jié)合在一起，形成緊緊包圍著膜的一層衣被，Sec13/Sec31復(fù)合體形成覆蓋在外圍的一層衣被，Sec16推測(cè)可能是一種骨架蛋白，Sec12是Sar1的鳥苷酸交換因子。在實(shí)驗(yàn)條件下，純化的Sar1、Sec23/Sec24、Sec13/Sec31等5種成分足以在人工脂質(zhì)體上形成小泡，說明這些成分具有改變膜的形狀和掐斷運(yùn)輸小泡的功能COPII衣被小泡形成于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的特殊部位，稱為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)出口，這些部位沒有核糖體，由交織在一起的管道和囊泡組成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。（三）COPⅡ衣被小泡由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)中，大多數(shù)跨膜蛋白是直接結(jié)合在COPII衣被上，但是少數(shù)跨膜蛋白和多數(shù)可溶性蛋白通過受體與COPII衣被結(jié)合，這些受體在完成轉(zhuǎn)運(yùn)后，通過COPI衣被小泡返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。COPII衣被所識(shí)別的分選信號(hào)位于跨膜蛋白胞質(zhì)面的結(jié)構(gòu)域，形式多樣，有些包含雙酸性基序[DE]X[DE]（D為Asp，E為Glu，X為任何一種氨基酸），如Asp-X-Glu序列，其他一些具有短的疏水基序，如FF，YYM，F(xiàn)Y，LL，IL等等（其中F為Phe，Y為Tyr，M為Met，L為Leu，I為Ile）。三種衣被小泡的功能衣被類型GTP酶組成與銜接蛋白運(yùn)輸方向clathrinARFClathrin重鏈與輕鏈，AP2質(zhì)膜→內(nèi)體Clathrin重鏈與輕鏈，AP1高爾基體→內(nèi)體Clathrin重鏈與輕鏈，AP3高爾基體→溶酶體，植物液泡COPIARFCOPαββ’γδεζ高爾基體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)COPIISar1Sec23/Sec24復(fù)合體，Sec13/31復(fù)合體，Sec16內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體二、衣被形成衣被是在一類叫作衣被召集GTP酶（coat-recruitmentGTPase）作用下形成的。衣被召集GTP酶通常為單體GTP酶，也叫G蛋白，起分子開關(guān)的作用，結(jié)合GDP的形式?jīng)]有活性，位于細(xì)胞質(zhì)中，結(jié)合GTP而活化，轉(zhuǎn)位至膜上，能與衣被蛋白結(jié)合，促進(jìn)核化和組裝。G蛋白具有兩類重要的調(diào)節(jié)蛋白，即：鳥苷酸交換因子（guanine-nucleotideexchangefactor,GEF）和GTP酶激活蛋白（GTPaseactivatingprotein,GAP）。GEF的作用是使G蛋白釋放GDP，結(jié)合GTP而激活。GAP的作用是激活G蛋白的酶活性，使GTP水解，G蛋白失活，G蛋白本身的GTP酶活性不高。除單體G蛋白以外，三聚體G蛋白也起分子開關(guān)的作用，控制衣被小泡的形成。二、衣被形成衣被召集GTP酶包括Arf蛋白和Sar1蛋白，ARF參與高爾基體上籠形蛋白衣被與COPI衣被的形成，Sar1參與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上COPII衣被的形成。衣被類型GTP酶組成與銜接蛋白運(yùn)輸方向clathrinARFClathrin重鏈與輕鏈，AP2質(zhì)膜→內(nèi)體Clathrin重鏈與輕鏈，AP1高爾基體→內(nèi)體Clathrin重鏈與輕鏈，AP3高爾基體→溶酶體，植物液泡COPIARFCOPαββ’γδεζ高爾基體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)COPIISar1Sec23/Sec24復(fù)合體，Sec13/31復(fù)合體，Sec16內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體二、衣被形成衣被召集GTP酶大量存在于細(xì)胞質(zhì)中，但處于結(jié)合GDP的失活狀態(tài)。當(dāng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上要形成COPII衣被小泡時(shí)，Sar1釋放GDP結(jié)合GTP而激活，激活的Sar1暴露出一條脂肪酸的尾巴，插入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，然后開始召集衣被蛋白，以衣被蛋白為模型形成運(yùn)輸小泡?；罨囊卤徽偌疓TP酶還可以激活磷脂酶D,將一些磷脂水解，使形成衣被的蛋白質(zhì)牢固地結(jié)合在膜上。衣被召集GTP酶對(duì)衣被的形成其動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)作用，當(dāng)多數(shù)衣被召集GTP酶處于結(jié)合GTP的狀態(tài)時(shí)，它催化衣被的形成；反之當(dāng)多數(shù)衣被召集GTP酶處于結(jié)合GDP的狀態(tài)時(shí)，它催化衣被的解體。因此衣被的形成過程是邊形成便解體的動(dòng)態(tài)過程，只有在組裝速率大于解體速率時(shí)，才能形成衣被小泡。Coatassembly衣被小泡沿著細(xì)胞內(nèi)的微管被運(yùn)輸?shù)桨屑?xì)胞器，馬達(dá)蛋白水解ATP提供運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力。各類運(yùn)輸小泡之所以能夠被準(zhǔn)確地和靶膜融合，是因?yàn)檫\(yùn)輸小泡表面的標(biāo)志蛋白能被靶膜上的受體識(shí)別，其中涉及識(shí)別過程的兩類關(guān)鍵性的蛋白質(zhì)是SNAREs（solubleNSFattachmentproteinreceptor,可溶性NSF附著蛋白受體）和Rabs（targetingGTPase）。其中SNARE介導(dǎo)運(yùn)輸小泡特異性停泊和融合Rab的作用是使運(yùn)輸小泡靠近靶膜。NSF,N-乙基馬來酰亞胺敏感因子(N-ethylmaleimide-sensitivefactor)三、膜泡運(yùn)輸?shù)亩ㄏ驒C(jī)制（一）SNAREsSNAREs的作用是保證識(shí)別的特異性和介導(dǎo)運(yùn)輸小泡與目標(biāo)膜的融合，動(dòng)物細(xì)胞中已發(fā)現(xiàn)20多種SNAREs，分別分布于特定的膜上，位于運(yùn)輸小泡上的叫作v-SNAREs，位于靶膜上的叫作t-SNAREs。v-SNAREs和t-SNAREs都具有一個(gè)螺旋結(jié)構(gòu)域，能相互纏繞形成跨SNAREs復(fù)合體（trans-SNAREscomplexes），并通過這個(gè)結(jié)構(gòu)將運(yùn)輸小泡的膜與靶膜拉在一起，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸小泡特異性停泊和融合。實(shí)驗(yàn)證明：包含了SNARE的脂質(zhì)體和包含匹配SNARE的脂質(zhì)體間可發(fā)生融合，盡管速度較慢。這說明除了SNARE之外，還有其他的蛋白參與運(yùn)輸泡與目的膜的融合。三、膜泡運(yùn)輸?shù)亩ㄏ驒C(jī)制在SNAREs接到新一輪的運(yùn)輸小泡停泊之前，SNAREs必須以分離的狀態(tài)存在，NSF（N-ethylmaleimide-sensitivefusionprotein,NSF）催化SNAREs的分離，它是一種類似分子伴娘的ATP酶，能夠利用ATP作為能量通過插入幾個(gè)適配蛋白（adaptorprotein）將SNAREs復(fù)合體的螺旋纏繞分開。（二）RabsRab也叫targetingGTPase，屬于單體GTP酶不同膜上具有不同的Rab，每一種細(xì)胞器至少含有一種以上的Rab。Rabs的作用是促進(jìn)和調(diào)節(jié)運(yùn)輸小泡的停泊和融合。與衣被召集GTP酶相似的是，起分子開關(guān)作用，結(jié)合GDP失活，位于細(xì)胞質(zhì)中，結(jié)合GTP激活；位于細(xì)胞膜、內(nèi)膜和運(yùn)輸小泡膜上，調(diào)節(jié)SNAREs復(fù)合體的形成。Rabs的調(diào)節(jié)蛋白與其它G蛋白的相似。Rabs還有許多效應(yīng)因子（effector），其作用是幫助運(yùn)輸小泡聚集和靠近靶膜，觸發(fā)SNAREs釋放它的抑制因子（圖6-14）。許多運(yùn)輸小泡只有在包含了特定的Rabs和SNAREs之后才能形成。圖Rab的作用)。

