,線(xiàn)粒體與過(guò)氧化物酶體優(yōu)秀公開(kāi)課

4.溶酶體(lysosome)◆動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的一種細(xì)胞器；◆溶酶體含有60多種水解酶類(lèi)，在細(xì)胞內(nèi)起消化和保護(hù)作用；◆當(dāng)細(xì)胞被損傷時(shí)，溶酶體可釋放出水解酶類(lèi)，使細(xì)胞自溶。1電子顯微鏡下的溶酶體2

4.1溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)溶酶體的形態(tài)

溶酶體是一種異質(zhì)性(heterogenous)的細(xì)胞器，呈小球狀。大小變化很大，直徑一般0.25～0.8μm，最大的可超過(guò)1μm,最小的直徑只有25-50nm。3溶酶體膜穩(wěn)定性◆溶酶體的膜上嵌有質(zhì)子泵，保持溶酶體基質(zhì)內(nèi)的酸性環(huán)境；◆溶酶體的膜上具有多種載體蛋白，用于水解產(chǎn)物向外轉(zhuǎn)運(yùn)；◆溶酶體的膜蛋白高度糖基化，防止自身被水解消化。◆溶酶體的膜含有能促進(jìn)膜穩(wěn)定性的膽固醇。54.2溶酶體的酶類(lèi)◆種類(lèi):●Atypicallysosomecontainsapproximately60differenthydrolyticenzymes?！馮heenzymesofalysosomeallhavetheiroptimalactivityatanacidpHandthusareacidhydrolases,whichisapproximately4.6?！羯倭康娜苊阁w酶泄漏到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中并不會(huì)引起細(xì)胞損傷?！羲嵝粤姿崦甘侨苊阁w的標(biāo)志酶。6溶酶體及其酶類(lèi)7Plantcellvacuoles94.4溶酶體的功能

◆物質(zhì)消化和細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)功能；◆溶酶體對(duì)細(xì)胞內(nèi)外來(lái)物的分解及衰老、殘損細(xì)胞器的清除；

吞噬作用(Phagocytosis)

自噬作用(Autophagy)自溶作用(Autolysis)◆參與機(jī)體防御保護(hù)功能；◆參與某些腺體組織細(xì)胞分泌過(guò)程的調(diào)節(jié)；◆胚胎發(fā)育和形態(tài)建成中的作用。

受精作用(fertilization)10PhagocytosisandAutophagy11自噬作用13

4.5溶酶體的生物發(fā)生◆甘露糖-6-磷酸途徑◆非甘露糖-6-磷酸途徑溶酶體酶的結(jié)構(gòu)特征:◆溶酶體的酶上都有一個(gè)特殊的標(biāo)記∶6-磷酸甘露糖(mannose6-phosphate,M6P)?！舾郀柣w外側(cè)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)對(duì)M6P的識(shí)別將溶酶體的酶分選出來(lái)?！暨@一標(biāo)記是溶酶體在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成后通過(guò)糖基化和磷酸化添加上去的。14溶酶體酶的加工◆粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中進(jìn)行N-連接糖基化，然后轉(zhuǎn)運(yùn)到高爾基體中進(jìn)一步加工◆甘露糖-6-磷酸化●N-乙酰葡萄糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶

(N-acetyglucosaminephosphotransferase)

●N-乙酰葡萄糖苷酶。15◆信號(hào)斑(signalpatch)

是溶酶體酶形成的一個(gè)特殊的空間結(jié)構(gòu)，信號(hào)斑是由幾段信號(hào)肽形成的一個(gè)三維結(jié)構(gòu)的表面,這幾段信號(hào)肽聚集在一起,形成一個(gè)斑點(diǎn)被磷酸轉(zhuǎn)移酶識(shí)別。17信號(hào)斑與信號(hào)肽18甘露糖6-磷酸標(biāo)記19溶酶體酶的分選◆M6P受體蛋白(M6Preceptorprotein)●M6P受體蛋白在pH為6.5～7的條件下與M6P結(jié)合●在酸性條件下(pH=6)脫落●M6P受體蛋白主要存在于高爾基體外側(cè)網(wǎng)絡(luò)●在某些細(xì)胞中M6P受體蛋白也存在于細(xì)胞質(zhì)膜上。21LysosomeFormation

