細(xì)胞質(zhì)內(nèi)膜系統(tǒng)

關(guān)于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)第2頁,共68頁，2024年2月25日，星期天3在真核細(xì)胞的膜相結(jié)構(gòu)中，除了細(xì)胞膜和線粒體外，那些在結(jié)構(gòu)、功能和發(fā)生上相互密切聯(lián)系的膜相細(xì)胞器稱為內(nèi)膜系統(tǒng)。包括：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體、溶酶體、核膜以及細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的膜性轉(zhuǎn)運(yùn)小泡。一、內(nèi)膜系統(tǒng)：

endomenbranesystem第3頁,共68頁，2024年2月25日，星期天4第一節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Endoplasmicreticulum第4頁,共68頁，2024年2月25日，星期天5內(nèi)質(zhì)網(wǎng)概述1945年P(guān)orterEM下：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)40年代～60年代:形態(tài)結(jié)構(gòu)上70年代以后:生理功能上

第5頁,共68頁，2024年2月25日，星期天6一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形態(tài)結(jié)構(gòu)第6頁,共68頁，2024年2月25日，星期天7內(nèi)質(zhì)網(wǎng)小管小泡扁囊狀細(xì)胞膜核膜

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)第7頁,共68頁，2024年2月25日，星期天8由一層生物膜圍成的相互連續(xù)的小管、小泡、扁囊狀結(jié)構(gòu)組成的連續(xù)的網(wǎng)狀膜系統(tǒng)。膜厚5-6nm.第8頁,共68頁，2024年2月25日，星期天9存在范圍：除了哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞，所有真核細(xì)胞均含內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。第9頁,共68頁，2024年2月25日，星期天10脂類：40%—較細(xì)胞膜少，主要成分為磷脂。

磷脂酰膽堿較多，鞘磷脂較少。蛋白質(zhì)：60%—較細(xì)胞膜多，約30種。

標(biāo)志酶——葡萄糖-6-磷酸酶電子傳遞體系：細(xì)胞色素b5，NADH-細(xì)胞色素b5

還原酶，細(xì)胞色素P450酶系。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜二、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的化學(xué)組成第10頁,共68頁，2024年2月25日，星期天11糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

三、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的類型第11頁,共68頁，2024年2月25日，星期天12第12頁,共68頁，2024年2月25日，星期天13（一）粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（rER):膜表面附著核糖體；多為板層狀排列的扁囊；分泌活動(dòng)旺盛或分化較完善的細(xì)胞（胰腺細(xì)胞、漿細(xì)胞）中較多，未分化或分化低的細(xì)胞（胚胎細(xì)胞、干細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞）中較少。（二）滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（sER)膜表面無核糖體附著；多為分枝小管或小泡；特化細(xì)胞（肝細(xì)胞、睪丸間質(zhì)細(xì)胞、腎上腺細(xì)胞）中較多。第13頁,共68頁，2024年2月25日，星期天兩種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的分布

——根據(jù)細(xì)胞類型的不同而不同胰腺外分泌細(xì)胞全為粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)肌細(xì)胞全為滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)肝細(xì)胞兩者均發(fā)達(dá)例肌質(zhì)網(wǎng)第14頁,共68頁，2024年2月25日，星期天15四.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能第15頁,共68頁，2024年2月25日，星期天16

（一）糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能核糖體的支架，蛋白質(zhì)合成分泌蛋白質(zhì)的糖基化修飾多肽鏈的折疊與組裝蛋白質(zhì)的運(yùn)輸?shù)鞍踪|(zhì)的加工修飾第16頁,共68頁，2024年2月25日，星期天171、核糖體的支架，蛋白質(zhì)合成分泌第17頁,共68頁，2024年2月25日，星期天游離核糖體附著的核糖體駐留蛋白外輸?shù)鞍捉Y(jié)構(gòu)蛋白膜整合蛋白溶酶體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)第18頁,共68頁，2024年2月25日，星期天2.蛋白質(zhì)加工。方法一：糖基化

