電子科大細(xì)胞生物學(xué)第七章真核細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)蛋白質(zhì)分選與膜泡運輸演示文稿

電子科大細(xì)胞生物學(xué)第七章真核細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)蛋白質(zhì)分選與膜泡運輸演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有91頁\編輯于星期四優(yōu)選電子科大細(xì)胞生物學(xué)第七章真核細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)蛋白質(zhì)分選與膜泡運輸現(xiàn)在是2頁\一共有91頁\編輯于星期四現(xiàn)在是3頁\一共有91頁\編輯于星期四

用差速離心法分離細(xì)胞勻漿物組分，先后除去細(xì)胞核、線粒體、溶酶體、高爾基體和細(xì)胞質(zhì)膜等細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)后，存留在上清液中的主要是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的成分。生物化學(xué)家多稱之為胞質(zhì)溶膠。

1、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的概念現(xiàn)在是4頁\一共有91頁\編輯于星期四成分極為復(fù)雜，按分子量大小大致可分三類：

2、化學(xué)組成如水、無機離子（K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-等）和溶解的氣體。（1）小分子類：如脂類、糖（葡萄糖、果糖、蔗糖等）、氨基酸、核苷酸及其衍生物。（2）中分子類：（3）大分子類：如蛋白質(zhì)、多糖、脂蛋白及RNA等。同時，也含有很多酶，特別是一些與大分子物質(zhì)合成和參與主要代謝過程所必需的酶?，F(xiàn)在是5頁\一共有91頁\編輯于星期四細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)含酶蛋白質(zhì)合成：幾乎所有參與蛋白質(zhì)合成的氨基酸激酶。核酸合成：所有使胸腺嘧啶核苷酸摻入到DNA中必須的酶，也有不少合成核酸所需要的酶。脂肪代謝的合成：大部分脂肪酸合成的酶。糖酵解及戊糖磷酸過程：這兩個反應(yīng)過程所需的酶。糖原代謝作用：合成和分解糖原的兩個最重要的酶，即尿苷二磷酸葡萄糖α-葡聚糖葡萄糖轉(zhuǎn)移酶和葡萄糖磷酸化酶。現(xiàn)在是6頁\一共有91頁\編輯于星期四（1）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)在生長時期，由于質(zhì)同化作用大于異化作用，故其體積增加，到一定程度就進行分裂。（2）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是物質(zhì)反應(yīng)的場所。細(xì)胞內(nèi)的一些生化反應(yīng)主要在細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境或主要細(xì)胞器的接觸面進行，同時，也在整個細(xì)胞質(zhì)內(nèi)進行。（3）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的激應(yīng)性。細(xì)胞質(zhì)對外界環(huán)境的影響，將產(chǎn)生不同的反應(yīng)，如細(xì)胞質(zhì)的運動、收縮等特性。（4）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)本身還具有外部運動和內(nèi)部運動的特性。如變形蟲伸出偽足和不斷改變形狀；胞質(zhì)環(huán)流等。3、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的生物學(xué)特性現(xiàn)在是7頁\一共有91頁\編輯于星期四（1）完成各種中間代謝過程：如糖酵解過程、磷酸戊糖途徑、糖醛酸途徑等。蛋白質(zhì)合成與脂肪酸合成也在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中完成。（2）維持細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞運動、胞內(nèi)物質(zhì)運輸及能量傳遞等。這些與細(xì)胞質(zhì)骨架相關(guān)。（3）在蛋白質(zhì)的修飾、蛋白質(zhì)選擇性的降解等方面也起重要作用。4、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的功能現(xiàn)在是8頁\一共有91頁\編輯于星期四細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)概念：

二、細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)（endomembranesystem）細(xì)胞內(nèi)，在結(jié)構(gòu)、功能及發(fā)生上有一定聯(lián)系的膜性結(jié)構(gòu)的總稱。內(nèi)膜系統(tǒng)的區(qū)域化衍生形成各種細(xì)胞器（organelles）現(xiàn)在是9頁\一共有91頁\編輯于星期四

一層單位膜圍成的管狀、泡狀和囊狀的結(jié)構(gòu)。相互連接形成一個連續(xù)的內(nèi)腔相通的膜性管道系統(tǒng)。在靠近細(xì)胞核的部位，可與外層核膜相連；在靠近質(zhì)膜的部位，可與質(zhì)膜內(nèi)褶相連。第二節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)一、形態(tài)結(jié)構(gòu)endoplasmicreticulum,ER