圖Rab蛋白的結(jié)構(gòu)Rab蛋白在小泡的轉(zhuǎn)運(yùn)和融合中的調(diào)節(jié)機(jī)理可能是：供體膜上的鳥嘌呤核苷釋放蛋白(GNRP)識(shí)別胞質(zhì)溶膠中特異的Rab蛋白，誘導(dǎo)GDP的釋放并和GTP結(jié)合，進(jìn)而改變Rab蛋白的構(gòu)型，改變了構(gòu)型的Rab蛋白暴露出其脂基團(tuán)，從而將Rab蛋白錨定到膜上。運(yùn)輸小泡形成后，在V-SNARE的引導(dǎo)下，到達(dá)受體膜的T-SNARE部位，Rab幫助小泡與受體膜結(jié)合。Rab蛋白上的GTP水解后從膜中釋放出來，而小泡卻鎖定在受體膜上，釋放出的Rab進(jìn)入胞質(zhì)溶膠進(jìn)行再利用)。圖9-72Rab蛋白在小泡運(yùn)輸和融合中的調(diào)節(jié)作用圖

運(yùn)輸小泡尋靶與融合模型圖

運(yùn)輸小泡尋靶與融合模型四、受體介導(dǎo)的內(nèi)吞內(nèi)吞可分為兩類，批量內(nèi)吞和受體介導(dǎo)的內(nèi)吞:

批量內(nèi)吞是非特異性的攝入細(xì)胞外物質(zhì)，細(xì)胞表面的內(nèi)陷（caveolae）是發(fā)生非特異性內(nèi)吞的部位。

受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用是一種選擇濃縮機(jī)制。低密脂蛋白、運(yùn)鐵蛋白、生長因子、胰島素等蛋白類激素、糖蛋白等，都是通過受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用進(jìn)行的。低密脂蛋白的吸收：膽固醇主要在肝細(xì)胞中合成，隨后與磷脂和蛋白質(zhì)形成低密脂蛋白（low-densitylipoproteins，LDL），釋放到血液中。LDL顆粒的質(zhì)量為3X106Da，芯部含有被長鏈脂肪酸酯化膽固醇分子。周圍由磷脂和膽固醇構(gòu)成的脂單層包圍，并且還有一個(gè)較大的載脂蛋白B(apo-B)

