醫(yī)學細胞生物學細胞質和細胞器第五講-趙崴課件

最早發(fā)現于1889年，Golgi用銀染法，在貓頭鷹的神經細胞內觀察到了清晰的結構，因此定名為高爾基體。20世紀50年代以后才正確認識它的存在和結構。一、形態(tài)結構：

由一層單位膜包圍形成的囊泡系統(tǒng)。由排列較整齊的扁平囊和囊泡構成。高爾基復合體有極性順面高爾基網(cisGolginetwork，CGN)中間高爾基網(medialGolginetwork，MGN)反面高爾基網(transGolginetwork，TGN)3.反面高爾基網(trans-Golginetwork,TGN)：

靠近質膜，呈管網狀，有囊泡與之相連，膜厚7.5nm。有濃縮泡或分泌泡。

運輸小泡：直徑40~80nm，膜厚6nm。

由內質網芽生而來，分布于高爾基體的形成面，載有粗面內質網合成的蛋白質、脂類并運送到高爾基體的扁平囊中。分泌泡：直徑100~500nm，膜厚8nm。內含濃縮分泌物，由扁平囊的成熟面的膜局部膨大而成，亦稱濃縮泡。在分泌功能旺盛的細胞內多，如肝細胞、胰腺細胞。二、化學組成1.蛋白質60%；脂類40%。介于細胞膜和內質網之間2.高爾基體的酶：糖基轉移酶；磺基糖基轉移酶；氧化還原酶；磷酸酶；激酶；甘露糖苷酶；磷脂酰轉移酶；磷脂酶。1.胞內物質的轉送運輸和分泌活動2.糖蛋白的加工合成3.蛋白質的水解4.蛋白質的分選與胞內膜泡運輸三.高爾基體的功能2.糖蛋白的加工合成：O-連接的糖基化：蛋白質上的酪氨酸、絲氨酸、蘇氨酸殘基側鏈的-OH基團與寡糖共價結合。主要或全部在高爾基體進行。AsnAsnAsnAsnAsnN-乙酰葡萄糖胺甘露糖葡萄糖巖藻糖半乳糖唾液酸粗面內質網高爾基體

寡糖鏈經一系列酶的加工切除和添加特定的單糖（半乳糖、唾液酸），形成成熟糖蛋白并在結構上呈現多樣化差異。蛋白質合成寡糖磷酸化除甘露糖加N-乙酰葡萄糖胺加半乳糖、唾液酸分選溶酶體分泌泡糖基化有關的酶固定在內質網及高爾基體不同的區(qū)室內，為整合膜蛋白。O-連接糖基化：由不同的糖基轉移酶催化，每次加上一個單糖，最后加唾液酸殘基。4.蛋白的分選和運輸：1）溶酶體酶：帶有分選信號，高爾基體生成的運輸小泡膜上有分選信號的受體。2）分泌蛋白：在成熟面，通過分選信號與相應受體結合，選擇性地將分泌蛋白送到分泌泡中。3）膜蛋白：由運輸小泡送至不同部位蛋白質分選信號及運輸途徑分選信號典型的信號序列ER腔內Lys-Asp-Glu-Leu-COO－膜蛋白Leu-Leu-Leu-Val-Gly-Ile-Leu-Phe-Trp-Ala線粒體N-螺旋細胞核Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val過氧化物酶體Ser-Lys-Leu溶酶體M-6-P堿性氨基酸；酸性氨基酸核定位信號螺旋信號過氧化物酶體C端3肽信號肽N端信號肽結構性分泌小泡濃縮信號調節(jié)性分泌小泡信號M-6-P駐留內質網的蛋白質帶有(-Lys-Asp-Glu-Leu-COO－)信號。駐留高爾基復合體的蛋白質帶有跨膜螺旋信號。蛋白質的分選不同運輸途徑的衣被類型衣被類型GTP酶組成與銜接蛋白運輸方向clathrinARFClathrin重鏈與輕鏈，AP2質膜→內體Clathrin重鏈與輕鏈，AP1高爾基體→內體Clathrin重鏈與輕鏈，AP3高爾基體→溶酶體，植物液泡COPIARFCOPαββ’γδεζ高爾基體→內質網COPIISar1Sec23/Sec24復合體，Sec13/31復合體，Sec16內質網→高爾基體四、高爾基體的病理變化肥大、萎縮、內容物及形態(tài)結構的改變等。中毒細胞：萎縮、結構破壞消失。癌細胞：低分化不發(fā)達、高分化發(fā)達。損傷：擴張、崩解。溶酶體