現(xiàn)在是10頁\一共有91頁\編輯于星期四現(xiàn)在是11頁\一共有91頁\編輯于星期四已分化細(xì)胞中，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)較發(fā)達。未分化細(xì)胞中，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)較不發(fā)達，而游離核糖體卻非常豐富。故內(nèi)質(zhì)網(wǎng)發(fā)達與否可作為判斷細(xì)胞分化程度和功能狀態(tài)的一種形態(tài)學(xué)指標(biāo)。現(xiàn)在是12頁\一共有91頁\編輯于星期四粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：roughendoplasmicreticulum，rER二、基本類型光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：smoothendoplasmicreticulum，sER原核生物細(xì)胞內(nèi)無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，而由細(xì)胞膜代行其某些類似職能?，F(xiàn)在是13頁\一共有91頁\編輯于星期四

ER是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)與脂類合成的基地，幾乎全部脂類和多種重要蛋白都是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的。三、ER的功能現(xiàn)在是14頁\一共有91頁\編輯于星期四1、rER的功能（1）蛋白質(zhì)合成（2）蛋白質(zhì)的修飾與加工（3）新生肽的折疊與組裝（4）脂類的合成（脂類合成的場所）現(xiàn)在是15頁\一共有91頁\編輯于星期四rER主要合成外輸性蛋白質(zhì)。1）分泌性蛋白質(zhì)（外輸性蛋白質(zhì)）2）膜整合蛋白質(zhì)（1）合成蛋白質(zhì)3）內(nèi)膜系統(tǒng)構(gòu)成的各種細(xì)胞器中的可溶性蛋白包括質(zhì)膜蛋白、駐留在rER、sER、高爾基體、溶酶體膜上的蛋白質(zhì)。包括定位于高爾基復(fù)合體、滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、溶酶體的蛋白質(zhì)（這些蛋白需要隔離或修飾）。rER

合成的蛋白質(zhì)主要有：現(xiàn)在是16頁\一共有91頁\編輯于星期四注意：

上述幾類蛋白質(zhì)在rER上合成，是邊合成邊轉(zhuǎn)移至rER腔中。

其它多肽是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的“游離”核糖體上合成的。包括：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的駐留蛋白、質(zhì)膜外周蛋白、核輸入蛋白、轉(zhuǎn)運到線粒體、葉綠體和過氧物酶體的蛋白。細(xì)胞中所有蛋白質(zhì)的合成都在核糖體上進行，并都是起始于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中“游離”核糖體。現(xiàn)在是17頁\一共有91頁\編輯于星期四主要化學(xué)修飾有：糖基化、羥基化、?；⒍蜴I形成等。（2）蛋白質(zhì)修飾與加工糖基化是ER最常見的蛋白質(zhì)修飾。糖基化發(fā)生在ER腔面，伴隨著多肽合成同時進行。

酰基化發(fā)生在ER的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)側(cè)，通常是軟脂酸共價結(jié)合在跨膜蛋白的Cys殘基上。現(xiàn)在是18頁\一共有91頁\編輯于星期四現(xiàn)在是19頁\一共有91頁\編輯于星期四寡糖基轉(zhuǎn)移到蛋白質(zhì)有兩種方式：N-連接（N-linkedglycosylation）

AA:Asn

糖基：Ｎ-乙酰葡萄糖胺O-連接（O-linkedglycosylation）AA：Ser/ThrorHylys/Hypro糖基：Ｎ-乙酰半乳糖（主要發(fā)生在高爾基體中）?，F(xiàn)在是20頁\一共有91頁\編輯于星期四N-連接與O-連接的寡糖比較

特征N-連接O-連接1.合成部位粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體2.合成方式來自同一個寡糖前體一個個單糖加上去3.與之結(jié)合的氨基酸殘基天冬酰胺絲氨酸、蘇氨酸、羥賴氨酸、羥脯氨酸4.最終長度至少5個糖殘基一般1～4個糖殘基，但ABO血型抗原較長5.第一個糖殘基

N—乙酰葡萄糖胺N—乙酰半乳糖胺等現(xiàn)在是21頁\一共有91頁\編輯于星期四特定三肽序列為：Asn-X-Ser或Asn-X-Thr（其中X為除以外的任何氨基酸）N-連接機制供體：磷酸多萜醇糖基：14個糖殘基的寡糖鏈從供體磷酸多萜醇上轉(zhuǎn)移到新生肽鏈的特定三肽序列的Asn殘基上。現(xiàn)在是22頁\一共有91頁\編輯于星期四現(xiàn)在是23頁\一共有91頁\編輯于星期四分泌型蛋白質(zhì)在其合成過程中其N端所帶的、一般含15-30AA殘基的一小段肽鏈。信號肽（signalpeptide）概念信號肽假說