LDLParticle未酯化的LDLendocytosisRecyclingofLDLreceptors內(nèi)體（endosome）內(nèi)部為酸性環(huán)境，膜上具有質(zhì)子泵，似乎和溶酶體相似，只是不包含水解酶，它是各類內(nèi)吞小泡向溶酶體運(yùn)輸?shù)闹薪?LDLEndocytosis受體回收途徑：①大部分受體返回它們?cè)瓉淼馁|(zhì)膜結(jié)構(gòu)域，如LDL受體；②有些進(jìn)入溶酶體，在那里被消化，如EGF表皮生長因子的受體，稱為受體下行調(diào)節(jié)（receptordown-regulation）；③有些被運(yùn)至質(zhì)膜不同的結(jié)構(gòu)域，形成穿胞運(yùn)輸（transcytosis）。如母鼠的抗體從血液通過上皮細(xì)胞進(jìn)入母乳中，乳鼠腸上皮細(xì)胞將抗體攝人體內(nèi)，都是通過穿胞運(yùn)輸完成的。五、外排作用組成型的外排由高爾基體TGN區(qū)分泌囊泡向質(zhì)膜運(yùn)輸?shù)倪^程，其作用在于更新膜蛋白和膜脂、形成細(xì)胞外基質(zhì)、或作為營養(yǎng)成分和信號(hào)分子。在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中合成的蛋白質(zhì)除了某些有特殊標(biāo)志的蛋白駐留在ER或高爾基體中或選擇性地進(jìn)入溶酶體和調(diào)節(jié)性分泌泡外，其余的蛋白均沿著粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→分泌泡→細(xì)胞表面這一途徑完成其轉(zhuǎn)運(yùn)過程。五、外排作用調(diào)節(jié)型外排分泌物（如激素、或酶）儲(chǔ)存在分泌泡內(nèi)，當(dāng)細(xì)胞在受到胞外信號(hào)刺激時(shí)，分泌泡與質(zhì)膜融合并將內(nèi)含物釋放出去。調(diào)節(jié)性的外排途徑存在于特殊機(jī)能的細(xì)胞中蛋白分選信號(hào)存在于蛋白本身，由高爾基體TGN上特殊的受體選擇性地包裝為運(yùn)輸小泡。第三節(jié)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)（endoplasmicreticulum，ER）。一、形態(tài)與組成約占細(xì)胞總膜面積的一半，是封閉的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。分為粗面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（roughendoplasmicreticulum，RER）和光面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（smoothendoplasmicreticulum，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(xì)胞不含純粹的RER或SER，它們分別是ER連續(xù)結(jié)構(gòu)的一部分。ERRERSERER主要功能是合成蛋白質(zhì)和脂類，分泌性蛋白和跨膜蛋白都是在ER中合成的。ER膜中含大約60%的蛋白和40%的脂類，脂類主要成分為磷脂，磷脂酰膽堿含量較高，鞘磷脂含量較少，沒有或很少含膽固醇。ER約有30多種膜結(jié)合蛋白，另有30多種位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔這些蛋白的分布具有異質(zhì)性，如：葡糖-6-磷酸酶，普遍存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，被認(rèn)為是標(biāo)志酶，核糖體結(jié)合糖蛋白（ribophorin）只分布在RER，P450酶系只分布在SER。二、ER的功能（一）、蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)都是在核糖體上合成的，并且起始于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，但是有些蛋白質(zhì)在合成開始不久后便轉(zhuǎn)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成，這些蛋白主要有：向細(xì)胞外分泌的蛋白、如抗體、激素；膜的整合蛋白；需要與其它細(xì)胞組合嚴(yán)格分開的酶，如溶酶體的各種水解酶；需要進(jìn)行修飾的蛋白，如糖蛋白。內(nèi)膜系統(tǒng)的蛋白質(zhì)分選動(dòng)畫1動(dòng)畫2ProteinSortingC.Milstein（1972）發(fā)現(xiàn)從骨髓瘤細(xì)胞提取的免疫球蛋白分子N端要比分泌到細(xì)胞外的N端多出一段。G.Blobel和D.Sabatini等根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)，提出了信號(hào)假說（Signalhypothesis），認(rèn)為蛋白質(zhì)上的信號(hào)肽，指導(dǎo)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成。Blobel因此項(xiàng)發(fā)現(xiàn)獲1999年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成至少涉及5種成分：①信號(hào)肽（signalpeptide），是引導(dǎo)新合成肽鏈轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的一段多肽，位于新合成肽鏈的N端，一般16~30個(gè)氨基酸殘基，含有6-15個(gè)帶正電荷的非極性氨基酸，由于信號(hào)肽又是引導(dǎo)肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的一段序列，又稱開始轉(zhuǎn)移序列（starttransfersequence）。②信號(hào)識(shí)別顆粒（signalrecognitionparticle，SRP），由6種結(jié)構(gòu)不同的多肽組成，結(jié)合一個(gè)7SRNA，分子量325KD，屬于一種核糖核蛋白(ribonucleoprotein)。SRP與信號(hào)序列結(jié)合，導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成暫停。③SRP受體（SPRreceptor），是膜的整合蛋白，為異二聚體蛋白，存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，可與SRP特異結(jié)合。④停止轉(zhuǎn)移序列（stoptransfersequence），肽鏈上的一段特殊序列，與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的親合力很高，能阻止肽鏈繼續(xù)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔，使其成為跨膜蛋白質(zhì)。⑤轉(zhuǎn)位因子（translocator），由3-4個(gè)Sec61蛋白復(fù)合體構(gòu)成的一個(gè)類似炸面圈的結(jié)構(gòu)，每個(gè)Sec61蛋白由三條肽鏈組成。蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的過程：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)合成，同時(shí)信號(hào)肽引導(dǎo)新生肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔→信號(hào)肽切除→肽鏈延伸至終止→翻譯體系解散。這種肽鏈邊合成邊向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔轉(zhuǎn)移的方式，稱為co-translation（二）、蛋白質(zhì)的修飾與加工包括糖基化、羥基化、?