蛋白質(zhì)糖基化是指單糖或寡糖與蛋白質(zhì)共價(jià)結(jié)合成糖蛋白的過程。第19頁,共68頁，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)和寡糖的連接方式O-連接寡糖連接在蛋白質(zhì)的絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸等殘基側(cè)鏈的羥基上。主要在高爾基體內(nèi)完成。N-連接

寡糖連接在蛋白質(zhì)的天冬酰氨殘基的氨基上。在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中開始進(jìn)行的。第20頁,共68頁，2024年2月25日，星期天

多萜醇ppＮＮ甘甘甘甘甘葡葡葡甘甘甘甘多萜醇ppＮＮ甘甘甘甘甘天冬酰胺葡葡葡甘甘甘甘ＮＮ甘甘甘甘甘多萜醇pp

rER腔rER膜核糖體多萜醇pp多萜醇ＮN-乙酰葡萄糖胺甘甘露糖葡葡萄糖糖基轉(zhuǎn)移酶第21頁,共68頁，2024年2月25日，星期天2.蛋白質(zhì)加工。方法二：肽鏈折疊第22頁,共68頁，2024年2月25日，星期天233、蛋白質(zhì)的運(yùn)輸1975年，G.Blobel等提出信號(hào)肽假說(Signalhypothesis)，獲1999年諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。主要過程信號(hào)肽的合成

信號(hào)識(shí)別顆粒(SRP)-核糖體復(fù)合體形成核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合多肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔第23頁,共68頁，2024年2月25日，星期天

信號(hào)密碼：signalcodon

在mRNA的5’端起始密碼AUG之后，有一組編碼特殊氨基酸序列的密碼，稱為信號(hào)密碼。

信號(hào)肽：signalpeptide

當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)合成時(shí)，先在游離核糖體上由信號(hào)密碼翻譯出一段肽鏈，由18-30個(gè)氨基酸組成，稱為信號(hào)肽，是指導(dǎo)蛋白質(zhì)在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上進(jìn)行合成的決定因素。信號(hào)肽介導(dǎo)分泌蛋白在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的合成第24頁,共68頁，2024年2月25日，星期天SRP信號(hào)識(shí)別顆粒(SRP)：

signalrecognitionparticle

存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，由6條多肽鏈和一個(gè)RNA分子組成。能夠識(shí)別信號(hào)肽，與核糖體結(jié)合，形成SRP-核糖體復(fù)合體；復(fù)合體可以與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的SRP受體結(jié)合。SRPrER第25頁,共68頁，2024年2月25日，星期天內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔細(xì)胞質(zhì)SRP受體信號(hào)識(shí)別顆粒(SRP)核糖體結(jié)合蛋白tRNAAP核糖體mRNA信號(hào)肽A信號(hào)假說第26頁,共68頁，2024年2月25日，星期天27（二）滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能脂類的合成和轉(zhuǎn)運(yùn)糖原代謝解毒作用儲(chǔ)存肌細(xì)胞鈣離子與胃酸、膽汁合成和分泌有關(guān)第27頁,共68頁，2024年2月25日，星期天28內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能異常病理?xiàng)l件下：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)會(huì)腫脹、肥大和某些物質(zhì)積累，解聚和脫粒。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能異常可引起一系列神經(jīng)功能紊亂疾病,包括缺血再灌注損傷、睡眠呼吸暫停綜合征、阿爾茨海默病、多發(fā)性硬化、肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥、帕金森病等.

第28頁,共68頁，2024年2月25日，星期天29第二節(jié)高爾基復(fù)合體Golgicomplex

第29頁,共68頁，2024年2月25日，星期天

1898年，意大利學(xué)者高爾基(CamilloGolgi)利用銀染技術(shù)在光鏡下觀察貓頭鷹的神經(jīng)細(xì)胞時(shí)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞核的周圍有嗜銀黑色網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，他稱之為內(nèi)網(wǎng)器。