（G.Blobeletal，1975）現(xiàn)在是24頁\一共有91頁\編輯于星期四N端或接近N端極性區(qū)為1-7個親水的極性殘基（如Arg、Ser、Thr、Lys）組成，帶正電荷。緊接親水區(qū)由15-19個AA殘基組成疏水核心，主要為Pro和Gly，無酸性AA。疏水中心的結(jié)尾由甘氨酸和丙氨酸等側(cè)鏈較短的氨基酸殘基組成。疏水核心形成兩個不連續(xù)的α-螺旋區(qū)。該兩個α-螺旋區(qū)如被破壞，則會抑制蛋白質(zhì)分泌。信號肽結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是25頁\一共有91頁\編輯于星期四信號肽假說——分泌蛋白合成模型現(xiàn)在是26頁\一共有91頁\編輯于星期四

蛋白質(zhì)首先在細(xì)胞質(zhì)游離核糖體上起始合成。當(dāng)多肽鏈延伸至80個aa左右后，N端信號序列與SRP結(jié)合使肽鏈延伸暫時停止，并防止新生肽N端損傷和成熟前折疊，直至SRP顆粒與ER膜上的停泊蛋白（SRP受體）結(jié)合，核糖體與ER膜的易位子（translocon）結(jié)合。此后，SRP顆粒脫離信號序列和核糖體，返回細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中重復(fù)使用，肽鏈又開始延伸。以環(huán)化構(gòu)象存在的信號肽與易位子組分結(jié)合并使孔道打開，信號肽穿入ER膜并引導(dǎo)肽鏈以袢環(huán)形式進入ER腔中，這是一個需GTP的耗能過程。與此同時，位于腔面的信號肽酶切除信號肽并快速使之降解。肽鏈繼續(xù)延伸，直至完成整個多肽鏈的合成。蛋白質(zhì)進入腔內(nèi)并折疊，核糖體釋放，易位子關(guān)閉?，F(xiàn)在是27頁\一共有91頁\編輯于星期四現(xiàn)在是28頁\一共有91頁\編輯于星期四

引導(dǎo)肽鏈穿過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的信號肽可以看做為開始轉(zhuǎn)移序列（starttransfersequence）。肽鏈中還可能存在某些序列與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜有很強親和力從而使之結(jié)合在脂雙層之中，這段序列不再轉(zhuǎn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中，稱之為停止轉(zhuǎn)移序列（stoptransfersequence）。如果一種多肽只有N端信號序列而沒有停止轉(zhuǎn)移序列，該多肽合成后則進入ER腔中；如果一種多肽的停止轉(zhuǎn)移序列位于分子的中部，該多肽最終則成為跨膜蛋白。含有多個起始轉(zhuǎn)移序列和多個停止轉(zhuǎn)移序列的多肽則成為多次跨膜蛋白。現(xiàn)在是29頁\一共有91頁\編輯于星期四SRP：信號識別顆粒信號識別顆粒受體：又稱停泊蛋白（dockingprotein，DP）（signalrecognitionparticle）現(xiàn)在是30頁\一共有91頁\編輯于星期四

起始轉(zhuǎn)移序列和終止轉(zhuǎn)移序列的數(shù)目決定多肽跨膜次數(shù)共轉(zhuǎn)移：肽鏈邊合成邊轉(zhuǎn)移至ER腔中。信號肽與共轉(zhuǎn)移起始轉(zhuǎn)移序列:

引導(dǎo)肽鏈穿過ER的信號肽稱為起始轉(zhuǎn)移序列。終止轉(zhuǎn)移序列：肽鏈中與ER膜有很強親合力的那段肽鏈序列。現(xiàn)在是31頁\一共有91頁\編輯于星期四導(dǎo)肽與后轉(zhuǎn)移

線粒體、葉綠體中絕大多數(shù)蛋白質(zhì)以及過氧物酶體中的蛋白質(zhì)是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成以后再轉(zhuǎn)移到細(xì)胞器中的，稱為后轉(zhuǎn)移（posttranslocation）。其轉(zhuǎn)移也需要某些信號序列指導(dǎo)才能進入細(xì)胞器。這些對蛋白質(zhì)多肽鏈的轉(zhuǎn)移起指導(dǎo)作用的信號序列稱為導(dǎo)肽或前導(dǎo)肽（leaderpeptide）。

蛋白質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)移過程需要ATP使多肽去折疊，還需要一些蛋白質(zhì)幫助（如熱休克蛋白Hsp70）使其能夠正確地折疊成有功能的蛋白。比較現(xiàn)在是32頁\一共有91頁\編輯于星期四

新生肽需要進一步折疊組裝。有些多肽還要進一步裝配成寡聚體。不能正確折疊的畸形肽鏈或未裝配成寡聚體的蛋白質(zhì)亞單位，不論是在ER膜上還是在ER腔中，一般都不能進入高爾基體。這類多肽一旦被識別，便通過Sec61p復(fù)合體從ER腔轉(zhuǎn)移至細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，進而被蛋白酶體所降解。（3）新生肽的折疊與組裝現(xiàn)在是33頁\一共有91頁\編輯于星期四非還原性的ER