；⒍蜴I形成等，其中最主要的是糖基化，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：①使蛋白質(zhì)能夠抵抗消化酶的作用；②賦予蛋白質(zhì)傳導(dǎo)信號(hào)的功能；③某些蛋白只有在糖基化之后才能正確折疊。糖基一般連接在4種氨基酸上，分為2種：O-連接的糖基化（O-linkedglycosylation）：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(jìn)行O-連接的糖基化。N-連接的糖基化（N-linkedglycosylation）：與天冬酰胺殘基的NH2連接，糖為N-乙酰葡糖胺。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上進(jìn)行的為N-連接的糖基化。糖的供體為核苷糖(nucleotidesugar)，如CMP-唾液酸、GDP-甘露糖、UDP-N-乙酰葡糖胺等。糖分子首先被糖基轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移到膜上的磷酸長醇（dolicholphosphate）分子上，裝配成寡糖鏈。再被寡糖轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)到新合成肽鏈特定序列（Asn-X-Ser或Asn-X-Thr）的天冬酰胺殘基上。ProteinglycosylationinRER（三）、新生肽鏈的折疊、組裝和運(yùn)輸COPII介導(dǎo)由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)輸出的膜泡運(yùn)輸，這種膜泡由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的排出位點(diǎn)（exitsites）以出芽的方式排出。不同的蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中停留的時(shí)間不同，這主要取決于蛋白質(zhì)完成正確折疊和組裝的時(shí)間，這一過程是在屬于hsp70家族的ATP酶的作用下完成的，需要消耗能量。有些無法完成正確折疊的蛋白質(zhì)被輸出內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，轉(zhuǎn)入溶酶體中降解掉，大約90%的新合成的T細(xì)胞受體亞單位和乙酰膽堿受體都被降解掉，而從未到達(dá)靶細(xì)胞膜。（四）、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的其它作用合成磷脂、膽固醇等膜脂，合成后以出芽的方式轉(zhuǎn)運(yùn)至高爾基體，溶酶體和質(zhì)膜上，或借磷脂轉(zhuǎn)移蛋白（PTP）形成水溶性復(fù)合物，轉(zhuǎn)至其他膜上。解毒，如肝細(xì)胞的細(xì)胞色素P450酶系。參與甾體類激素的合成。使葡糖6-磷酸水解，釋放糖至血液中。儲(chǔ)存鈣離子，作為細(xì)胞內(nèi)信號(hào)物質(zhì)，如肌質(zhì)網(wǎng)。提供酶附著的位點(diǎn)和機(jī)械支撐作用。細(xì)胞膜所需要的最重要的磷脂是在光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的。在光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的磷脂先作為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的構(gòu)成部分，然后再轉(zhuǎn)運(yùn)給其他的膜。圖是光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成磷脂酰膽堿的過程，反應(yīng)中最先形成的磷脂被包埋在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜中，但朝向胞質(zhì)溶膠；合成的終產(chǎn)物磷脂酰膽堿仍然存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中。催化反應(yīng)的酶類既有存在于胞質(zhì)溶膠中的，也有存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的膜蛋白。磷脂的合成磷脂酰膽堿在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的合成過程首先，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中脂肪酸與胞質(zhì)溶膠中的磷酸甘油結(jié)合，然后脫磷，并內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中膽堿磷脂轉(zhuǎn)移酶的作用下，將胞質(zhì)溶膠中的CDP-膽堿與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中的甘油脂肪酸結(jié)合形成磷脂酰膽堿。新合成的磷脂酰膽堿朝向胞質(zhì)溶膠一側(cè)，但可在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中磷脂轉(zhuǎn)位酶的作用下翻轉(zhuǎn)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的腔面。磷脂轉(zhuǎn)位蛋白與翻轉(zhuǎn)酶（flippase）磷脂的合成都是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的胞質(zhì)溶膠面，但在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的磷脂幾分鐘之后就由胞質(zhì)溶膠面轉(zhuǎn)向膜的另一面，即內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔面，磷脂的轉(zhuǎn)位是由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中磷脂轉(zhuǎn)位蛋白（phospholipidtranslocator）或稱翻轉(zhuǎn)酶幫助的。翻轉(zhuǎn)酶催化的磷脂移動(dòng)也是有選擇性的，如能夠翻轉(zhuǎn)磷脂酰膽堿的翻轉(zhuǎn)酶則不能催化其他的磷脂翻轉(zhuǎn)，這樣保證了膜中磷脂分布的不對(duì)稱。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的磷脂不斷合成，使得內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜面積越來越大，必須有一種機(jī)制將磷脂轉(zhuǎn)運(yùn)到其它的膜才能維持內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的平衡，這就是磷脂轉(zhuǎn)運(yùn)。磷脂的轉(zhuǎn)運(yùn)有兩種方式。一種是憑借一種水溶性蛋白，叫磷脂交換蛋白（phospholipidexchangproteins，PEP）的作用一種是以出芽的方式轉(zhuǎn)運(yùn)到高爾基體、溶酶體和細(xì)胞質(zhì)膜上磷脂轉(zhuǎn)運(yùn)（a）通過小泡運(yùn)輸將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的脂轉(zhuǎn)運(yùn)到其他內(nèi)膜系統(tǒng)的膜上包括細(xì)胞核膜；（b）通過磷脂轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的脂轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體、葉綠體和過氧化物酶體的膜中。