lysosome20世紀40年代末應用大鼠肝組織勻漿研究糖代謝有關的酶時發(fā)現了含有酸性磷酸酶活性的顆粒。1955deDuve等人在對鼠肝細胞進行細胞化學鑒定和電鏡觀察，明確這種顆粒為細胞器，并命名為溶酶體。一、形態(tài)、結構1.形態(tài)：球形或卵圓形，直徑0.2~0.8m，膜6nm。2.成分：60種以上酸性水解酶，水解蛋白、多糖、脂類、核酸等為小分子。3.特性：異形性細胞器膜上存在質子泵pH5.0高度糖基化溶酶體膜的特性溶酶(lysosomalenzyme)pH5.0糖基化質子泵H＋ATPADP＋Pi二.溶酶體的類型初級溶酶體(primarylysosome)次級溶酶體(secondarylysosome)自噬性溶酶體異噬性溶酶體三級溶酶體脂褐質；含鐵小體多泡體；髓樣小體1.初級溶酶體：是高爾基體成熟面上形成的新生溶酶體，含水解酶不含底物。2.次級溶酶體：初級溶酶體與底物融合形成的，含水解酶和底物。3.三級溶酶體：殘余體殘余小體：由于酶活性下降，未消化的殘余物質保留在溶酶體內，形成電子密度高、色調較深的殘余小體。

類型：脂褐質、含鐵小體、多泡體、髓樣結構溶酶體的形成由內質網和高爾基體共同參與,集胞內物質合成、加工、包裝、運輸及結構轉化為一體的復雜而有序的過程1.酶蛋白的糖基化與磷酸化2.酶蛋白的分選3.內體性溶酶體的形成4.溶酶體的成熟三.溶酶體的形成與成熟溶酶體形成ATPADPＨ＋溶酶體水解酶前體來自內質網6-磷酸甘露糖(M6P)高爾基體順面反面ATPADP脫磷酸成熟溶酶體水解酶溶酶體依賴M6P受體的輸送輸送小泡受體再循環(huán)籠蛋白外被出芽泡中的M6P受體四、溶酶體的功能1.消化：對內源性和外源性物質的消化，為細胞提供營養(yǎng)、防御。2.參與激素生成：甲狀腺素的生成。3.參與組織器官的變態(tài)和退化：兩棲類尾部的吸收、子宮內膜。的周期性萎縮。4.協助受精：頂體含多種水解酶。5.骨代謝：分解、清除舊的骨基質。6.防御作用頂體細胞核參與組織器官的變態(tài)和退化：哺乳動物指(趾)的形成、兩棲類尾部的吸收。五、溶酶體與人類疾病1.矽肺：職業(yè)病吸入SiO2巨噬細胞吞入與溶酶體融合SiO2形成矽酸溶酶體膜破裂巨噬細胞死亡SiO2釋放誘導成纖維細胞增生膠原結節(jié)肺彈性降低形成矽肺第四節(jié)過氧化物酶體

peroxisome1954年Rhodin首先于鼠腎小管上皮細胞發(fā)現過氧化酶體，該結構主要含有氧化酶和過氧化物酶。一、形態(tài)結構：過氧化物酶體(peroxisome)是圓形或卵圓形，直徑0.6~0.7m，由一層單位膜包裹，內含多種氧化酶，中央常有類核體。標志酶：過氧化氫酶大鼠肝細胞鼠肝細胞超薄切片所顯示的過氧化物酶體（P）和其它細胞器如線粒體（M）等（Albertetal.，1989）二.過氧化物酶體所含的酶氧化酶：占過氧化物酶體酶含量的50%作用：氧化底物的同時，將氧還原成過氧化氫。過氧化氫酶：占過氧化物酶體酶含量的40%作用：對氧化酶作用底物后形成的過氧化氫還原成水。標志酶過氧化物酶：將過氧化氫還原成水三.過氧化物酶體的功能2H2O2過氧化氫酶2H2O+O2防止H2O2在細胞內堆積，起保護細胞的作用。功能對有毒物質的解毒作用：RH2+H2O2—

R+2H2O對細胞氧張力的調節(jié)作用：RH2+O2—R+H2O2參與核酸、脂肪和糖的代謝四.過氧化物酶體的起源起源傳統(tǒng)：內質網芽生而來。與溶酶體相似：內質網—小泡—高爾基復合體—分泌泡—過氧化物酶體近年來：與線粒體發(fā)生相似過氧化物酶體的形成不同與溶酶體，其酶和蛋白質是由胞質中的游離核糖體合成輸送而來，而膜的形成與rER有關。新的過氧化物酶體的產生催化蛋白輸入的特異蛋白特異的胞液蛋白攝取導致的生長子代的過氧化物酶體過氧化物酶體與初級溶酶體的特征比較特征溶酶體過氧化物酶體

形態(tài)大小多呈球形，直徑0.2~0.5微米，球形，直徑多在0.15~0.25微米，無酶晶體常有酶晶體酶種類酸性水解酶含有氧化酶類pH5左右7左右是否需O2不需要需要功能細胞內的消化作用多種功能發(fā)生酶在糙面內質網合成經高爾基酶在細胞質基質中合成，體出芽形成經分裂與裝配形成識別的標志酶酸性水解酶等過氧化氫酶

細胞的區(qū)室化(compartmentation)內膜系統(tǒng)在細胞內形成相互分隔的膜性區(qū)室，這些區(qū)室將各種酶系統(tǒng)局限在細胞內特定的區(qū)域，使細胞內特定的生化反應過程在特定的區(qū)域內互不干擾地進行，