以后在真核生物的細(xì)胞中都發(fā)現(xiàn)了這種結(jié)構(gòu)，為紀(jì)念他將其命名為高爾基體（Golgibody)。第30頁,共68頁，2024年2月25日，星期天31一、高爾基復(fù)合體的形態(tài)結(jié)構(gòu)第31頁,共68頁，2024年2月25日，星期天32第32頁,共68頁，2024年2月25日，星期天33

光學(xué)顯微鏡下

神經(jīng)細(xì)胞高爾基體(銀染)示意圖高爾基體

第33頁,共68頁，2024年2月25日，星期天34順面高爾基網(wǎng)（生成面）中間高爾基網(wǎng)反面高爾基網(wǎng)（分泌面）電鏡下的形態(tài)結(jié)構(gòu)形態(tài)上分根據(jù)膜囊區(qū)的形態(tài)結(jié)構(gòu)和執(zhí)行功能等，把高爾基體分為：扁平囊泡小囊泡大囊泡（分泌泡）第34頁,共68頁，2024年2月25日，星期天35

高爾基體各部分結(jié)構(gòu)功能1.順面高爾基網(wǎng)（cisGolginetwork，CGN）

分選來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)、脂類。2.中間高爾基網(wǎng)（medialGolgi）

糖基修飾、糖蛋白形成、糖脂合成。3.反面高爾基網(wǎng)（transGolginetwork，TGN），

蛋白質(zhì)分類、包裝、輸出。

第35頁,共68頁，2024年2月25日，星期天

扁平囊泡小囊泡大囊泡順面高爾基網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)電鏡下高爾基復(fù)合體橫切面模式圖反面高爾基網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)第36頁,共68頁，2024年2月25日，星期天37TheGolgiApparatus反面高爾基網(wǎng)順面高爾基網(wǎng)中間高爾基網(wǎng)第37頁,共68頁，2024年2月25日，星期天38

電鏡下高爾基復(fù)合體切面圖(10000×)第38頁,共68頁，2024年2月25日，星期天39

golgicomplex是一個(gè)極性細(xì)胞器形態(tài)結(jié)構(gòu)——從順面到反面膜厚度增加、

囊腔增寬?；瘜W(xué)組成——成分居于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與細(xì)胞膜

之間。功能——中間膜囊、成熟面含酶較多，

利于物質(zhì)的濃縮和分泌。第39頁,共68頁，2024年2月25日，星期天40第40頁,共68頁，2024年2月25日，星期天41二、高爾基復(fù)合體的化學(xué)組成高爾基體膜：蛋白質(zhì)60%、脂類40%，有ER共同的蛋白成分。膜脂中磷脂酰膽堿含量介于ER和質(zhì)膜之間。高爾基體中的酶：主要有糖基轉(zhuǎn)移酶、磺基-糖基轉(zhuǎn)移酶、氧化還原酶、磷酸酶、蛋白激酶、甘露糖苷酶、轉(zhuǎn)移酶和磷脂酶等不同的類型。標(biāo)志酶—糖基轉(zhuǎn)移酶。第41頁,共68頁，2024年2月25日，星期天42三.高爾基復(fù)合體的功能第42頁,共68頁，2024年2月25日，星期天43功能

參與細(xì)胞的分泌活動(dòng)蛋白質(zhì)的糖基化修飾對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行分選、定向運(yùn)輸參與細(xì)胞膜膜相結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化第43頁,共68頁，2024年2月25日，星期天頂部分泌泡粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基復(fù)合體胰腺細(xì)胞中蛋白質(zhì)合成與運(yùn)輸途徑示意圖3H標(biāo)記亮氨酸1.參與細(xì)胞的分泌活動(dòng)第44頁,共68頁，2024年2月25日，星期天3H標(biāo)記亮氨酸3分鐘17分鐘117分鐘粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基復(fù)合體頂部分泌泡第45頁,共68頁，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)和寡糖的連接方式O-連接寡糖連接在蛋白質(zhì)的絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸等殘基側(cè)鏈的羥基上。主要在高爾基體內(nèi)完成。N-連接