分泌類固醇激素的細(xì)胞如腎上腺細(xì)胞、睪丸間質(zhì)細(xì)胞和黃體細(xì)胞都有豐富的光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，并在光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上含有合成膽固醇和將膽固醇轉(zhuǎn)化為激素的全套酶系；所以光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)能夠合成膽固醇，然后將膽固醇氧化、還原、水解進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成各種類固醇激素。類固醇激素的合成涉及多個(gè)途徑中的酶，包括存在于胞質(zhì)溶膠和光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的酶類。但是合成的起始物質(zhì)是膽固醇前體物質(zhì)甲羥戊酸（mevalonate），它的合成是由光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的HMG-CoA還原酶(3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A

)催化的。類固醇激素的合成肝細(xì)胞解毒

光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)能夠?qū)ν鈦淼挠卸疚镔|(zhì)，如農(nóng)藥、毒素和污染物進(jìn)行解毒。多數(shù)解毒反應(yīng)與氧化作用有關(guān)，有些也涉及還原和水解，或者三者結(jié)合，使有毒物質(zhì)由脂溶性轉(zhuǎn)變成水溶性而被排出體外，此過程稱為肝細(xì)胞的解毒作用，主要在肝細(xì)胞的光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中進(jìn)行。

細(xì)胞色素P-450（cytochromeP-450）的羥基化作用微粒體的混合功能的氧化酶系統(tǒng)類似一條呼吸鏈，由幾個(gè)組分組成，核心成員是細(xì)胞色素P-450.細(xì)胞色素P-450參與有毒物質(zhì)以及類固醇和脂肪酸的羥基化，羥基化涉及四個(gè)基本反應(yīng)∶被氧化的物質(zhì)同細(xì)胞色素P-450結(jié)合→細(xì)胞色素P-450中的鐵原子被NADPH還原→氧同細(xì)胞色素P-450結(jié)合→底物結(jié)合一個(gè)氧原子被氧化，另一個(gè)氧原子用于形成水。被氧化的底物由于帶上羥基，增強(qiáng)水溶性，容易被分泌排出。

從肝細(xì)胞中分離的微粒體在氧和NADPH存在下,將一些有毒物質(zhì)氧化,并且每氧化一分子底物,要消耗一分子的氧,進(jìn)而將NADPH轉(zhuǎn)變成NADP+。

由于這種反應(yīng)的一個(gè)氧原子出現(xiàn)在產(chǎn)物中,其他則存在于水分子中,所以將催化這種類型氧化作用的酶稱為混合功能的氧化酶。肝細(xì)胞的一個(gè)重要功能是維持血液中葡萄糖水平的恒定,這一功能與葡萄糖-6-磷酸酶的作用密切相關(guān)。肝細(xì)胞是以糖原顆粒的形式儲(chǔ)存葡萄糖，肝細(xì)胞光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的胞質(zhì)溶膠面附著有糖原顆粒,當(dāng)肌體需要葡萄糖時(shí)，糖原即被降解。肝細(xì)胞中的糖原降解是受激素控制的，激素作為信號(hào)分子激發(fā)cAMP的濃度升高，然后由cAMP激活蛋白激酶A，蛋白激酶A能夠激活將糖原水解生成1-磷酸葡萄糖的酶。由于1-磷酸葡萄糖不能夠通過擴(kuò)散穿過細(xì)胞質(zhì)膜進(jìn)入血液，需要先轉(zhuǎn)變成葡萄糖-6-磷酸，然后由光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的葡萄糖-6-磷酸酶將葡萄糖-6-磷酸水解生成葡萄糖和無機(jī)磷，釋放游離的葡萄糖進(jìn)入血液,維持血液中葡萄糖水平的恒定。

在肝細(xì)胞中，糖原裂解釋放葡萄糖-1-磷酸，然后再轉(zhuǎn)變成葡萄糖-6-磷酸，由于磷酸化的葡萄糖不能通過細(xì)胞質(zhì)膜，光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的葡萄糖-6-磷酸酶將葡萄糖-6-磷酸水解為葡萄糖和磷酸后，葡萄糖就可穿過細(xì)胞質(zhì)膜進(jìn)入血液。5Ca2+離子的調(diào)節(jié)作用肌質(zhì)網(wǎng)是細(xì)胞內(nèi)特化的光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，是貯存Ca2+的細(xì)胞器。肌質(zhì)網(wǎng)膜上重要的膜蛋白是Ca2+-ATP酶，光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)可構(gòu)成心肌和骨胳肌肌原纖維周圍的肌質(zhì)網(wǎng)。當(dāng)肌細(xì)胞膜的興奮信號(hào)傳遞到肌質(zhì)網(wǎng)時(shí)則引起肌質(zhì)網(wǎng)釋放Ca2+，從而導(dǎo)致肌細(xì)胞的收縮活動(dòng)。當(dāng)肌肉松弛時(shí)，鈣離子又重新泵回肌質(zhì)網(wǎng)。所以肌質(zhì)網(wǎng)實(shí)際上是作為鈣庫，其內(nèi)有鈣結(jié)合蛋白，每個(gè)鈣結(jié)合蛋白可以結(jié)合30個(gè)左右的Ca2+。微粒體(microsome)