內(nèi)腔易于二硫鍵形成。

PDI附于腔面，可切斷二硫鍵，形成自由能最低的蛋白構(gòu)象，以幫助新合成的蛋白質(zhì)重新形成二硫鍵并處于正確折疊狀態(tài)。正確折疊涉及駐留蛋白—蛋白二硫鍵異構(gòu)酶（proteindisulfideisomerase，PDI）

折疊好的蛋白質(zhì)，其內(nèi)部往往有個疏水核心。未折疊好的蛋白質(zhì)，其疏水核心外露，即使在濃度很低時，也很容易發(fā)生凝集，甚至與其他未折疊的蛋白質(zhì)形成復(fù)合物?，F(xiàn)在是34頁\一共有91頁\編輯于星期四

ER含有結(jié)合蛋白Bip，可識別不正確折疊的蛋白質(zhì)或未裝配好的蛋白亞單位，并促使其重新折疊與裝配。一旦這些蛋白質(zhì)形成正確構(gòu)象或裝配完成，即可與Bip分離，進入高爾基體。

PDI

和Bip具有KDEL（賴天谷亮）或HDEL（組天谷亮）信號。

結(jié)合蛋白（Bindingprotein，Bip，chaperone）

Bip為分子伴侶，可與Ca2+結(jié)合，屬于熱休克蛋白70家族成員，遍布ER中，進化上非常保守?，F(xiàn)在是35頁\一共有91頁\編輯于星期四現(xiàn)在是36頁\一共有91頁\編輯于星期四

細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)分子可以識別正在合成的多肽或部分折疊的多肽并與多肽的某些部位相結(jié)合，從而幫助這些多肽轉(zhuǎn)運、折疊或裝配，這一類分子本身并不參與最終產(chǎn)物的形成，因此稱為分子“伴侶”。分子“伴侶”（molecularchaperones）現(xiàn)在是37頁\一共有91頁\編輯于星期四為多亞基結(jié)構(gòu)，沉降系數(shù)為26S，由一個中空的20S催化核心（為圓柱體，由14種多肽，28個亞基組成，分4個環(huán)層，每層7個亞基，中間2層蛋白分別稱為1-7，具酶活性；上下兩層命名為1-7，無酶切活性）和兩個19S的帽子（為調(diào)節(jié)部分，又稱PA700，由15個亞基組成）組成。蛋白酶體含量占細(xì)胞總蛋白的1%。蛋白質(zhì)酶體（proteosome）1）蛋白酶體結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是38頁\一共有91頁\編輯于星期四現(xiàn)在是39頁\一共有91頁\編輯于星期四如：人IkB、-catenin、HIV-Vpu等:-Asp-Ser-Gly-X-X-Ser-2）能被蛋白酶體降解的蛋白質(zhì)具有特征序列（蛋白質(zhì)降解信號）：CyclinA、B1、B2等:-Arg-Leu-Gly-X-X-X-Ile-Gly-酵母多種蛋白：N端降解子（N-degron），PEST(脯谷絲蘇，位蛋白質(zhì)內(nèi)部)現(xiàn)在是40頁\一共有91頁\編輯于星期四

是一個由76個氨基酸殘基組成的小分子蛋白，具有多種功能。在蛋白質(zhì)降解過程中，多個泛素分子共價結(jié)合到含有不穩(wěn)定氨基酸殘基的蛋白質(zhì)的N端，然后，被26S的蛋白酶體（proteosome）完全水解。

被降解蛋白質(zhì)賴氨酸殘基上單個或連續(xù)多個附著泛素分子的過程。3）蛋白質(zhì)降解標(biāo)記——泛素化①泛素（ubiquitin）②

蛋白質(zhì)泛素化現(xiàn)在是41頁\一共有91頁\編輯于星期四利用ATP能量使自身分子的Cys的-SH基與泛素分子上的Gly殘基形成高能硫酯鍵，使之能與E2結(jié)合。③蛋白質(zhì)泛素化系統(tǒng)a.泛素激活酶E1b.泛素結(jié)合蛋白E2

使連接在E1分子上的泛素分子轉(zhuǎn)移到欲降解的靶蛋白上。現(xiàn)在是42頁\一共有91頁\編輯于星期四Ubiquitin:泛素就像標(biāo)簽一樣，被貼上標(biāo)簽的蛋白質(zhì)通常就會發(fā)生降解。因此，泛素又被人稱作“死神之吻”。現(xiàn)在是43頁\一共有91頁\編輯于星期四