22

溶酶體的形成234.6DisordersResultingfrom

DefectsinLysosomalFunction

◆包涵體細(xì)胞病(inclusioncelldisease)◆矽肺病(cilicosis)◆糖原貯積癥(glycogenstoragedisease)◆休克(shock)255.CellSecretionandEndocytosis26Constitutiveandregulated

secretorypathway29極性細(xì)胞的分泌活動(dòng)30分泌過(guò)程中的蛋白質(zhì)加工◆內(nèi)質(zhì)網(wǎng)∶信號(hào)肽切除;◆高爾基體∶◆分泌泡:高爾基體蛋白的駐留31胰島素原的加工32

胞吐作用(exocytosis)◆概念◆胞吐作用與分泌活動(dòng)◆胞吐作用的意義◆胞吐作用與膜融合33胞吐作用34

膜融合355.2phagocytosisandendocytosis吞噬作用(phagocytosis)

◆巨噬細(xì)胞(macrophage)

◆中性細(xì)胞(neutrophils)胞吞作用(endocytosis)吞飲作用(pinocytosis)

◆液相內(nèi)吞(fluid-phaseendocytosis)◆吸附內(nèi)吞(absorptionendocytosis)36Endocytosis37巨噬細(xì)胞的吞噬作用38中性細(xì)胞的吞噬作用39◆受體◆配體(ligand)Ⅰ.營(yíng)養(yǎng)物、Ⅱ.有害物質(zhì)Ⅲ.免疫物質(zhì)、Ⅳ.信號(hào)物質(zhì)內(nèi)吞過(guò)程

小窩→內(nèi)吞泡的形成→初級(jí)內(nèi)體→次級(jí)內(nèi)體→溶酶體。Receptor-mediatedendocytosis40受體介導(dǎo)的內(nèi)吞過(guò)程41內(nèi)吞過(guò)程中受體與配體的命運(yùn)

◆受體再循環(huán)、配體被降解◆受體與配體一起再循環(huán)

◆受體與配體都被降解◆轉(zhuǎn)胞吞作用42

受體與配體的命運(yùn)43受體介導(dǎo)的LDL內(nèi)吞過(guò)程44轉(zhuǎn)鐵蛋白456.Mechanismofvesiculartransport

小泡運(yùn)輸?shù)娜齻€(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：

◆小泡是如何形成的?為什么有些膜整合蛋白能夠被選擇性地包入小泡?

◆不同類(lèi)型的運(yùn)輸小泡具有什么樣的信號(hào)標(biāo)記，這些標(biāo)記如何幫助它們同特定類(lèi)型細(xì)胞器的膜結(jié)合?

◆運(yùn)輸小泡的膜同靶膜相互融合的機(jī)理是什么?466.1運(yùn)輸小泡的類(lèi)型與分選信號(hào)被膜小泡(coatedvesicles)類(lèi)型

◆披網(wǎng)格蛋白小泡(clathrin-coatedvesicle)

◆COPII被膜小泡(COPIIcoatedvesicles)

◆COPI被膜小泡(COPIcoatedvesicles)◆Caveolin(小窩蛋白)47真核細(xì)胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)的小泡與運(yùn)輸途徑48被膜小泡運(yùn)輸途徑◆COPII-coatedvesiclesmovematerialsfromtheER“forward"totheERGICandGolgicomplex.◆COPI-coatedvesiclesmovematerialsinaretrogradedirectionfromtheERGICandGolgistack“backwards"totheER.◆Clathrin-coatedvesicles

●TheymovematerialsfromtheTGNtoendosomes,lysosomes,andplantvacuoles.