在細(xì)胞勻漿和差速離心過程中獲得的由破碎的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)自我融合形成的近似球形的膜囊泡狀結(jié)構(gòu)在體外實(shí)驗(yàn)中,具有蛋白質(zhì)合成、蛋白質(zhì)糖基化和脂類合成等內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的基本功能。第四節(jié)高爾基體最早發(fā)現(xiàn)于1855年，1889年，Golgi用銀染法，在貓頭鷹的神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)觀察到了清晰的結(jié)構(gòu)，因此定名為高爾基體。20世紀(jì)50年代以后才正確認(rèn)識(shí)它的存在和結(jié)構(gòu)。一、形態(tài)與組成是由數(shù)個(gè)扁平囊泡堆在一起形成的高度有極性的細(xì)胞器。常分布于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與細(xì)胞膜之間，呈弓形或半球形。凸出的一面對(duì)著內(nèi)質(zhì)網(wǎng)稱為形成面或順面（cisface）。凹進(jìn)的一面對(duì)著質(zhì)膜稱為成熟面或反面（transface）。順面和反面都有一些或大或小的運(yùn)輸小泡。扁平囊直徑約1um，單層膜構(gòu)成，中間為囊腔，周緣多呈泡狀，4~8個(gè)扁平囊在一起(某些藻類可達(dá)一二十個(gè))，構(gòu)成高爾基體的主體(Golgistack)。TheGolgiApparatus二、功能區(qū)隔高爾基體順面的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（cisGolginetwork，CGN），是高爾基體的入口區(qū)域。高爾基體中間膜囊（medialGolgi），多數(shù)糖基修飾，糖脂的形成以及與高爾基體有關(guān)的糖合成均發(fā)生此處。高爾基體反面的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（transGolginetwork，TGN），是高爾基體的出口區(qū)域，功能是參與蛋白質(zhì)的分類與包裝，最后輸出。三、主要功能1、參與細(xì)胞分泌活動(dòng)

rER上合成蛋白質(zhì)→進(jìn)入ER腔→COPII運(yùn)輸泡→進(jìn)入CGN→在medialGdgi中加工→在TGN形成運(yùn)輸泡→運(yùn)輸與質(zhì)膜融合、排出。

高爾基體對(duì)蛋白質(zhì)的分類，依據(jù)的是蛋白質(zhì)上的信號(hào)肽或信號(hào)斑。2、蛋白質(zhì)的糖基化O-連接的糖基化在高爾基體中進(jìn)行，糖的供體為核苷糖。高爾基體分泌功能示意圖第五節(jié)溶酶體與過氧化物酶體一、溶酶體的形態(tài)特征與化學(xué)組成溶酶體的一般特征：溶酶體是由一層單位膜包圍而成的一種異質(zhì)性(heterogeneous)的細(xì)胞器,不同來源的溶酶體形態(tài)、大小,甚至所含有酶的種類都有很大的不同。溶酶體呈小球狀,大小變化很大。溶酶體的酶有60余種，這些酶的最適pH值是5.0，它們都是水解酶類，在酸性pH條件下具有最高的活性，故均為酸性水解酶

(acidhydrolases)。溶酶體的酶包括：α-葡萄糖苷酶、蛋白酶、核酸酶、脂酶等，其中酸性磷酸酶是溶酶體的標(biāo)志酶?！袢苊阁w的外被是一層單位膜,含有較多的鞘磷脂?！袢苊阁w膜中嵌有質(zhì)子泵,以此維持溶酶體內(nèi)部的酸性環(huán)境(pH約為5)?！窬哂卸喾N載體蛋白用于水解的產(chǎn)物向外運(yùn)送?！袢苊阁w膜含有高度糖基化膜整合蛋白,

這些膜整合蛋白的功能可能是保護(hù)溶酶體的膜免遭溶酶體內(nèi)酶的攻擊,有利于防止自身膜蛋白的降解。溶酶體的膜二、溶酶體的類型1.初級(jí)溶酶體(primarylysosome)2.次級(jí)溶酶體(secondarylysosome)3.殘余體初級(jí)溶酶體(primarylysosome)

呈球形，此類溶酶體是剛剛從反面高爾基體形成的小囊泡，僅含有水解酶類，但無作用底物，外面只有一層單位膜，其中的酶處于非活性狀態(tài)。次級(jí)溶酶體次級(jí)溶酶體（消化泡）是由初級(jí)溶酶體與細(xì)胞吞噬作用所產(chǎn)生的吞噬體相互融合而成的溶酶體中含有水解酶和相應(yīng)的底物，是一種將要或正在進(jìn)行消化作用的溶酶體。