與欲降解的靶蛋白結(jié)合。c.靶蛋白泛素連接酶E3現(xiàn)在是44頁\一共有91頁\編輯于星期四現(xiàn)在是45頁\一共有91頁\編輯于星期四（4）脂類的合成ER合成細(xì)胞所需的包括磷脂和膽固醇在內(nèi)的幾乎全部膜脂。其中最主要的為磷脂酰膽堿（卵磷脂）。合成磷脂的3種酶（包括?；D(zhuǎn)移酶、磷酸酶和膽堿磷酸轉(zhuǎn)移酶）是ER膜整合蛋白，活性位點朝向細(xì)胞基質(zhì)一側(cè)。細(xì)胞基質(zhì)一側(cè)合成的磷脂可能借助phospholipdtranslocator（磷脂轉(zhuǎn)位因子）/flippase（轉(zhuǎn)位酶）使其從細(xì)胞基質(zhì)一側(cè)轉(zhuǎn)移到ER腔中。現(xiàn)在是46頁\一共有91頁\編輯于星期四2、sER的功能

肝細(xì)胞sER還含一些酶，可以清除脂溶性廢物和有害物質(zhì)。因而sER具有解毒功能。

肝的解毒作用（Detoxification）藥物苯巴比妥機理：苯巴比妥→肝細(xì)胞sER成倍增加，解毒大量合成，→解毒

一般情況下，sER所占比例很小，但在某些細(xì)胞（如肝細(xì)胞）中sER很豐富。肝細(xì)胞是合成外輸性脂蛋白顆粒的基地。肝細(xì)胞sER是合成外輸性脂蛋白顆粒的基地現(xiàn)在是47頁\一共有91頁\編輯于星期四類固醇激素的合成（生殖腺內(nèi)分泌細(xì)胞和腎上腺皮質(zhì)）肝細(xì)胞葡萄糖的釋放（G-6PG

）儲存鈣離子：肌質(zhì)網(wǎng)膜上的Ca2+-ATP酶將細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中Ca2+泵入肌質(zhì)網(wǎng)腔中?，F(xiàn)在是48頁\一共有91頁\編輯于星期四第三節(jié)高爾基體現(xiàn)在是49頁\一共有91頁\編輯于星期四現(xiàn)在是50頁\一共有91頁\編輯于星期四為一套由扁平膜囊和大小不等的囊泡構(gòu)成的膜性網(wǎng)狀系統(tǒng)，在結(jié)構(gòu)和功能上表現(xiàn)出明顯的極性?？煞譃樗牟糠郑河址Qcis膜囊、或形成面、或凸面，靠近內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，是膜性小泡融合的部位。又稱trans面、或分泌面、成熟面、凹面，朝向質(zhì)膜，是極性小泡出芽的部位。

順面高爾基網(wǎng)（cis-Golginetwork，CGN）

中間高爾基網(wǎng)（medialGolgi）（又稱高爾基堆）

反面高爾基網(wǎng)（transGolginetwork，TGN）

周圍大小不等的囊泡一、高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是51頁\一共有91頁\編輯于星期四

高爾基復(fù)合體的發(fā)達程度與細(xì)胞的類型及細(xì)胞的分化狀態(tài)有關(guān)。在分泌性細(xì)胞和成熟型細(xì)胞中高爾基復(fù)合體發(fā)達。相反，在非分泌性細(xì)胞和未分化細(xì)胞中高爾基復(fù)合體不發(fā)達。

例外者，成熟紅細(xì)胞和白細(xì)胞中，高爾基復(fù)合體顯著萎縮甚至消失。現(xiàn)在是52頁\一共有91頁\編輯于星期四

高爾基體與細(xì)胞骨架關(guān)系密切，在非極性細(xì)胞中，高爾基體分布在微管組織中心（MTOC）負(fù)端。高爾基的膜囊上存在微管馬達蛋白（cytoplasmicdynein和kinesin）和微絲馬達蛋白（myosin）。最近還發(fā)現(xiàn)特異的血影蛋白（spectrin）網(wǎng)架。它們在維持高爾基體動態(tài)的空間結(jié)構(gòu)以及復(fù)雜的膜泡運輸中起重要的作用。現(xiàn)在是53頁\一共有91頁\編輯于星期四高爾基復(fù)合體膜脂類成分的含量介于ER和質(zhì)膜之間，表明高爾基復(fù)合體是介于ER與質(zhì)膜之間的一種過渡型膜性細(xì)胞器。二、高爾基復(fù)合體化學(xué)組成1、脂類成分現(xiàn)在是54頁\一共有91頁\編輯于星期四