寡糖連接在蛋白質(zhì)的天冬酰氨殘基的氨基上。在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中開始，高爾基體完成。2.蛋白質(zhì)的糖基化修飾第46頁,共68頁，2024年2月25日，星期天甘露糖半乳糖和唾液糖N-乙酰葡萄糖胺內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基復(fù)合體對(duì)糖蛋白的合成和修飾過程具有嚴(yán)格的順序性。第47頁,共68頁，2024年2月25日，星期天粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基復(fù)合體甘露糖＋－N-乙酰

葡萄糖胺半乳糖－

+唾液糖

－

+++第48頁,共68頁，2024年2月25日，星期天49分選蛋白質(zhì)的機(jī)理蛋白質(zhì)具有分選信號(hào)與高爾基復(fù)合體膜上相應(yīng)的不同類型分選信號(hào)受體特定結(jié)合。3.對(duì)蛋白質(zhì)分選和運(yùn)輸?shù)?9頁,共68頁，2024年2月25日，星期天順面分選駐留蛋白示意圖

駐留蛋白受體順面中間膜囊反面分泌蛋白駐留蛋白內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基復(fù)合體第50頁,共68頁，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)合成溶酶體寡聚糖磷酸化加N-乙酰葡萄糖胺加半乳糖、加唾液酸分選溶酶體蛋白順面中層膜囊反面分泌蛋白粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基復(fù)合體切除甘露糖反面分選蛋白質(zhì)示意圖膜蛋白第51頁,共68頁，2024年2月25日，星期天52分選的結(jié)果

順面分選：反面分選：駐留蛋白溶酶體蛋白分泌蛋白膜蛋白第52頁,共68頁，2024年2月25日，星期天

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基復(fù)合體

細(xì)胞膜

運(yùn)輸小泡

分泌泡核膜細(xì)胞核內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基復(fù)合體細(xì)胞膜4.參與細(xì)胞膜相結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化第53頁,共68頁，2024年2月25日，星期天54第三節(jié)：溶酶體lysosome第54頁,共68頁，2024年2月25日，星期天551949年，C.deDure等用大鼠肝勻漿研究與糖代謝有關(guān)的酶的分布的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)酸性磷酸酶活性，反復(fù)研究發(fā)現(xiàn)了含有酸性磷酸酶活性的顆粒，后來證實(shí)是一種新的細(xì)胞器，定名為溶酶體。第55頁,共68頁，2024年2月25日，星期天56溶酶體（lysosome）定義：是細(xì)胞內(nèi)由一層單位膜包圍的膜性細(xì)胞器，內(nèi)含多種酸性水解酶，能分解各種內(nèi)源性或外源性物質(zhì)，稱為細(xì)胞內(nèi)的消化器官。第56頁,共68頁，2024年2月25日，星期天57一、溶酶體的

形態(tài)結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成

第57頁,共68頁，2024年2月25日，星期天58（一）形態(tài)電鏡下溶酶體呈球形，大小不一，一層單位膜包裹；其中充滿電子密度高的物質(zhì)。不同類型溶酶體具有多型性和異質(zhì)性。第58頁,共68頁，2024年2月25日，星期天第59頁,共68頁，2024年2月25日，星期天601）溶酶體膜蛋白高度糖基化：防止自身被水解消化。2）溶酶體膜上有（H+）質(zhì)子泵：保持溶酶體基質(zhì)內(nèi)的酸性環(huán)境。3）溶酶體膜內(nèi)存在特殊的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白：可運(yùn)輸溶酶體消化水解的產(chǎn)物。1.一層單位膜2.豐富水解酶3.溶酶體膜的特殊性質(zhì)：（二）溶酶體的共同特征第60頁,共68頁，2024年2月25日，星期天溶酶體酶PH~5核酸酶蛋白酶糖苷酶酯酶磷酸酯酶硫酸酯酶磷酸酶ATPADP+Pi酸性水解酶H+細(xì)胞質(zhì)PH~7.2

溶酶體的酶第61頁,共68頁，2024年2月25日，星期天62二、溶酶體的類型內(nèi)體性溶酶體吞噬性溶酶體初級(jí)溶