根據(jù)所消化的物質(zhì)來源不同，分為

自噬性溶酶體

異噬性溶酶體自噬性溶酶體

作用底物是內(nèi)源性

發(fā)生條件：①細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)衰老、變性；②機(jī)體發(fā)生饑餓；③細(xì)胞本身發(fā)生病變④具有分泌功能的細(xì)胞調(diào)節(jié)細(xì)胞的分泌活動(dòng)。作用底物是外源性的，常見于單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)2.異噬性溶酶體 3.殘余小體（1）脂褐質(zhì)：電子致密度高，常含淺亮的脂滴（2）含鐵小體：50～60nm，充滿含鐵顆粒，正常的單核吞噬細(xì)胞常見 （3）多泡體：0.2～0.3μm，內(nèi)含許多小泡（4）髓樣結(jié)構(gòu)：膜成分髓樣排列細(xì)胞內(nèi)的消化作用自溶作用對(duì)細(xì)胞外物質(zhì)的消化作用三、溶酶體的功能1．異噬作用：溶酶體對(duì)外源性異物的消化過程。異噬作用的意義：①為細(xì)胞的生存提供營養(yǎng)物質(zhì)。如膽固醇的攝取。②對(duì)機(jī)體起著防御的功能。如對(duì)病原體的消化作用。細(xì)胞內(nèi)的消化作用自噬作用：溶酶體消化細(xì)胞自身受損傷的細(xì)胞結(jié)構(gòu)、衰老的細(xì)胞器或細(xì)胞器碎片的過程。自噬作用的意義：①細(xì)胞新陳代謝的重要方式。如線粒體的平均壽命約10天，核糖體約5天。②機(jī)體和細(xì)胞的自我保護(hù)。應(yīng)激狀態(tài)時(shí)自噬作用會(huì)大大增加。如饑餓、受損傷或快要死亡的細(xì)胞等。具有分泌功能的細(xì)胞，?？赏ㄟ^自噬作用來調(diào)節(jié)細(xì)胞的分泌活動(dòng)。2．自溶作用自溶作用是指在細(xì)胞內(nèi)溶酶體膜破裂，消化酶釋放出來進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，結(jié)果細(xì)胞本身被消化。在正常情況下,溶酶體的膜是十分穩(wěn)定的,不會(huì)對(duì)細(xì)胞自身造成傷害。在多細(xì)胞生物的發(fā)育過程中，生物體形態(tài)建成或需廢棄一些或改造形成一些器官時(shí)，機(jī)體可產(chǎn)生生理性自溶。如蝌蚪尾部的吸收，人體卵巢黃體的萎縮。3．溶酶體在細(xì)胞外發(fā)揮作用

溶酶體除了在細(xì)胞內(nèi)具有消化作用外，也可以將水解酶釋放到細(xì)胞外消化細(xì)胞外物質(zhì)。如精子頭部的頂端質(zhì)膜下方有一膜包裹的囊狀結(jié)構(gòu),稱為頂體(acrosome),是一種特殊的溶酶體,在受精過程中,通過頂體反應(yīng),將頂體中的溶酶體的酶釋放到細(xì)胞外,消化卵外膜濾泡細(xì)胞,使精子抵達(dá)卵子質(zhì)膜,卵子和精子的細(xì)胞質(zhì)膜相互融合,達(dá)到受精的目的。三、溶酶體的發(fā)生內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上核糖體合成溶酶體蛋白→進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔進(jìn)行N-連接的糖基化修飾→進(jìn)入高爾基體cis面膜囊→磷酸轉(zhuǎn)移酶識(shí)別溶酶體水解酶的信號(hào)斑→將乙酰葡糖胺磷酸轉(zhuǎn)移在1~2個(gè)甘露糖殘基上→在中間膜囊切去N-乙酰葡糖胺形成M6P配體→與trans膜囊上的受體結(jié)合→通過clathrin衣被包裝成初級(jí)溶酶體。溶酶體酶的合成及N-連接的糖基化修飾（RER）

高爾基體cis膜囊寡糖鏈上的甘露糖殘基磷酸化M6PN-乙酰葡萄糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶高爾基體trans-膜囊和TGN膜（M6P受體）溶酶體酶分選與局部濃縮以出芽的方式轉(zhuǎn)運(yùn)到前溶酶體磷酸葡萄糖苷酶磷酸化識(shí)別信號(hào)：信號(hào)斑發(fā)生途徑

糖基化溶酶體酶蛋白在膜旁核糖體上合成，進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)后進(jìn)行N-連接糖基化,

經(jīng)加工后形成帶有8個(gè)甘露糖殘基和2個(gè)N-乙酰葡萄糖胺殘基的糖蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)到高爾基體。信號(hào)斑(signalpatch)信號(hào)斑是溶酶體酶蛋白多肽形成的一個(gè)特殊的三維結(jié)構(gòu),它是由三段信號(hào)序列構(gòu)成的,可被磷酸轉(zhuǎn)移酶特異性識(shí)別。將磷酸基團(tuán)添加到溶酶體酶的甘露糖的第六位碳上的反應(yīng)是由兩種酶催化的，一種酶是N-乙酰葡萄糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶（N-acetyglucosaminephosphotransferase），另一個(gè)酶是N-乙酰葡萄糖苷酶，功能是釋放N-乙酰葡萄糖胺