高爾基復(fù)合體含有多種酶。糖基轉(zhuǎn)移酶為特征酶，能將寡糖轉(zhuǎn)移到蛋白質(zhì)分子上形成糖蛋白。

糖基轉(zhuǎn)移酶

催化糖蛋白生物合成。如唾液酸轉(zhuǎn)移酶、N-乙?；咸烟前钒肴樘腔D(zhuǎn)移酶、糖蛋白-半乳糖基轉(zhuǎn)移酶、UDP-N-乙酰葡萄糖-糖蛋白N-乙?；咸烟前坊D(zhuǎn)移酶。

磺基-糖基轉(zhuǎn)移酶

催化糖脂生物合成。

酰基轉(zhuǎn)移酶

糖苷酶

其他酶類2、高爾基復(fù)合體的酶現(xiàn)在是55頁\一共有91頁\編輯于星期四

高爾基復(fù)合體并非為同質(zhì)性結(jié)構(gòu)，而是具有極性和異質(zhì)性的細(xì)胞器。高爾基復(fù)合體的各種結(jié)構(gòu)（包括順面高爾基網(wǎng)、順面扁囊、中間扁囊、反面扁囊和反面高爾基網(wǎng)）形成相對獨立的生化區(qū)室，其中含有不同的酶類，這些酶對底物依次進行加工、修飾。三、高爾基復(fù)合體的區(qū)域化現(xiàn)在是56頁\一共有91頁\編輯于星期四將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的多種蛋白質(zhì)進行加工、分類與包裝，然后分門別類地運送到細(xì)胞特定的部位或分泌到細(xì)胞外。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的脂質(zhì)一部分也要通過高爾基體向細(xì)胞膜和溶酶體膜等部位運輸。

細(xì)胞內(nèi)糖類合成的工廠。四、高爾基體的功能細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運輸?shù)闹修D(zhuǎn)站或交通樞紐現(xiàn)在是57頁\一共有91頁\編輯于星期四順面高爾基網(wǎng)的主要功能是分選由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的蛋白質(zhì)和脂類。分選后將其大部分轉(zhuǎn)入中間高爾基堆，小部分返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。中間高爾基網(wǎng)主要執(zhí)行加工、修飾功能（包括對蛋白質(zhì)、脂類的糖基化，溶酶體酶的磷酸化、某些蛋白質(zhì)的水解等）。反面高爾基網(wǎng)對加工、修飾后的產(chǎn)物進行分選、濃縮和發(fā)送?，F(xiàn)在是58頁\一共有91頁\編輯于星期四N-連接與O-連接的寡糖比較

特征N-連接O-連接1.合成部位粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體2.合成方式來自同一個寡糖前體一個個單糖加上去3.與之結(jié)合的氨基酸殘基天冬酰胺絲氨酸、蘇氨酸、羥賴氨酸、羥脯氨酸4.最終長度至少5個糖殘基一般1～4個糖殘基，但ABO血型抗原較長5.第一個糖殘基

N—乙酰葡萄糖胺N—乙酰半乳糖胺等現(xiàn)在是59頁\一共有91頁\編輯于星期四蛋白質(zhì)糖基化的特點及其生物學(xué)意義糖蛋白寡糖鏈的合成與加工都沒有模板，靠不同酶在細(xì)胞不同間隔中加工完成?，F(xiàn)在是60頁\一共有91頁\編輯于星期四進化上，寡糖鏈具有一定剛性，從而限制了其它大分子接近細(xì)胞表面的膜蛋白，這就可能使真核細(xì)胞的祖先具有一個保護性的外被，同時又不象細(xì)胞壁那樣限制細(xì)胞的形狀與運動。細(xì)胞分子識別。糖基化的主要作用是使蛋白質(zhì)在成熟過程中折疊成正確構(gòu)象和增加蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性。多羥基糖側(cè)鏈影響蛋白質(zhì)的水溶性及蛋白質(zhì)所帶電荷的性質(zhì)。對多數(shù)分選的蛋白質(zhì)來說，糖基化并非作為蛋白質(zhì)的分選信號?，F(xiàn)在是61頁\一共有91頁\編輯于星期四高爾基體在細(xì)胞內(nèi)膜泡蛋白運輸中起重要的樞紐作用五、高爾基體與細(xì)胞內(nèi)的膜泡運輸現(xiàn)在是62頁\一共有91頁\編輯于星期四

溶酶體幾乎存在于所有的動物細(xì)胞中。

溶酶體（lysosome）是由單層膜圍繞的、內(nèi)含多種酸性水解酶類的囊泡狀細(xì)胞器。其主要功能是細(xì)胞內(nèi)消化。第四節(jié)溶酶體現(xiàn)在是63頁\一共有91頁\編輯于星期四