●Theyalsomovematerialsfromtheplasmamembranetocytoplasmiccompartmentsalongtheendocyticpathway.49三種類(lèi)型被膜小泡運(yùn)輸途徑50被膜小泡運(yùn)輸?shù)男盘?hào)及相關(guān)性質(zhì)516.2披網(wǎng)格蛋白小泡形成機(jī)制

網(wǎng)格蛋白及被膜亞基(coatsubunits)◆二聚體(Dimer):

◆三聯(lián)體骨架(triskeliton):

◆被膜亞基(coatsubunits):52網(wǎng)格蛋白53網(wǎng)格蛋白亞基的裝配54披網(wǎng)格蛋白

小泡55披網(wǎng)格蛋白小泡的形成

◆披網(wǎng)格蛋白小窩(Clathrin-CoatedPit)

◆披網(wǎng)格蛋白小泡(Clathrin-CoatedVesicles)

有被小泡(CoatVesicles)

◆無(wú)被小泡(UncoatVesicles)

◆分子伴侶Hsp70蛋白參與該過(guò)程，并且需要ATP。另外Ca2+也參與了包被的形成和去被的過(guò)程。56Clathrin-CoatedVesiclesFormation57銜接蛋白(adaptin)與發(fā)動(dòng)蛋白

◆銜接蛋白的作用

●Ontheirouter(cytosolic)surface,theadaptorsbindtoclathrinmolecules,holdingtheclathrinscaffoldingontothesurfaceofthevesicle.

●Ontheirinnersurface,theadaptorsbindtosortingsignalsinthecytosolictailsofintegralmembraneproteins.

◆銜接蛋白的種類(lèi)

●AP1:識(shí)別M6P受體●AP2:識(shí)別細(xì)胞質(zhì)膜受體58銜接蛋白的作用59AP2在網(wǎng)格蛋白小泡裝配中的作用60◆發(fā)動(dòng)蛋白(dynamin)

發(fā)動(dòng)蛋白在網(wǎng)格蛋白小泡形成過(guò)程中同出芽的頸部結(jié)合，一旦小泡裝配完成，發(fā)動(dòng)蛋白立即水解其本身結(jié)合的GTP從而將小泡與質(zhì)膜切離。61發(fā)動(dòng)蛋白的作用626.3COP-被膜小泡形成的機(jī)理SmallGTP-bindingproteins◆單體G蛋白(monomericGTP-bindingprotein)◆活性調(diào)節(jié)●鳥(niǎo)嘌呤核苷釋放蛋白(guanine-nucleotide-releasingprotein,GNRP)●GTP酶激活蛋白(GTPase-activatingprotein,GAP)63◆Types●ARF:Assemblyreactionfactor,參與COPI被膜小泡的裝配●Sar1參與COPII被膜小泡的裝配◆功能Whichappeartoregulatethebindingofcoatproteinstothemembrane.64ARF在COP被膜小泡形成中作用65COPII-被膜小泡的形成666.4小泡的定向運(yùn)輸、?？亢腿诤蠙C(jī)理SNAREhypothesis◆NSF(N-ethylmaleimide-sensitivefusionprotein，NSF)◆SNAP(可溶性NSF附著蛋白，solubleNSFattachmentprotein，SNAP)

◆V-SNARE(vesicle-SNAPreceptor)◆T-SNARE(target-SNAPreceptor)67小泡運(yùn)輸?shù)膶?dǎo)航標(biāo)志68Rab-protein◆TheRabproteinsareafamilyofsmallGTP-bindingproteinsthatarerelatedtotheRasproteins.◆Morethan30differentRabproteinshavebeenidentifiedandshowntofunctioninspecificvesicletransportprocesses.◆Theymayfunctioninseveralstepsofvesicletrafficking,includinginteractingwithSNAREstoregulateandfacilitatetheformationofv-SNARE/t-SNAREcomplexes.69膜泡運(yùn)輸、融合及Rab蛋白的作用70MembraneFusion71NSF在膜泡運(yùn)輸中的作用72

同型膜融合736.5MembraneBiogenesis

膜合成的兩種模型∶

◆自我裝配模型

(Spontaneousself-assembly)。

◆膜擴(kuò)展模型∶