寡糖溶酶體酶GlcNAc-p-p-尿苷（UDP-N-乙酰葡萄糖胺）+甘露糖UMPGlcNAc磷酸轉(zhuǎn)移酶寡糖溶酶體酶pGlcNAc磷酸糖苷酶GlcNAc寡糖溶酶體酶p甘露糖甘露糖TherecognitionofalysosomalhydrolaseinGolgiandmannosephosphorylationM6P受體蛋白(M6Preceptorprotein)M6P受體蛋白是反面高爾基網(wǎng)絡(luò)上的膜整合蛋白,能夠識(shí)別溶酶體水解酶上的M6P信號(hào)并與之結(jié)合,從而將溶酶體的酶蛋白分選出來。M6P受體蛋白主要存在于高爾基體的反面網(wǎng)絡(luò)，但在一些動(dòng)物細(xì)胞的質(zhì)膜中發(fā)現(xiàn)有很多M6P受體蛋白的存在,這是細(xì)胞的一種保護(hù)機(jī)制,可防止溶酶體的酶不正確地分泌到細(xì)胞外。返回依賴于M6P的分選途徑的效率不高，部分溶酶體酶通過運(yùn)輸小泡直接分泌到細(xì)胞外；在細(xì)胞質(zhì)膜上也存在依賴于鈣離子的M6P受體，同樣可與胞外的溶酶體酶結(jié)合，通過受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用，將酶送至前溶酶體中，M6P受體返回細(xì)胞質(zhì)膜，反復(fù)使用。還存在不依賴于M6P的分選途徑（如酸性磷酸酶、分泌溶酶體的perforin和granzyme）溶酶體膜上的跨膜蛋白的分選不涉及M6P途徑，它是依賴于自身的氨基酸殘基信號(hào)進(jìn)行分選的。

內(nèi)體有初級(jí)內(nèi)體(earlyendosome)和次級(jí)內(nèi)體(lateendosome)之分內(nèi)體的主要特征是酸性的、不含溶酶體酶的小囊泡。初級(jí)內(nèi)體是由于細(xì)胞的內(nèi)吞作用而形成的含有內(nèi)吞物質(zhì)的膜結(jié)合的細(xì)胞器。次級(jí)內(nèi)體中的pH呈酸性,且具有分揀作用。內(nèi)體膜上具有ATPase-H+質(zhì)子泵，利用H+質(zhì)子的濃度，保證了內(nèi)部pH的酸性。內(nèi)體(endosome)Transportofnewlysynthesizedhydrolasestolysosomes溶酶體形成的過程分選過程溶酶體酶前體從粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)移到順面高爾基體,

并進(jìn)行甘露糖殘基的磷酸化。在反面高爾基網(wǎng)絡(luò),磷酸化的酶同M6P受體結(jié)合,通過該受體將溶酶體的酶包裝到由網(wǎng)格蛋白包被的小泡中,然后網(wǎng)格蛋白外被很快解體。無包被的運(yùn)輸小泡很快與次級(jí)內(nèi)體融合,由于次級(jí)內(nèi)體中pH呈酸性,致使磷酸化的酶與M6P受體脫離,接著脫磷酸。通過次級(jí)內(nèi)體的分選作用.溶酶體的酶進(jìn)入從次級(jí)內(nèi)體出芽形成的運(yùn)輸小泡,接著同溶酶體融合完成溶酶體酶的傳遞過程。而受體重新回到高爾基體再利用。返回M6P分選途徑的特點(diǎn)M6P作為分選信號(hào)包埋在高爾基體中的受體能夠被網(wǎng)格蛋白包裝成分泌小泡出芽形成的溶酶體酶的運(yùn)輸小泡只同酸性的次級(jí)內(nèi)體融合通過次級(jí)內(nèi)體的分選作用使受體再循環(huán)溶酶體酶運(yùn)輸小泡與次級(jí)內(nèi)體的融合及次級(jí)內(nèi)體的分選作用

內(nèi)體(endosome)在溶酶體形成過程中的作用溶酶體相關(guān)的疾病矽肺(silicosis)休克(shock)

矽肺(silicosis)

空氣中的矽(SiO2)被吸入肺后，被肺部的吞噬細(xì)胞所吞噬，由于吞入的二氧化硅顆粒不能被消化，并在顆粒的表面形成硅酸。硅酸的羧基和溶酶體膜的受體分子形成氫鍵，使膜破壞，釋放出水解酶，導(dǎo)致細(xì)胞死亡，結(jié)果刺激成纖維細(xì)胞產(chǎn)生膠原纖維結(jié)節(jié)，造成肺組織的彈性降低，肺受到損傷，呼吸功能下降。休克(shock)在休克中，由于組織缺血、缺氧，影響了供能系統(tǒng)，造成膜的不穩(wěn)定，引起溶酶體酶的外漏，造成細(xì)胞與機(jī)體的損傷。溶酶體的酶外漏的可能機(jī)理是：缺氧→細(xì)胞pH值的下降→酸性水解酶活化→膜漏，最終導(dǎo)致溶酶體膜破裂→溶酶體酶釋放→使細(xì)胞組織自溶在搶救休克病人時(shí)，臨床上采用大劑量的糖皮質(zhì)類固醇，以穩(wěn)定溶酶體的膜。五、過氧化物酶體是一種具有異質(zhì)性的細(xì)胞器。由單層膜圍繞而成。內(nèi)含一至多種依賴黃素（flavin）的氧化酶和過氧化氫酶（標(biāo)志酶），已發(fā)現(xiàn)40多種氧化酶，如L-氨基酸氧化酶，D-氨基酸氧化酶等等，其中尿酸氧化酶（urateoxidase）的含量極高，以至于在有些種類形成酶結(jié)晶構(gòu)成的核心。發(fā)現(xiàn)

形態(tài)結(jié)構(gòu)

過氧化物酶體（peroxisome）又稱微體（microbody），過氧化物酶體在1954年被發(fā)現(xiàn)時(shí),由于不知道這種顆粒的功能，將它稱為微體(microbody)。過氧化物酶體是由一層單位膜包裹的囊泡,通常