小鼠脾臟巨噬細(xì)胞中的溶酶體用電鏡細(xì)胞化學(xué)技術(shù)顯示其中含有的酸性磷酸酶，M：線粒體，L：溶酶體現(xiàn)在是64頁\一共有91頁\編輯于星期四一層單位膜圍成的囊狀小體，多為圓形或卵圓形。形態(tài)結(jié)構(gòu)上具多型性和異質(zhì)性，很難用一種描述來概括其全部形態(tài)。一、溶酶體的結(jié)構(gòu)類型1、形態(tài)結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是65頁\一共有91頁\編輯于星期四um，內(nèi)容物均一，不含明顯的顆粒物質(zhì)，外由一層脂蛋白膜圍繞，厚度為７.５nm。內(nèi)含多種水解酶類，如蛋白酶、核酸酶、糖苷酶脂酶、磷脂酶、磷酸酶和硫酸酶等，其共同特征都屬于酸性水解酶，最適pH為５左右。2、類型初級溶酶體（primarylysosome）溶酶體是以含有大量酸性水解酶為共同特征、不同形態(tài)大小，執(zhí)行不同生理功能的一類異質(zhì)性（heterogenous）的細(xì)胞器。次級溶酶體（secondarylysosome）殘余小體（residualbody），又稱后溶酶體

自噬溶酶體（autophagolysosome） 異噬溶酶體（phagolysosome）現(xiàn)在是66頁\一共有91頁\編輯于星期四初級溶酶體次級溶酶體殘余小體現(xiàn)在是67頁\一共有91頁\編輯于星期四動物細(xì)胞溶酶體系統(tǒng)示意圖

現(xiàn)在是68頁\一共有91頁\編輯于星期四

含60多種水解酶。包括蛋白酶、核酸酶、脂酶、糖苷酶、磷酸酶、溶菌酶等。在酸性環(huán)境下將蛋白質(zhì)、脂類、糖類和核酸等多種物質(zhì)進行水解，是細(xì)胞內(nèi)的消化器官。最適pH=5.0。

溶酶體的標(biāo)志酶：酸性磷酸酶。3、有關(guān)酶類現(xiàn)在是69頁\一共有91頁\編輯于星期四

（1）嵌有質(zhì)子泵，形成和維持溶酶體中酸性的內(nèi)環(huán)境。

（2）具有多種載體蛋白，用于水解的產(chǎn)物向外轉(zhuǎn)運。（3）膜蛋白高度糖基化，可能有利于防止自身膜蛋白的降解。4、溶酶體膜的特征現(xiàn)在是70頁\一共有91頁\編輯于星期四清除無用的生物大分子、衰老的細(xì)胞器及衰老損傷和死亡的細(xì)胞。二、溶酶體的功能

防御功能：識別并吞噬入侵的病毒或細(xì)菌

其它重要的生理功能１）作為細(xì)胞內(nèi)的消化器官，為細(xì)胞提供營養(yǎng)，如降解內(nèi)吞的血清脂蛋白，饑餓時分解細(xì)胞內(nèi)生物分子以保證所需能量。２）在分泌腺細(xì)胞中，溶酶體常含有攝入的分泌顆粒，參與分泌過程。３）蝌蚪尾巴退化，哺乳動物斷奶后乳腺的退行性變化，某些特定細(xì)胞凋亡等。４）受精過程中精子頂體細(xì)胞內(nèi)消化現(xiàn)在是71頁\一共有91頁\編輯于星期四溶酶體酶的合成及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)運到前溶酶體磷酸葡萄糖苷酶三、溶酶體的發(fā)生現(xiàn)在是72頁\一共有91頁\編輯于星期四

溶酶體伴隨溶酶體酶的成熟而形成，形成過程復(fù)雜，有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體、細(xì)胞內(nèi)吞作用共同參與。

rER上的核糖體合成溶酶體酶前體蛋白→入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中(N-連接，糖基富含甘露糖)→出芽形成膜性小泡（含前體溶酶體酶）→運輸至順面高爾基體網(wǎng)→融合→順面高爾基體網(wǎng)腔中，甘露糖磷酸化形成甘露糖-6-P（M-6-P）→運送到反面高爾基體網(wǎng)的胞質(zhì)面組裝→出芽形成有被小泡→有被小泡脫被→與晚期內(nèi)吞體融合形成前溶酶體→酸性環(huán)境下（pH=5.0），前溶酶體與受體分離→前溶酶體酶上的甘露糖去磷酸化→酶成熟成為溶酶體酶，溶酶體成熟

可見，溶酶體酶是一種糖蛋白（富含甘露糖），溶酶體的酶來自rER，溶酶體酶的分選發(fā)生在高爾基復(fù)合體，溶酶體的膜主要來自晚期內(nèi)吞體?，F(xiàn)在是73頁\一共有91頁\編輯于星期四

過氧化物酶體(peroxisome)又稱微體(microbody)，是由單層膜圍繞的內(nèi)含一種或幾種氧化酶類的異質(zhì)性細(xì)胞器。第五節(jié)過氧化物酶體現(xiàn)在是74頁\一共有91頁\編輯于星期四鼠肝細(xì)胞超薄切片所顯示的過氧化物酶體（P）和其它細(xì)胞器如線粒體（M）等（Albertetal.，1989）現(xiàn)在是75頁\一共有91頁\編輯于星期四過氧化物酶體和初級溶酶體的形態(tài)與大小類似，但過氧化物酶體中的尿酸氧化酶等常形成晶格狀結(jié)構(gòu)，可作為電鏡下識別的主要特征。通過離心可分離過氧化物酶體和溶酶體一、過氧化物酶體與溶酶體的區(qū)別現(xiàn)在是76頁\一共有91頁\編輯于星期四

微體與初級溶酶體的特征比較現(xiàn)在是77頁\一共有91頁\編輯于星期四。

動物細(xì)胞（肝細(xì)胞或腎細(xì)胞）中過氧化物酶體可氧化分解血液中的有毒成分，起到解毒作用。過氧化物酶體中常含有兩種酶：依賴于黃素（FAD）的氧化酶，其作用是將底物氧化形成H2O2。

過氧化氫酶，作用是將H2O2分解，形成水和氧氣。二、過氧化物酶體的功能在植物細(xì)胞中過氧化物酶體的功能：

在綠色植物葉肉細(xì)胞中，它催化CO2固定反應(yīng)副產(chǎn)物的氧化，即所謂

光呼吸反應(yīng)。

乙醛酸循環(huán)的反應(yīng)：在種子萌發(fā)過程中，過氧化物酶體降解儲存在種子中的脂肪酸產(chǎn)生乙酰輔酶A，并進一步形成琥珀酸，琥珀酸離開過氧化物酶體進一步轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟恰?/p>

過氧化物酶體降解儲存的脂肪酸乙酰輔酶A琥珀酸葡萄糖。過氧化物酶體分解脂肪酸等高能分子向細(xì)胞直接提供熱能。現(xiàn)在是78頁\一共有91頁\編輯于星期四第六節(jié)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與細(xì)胞結(jié)構(gòu)的組裝一、蛋白質(zhì)分選與分選信號KDEL現(xiàn)在是79頁\一共有91頁\編輯于星期四1、分選途徑（Roadmap）

基本途徑:可分兩條2）多肽鏈在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中完成其合成，然后轉(zhuǎn)運到膜圍繞的細(xì)胞器，如線粒體（或葉綠體）、過氧化物酶體、細(xì)胞核及細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的特定部位。最近發(fā)現(xiàn)有些還可轉(zhuǎn)運到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。1）蛋白質(zhì)合成起始后轉(zhuǎn)移到粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，新生肽邊合成邊轉(zhuǎn)入粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中，隨后經(jīng)高爾基體運至溶酶體、細(xì)胞膜或分泌到細(xì)胞外。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體本身的蛋白質(zhì)的分選也是通過這一途徑完成的?，F(xiàn)在是80頁\一共有91頁\編輯于星期四具體可分為：

跨膜運轉(zhuǎn)（transmembranetransport）基質(zhì)中合成的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體、質(zhì)體（包括葉綠體）和過氧化物酶體等細(xì)胞器。膜泡運輸（vesiculartransport）蛋白質(zhì)通過不同類型的轉(zhuǎn)運小泡從其粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成部位轉(zhuǎn)運到高爾基體然后分選到細(xì)胞的不同部位。現(xiàn)在是81頁\一共有91頁\編輯于星期四選擇性門控運轉(zhuǎn)（gatedtransport）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運蛋白質(zhì)通過核孔復(fù)合體選擇性地進行的核輸入和核輸出。在細(xì)胞骨架參與下，蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中完成運轉(zhuǎn)?，F(xiàn)在是82頁\一共有91頁\編輯于星期四

膜泡運輸是蛋白運輸?shù)囊环N特有的方式，普遍存在于真核細(xì)胞中。在轉(zhuǎn)運過程中不僅涉及蛋白本身的修飾、加工和組裝，還涉及到多種不同膜泡定向運輸及其復(fù)雜的調(diào)控過程。

每種小泡表面都有特殊的標(biāo)志以保證將轉(zhuǎn)運物質(zhì)運到特定的細(xì)胞部位。二、膜泡運輸現(xiàn)在是83頁\一共有91頁\編輯于星期四三種不同類型的包被小泡具有不同的物質(zhì)運輸作用1、網(wǎng)格蛋白包被小泡２、COPII包被小泡3、COPI包被小泡現(xiàn)在是84頁\一共有91頁\編輯于星期四

在細(xì)胞合成與分泌途徑中不同膜組分之間三種不同的膜泡