第7章 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)課件

第七章細(xì)胞基質(zhì)與細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)第一部分細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)一、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的基本涵義

在細(xì)胞質(zhì)中，除去可辨認(rèn)細(xì)胞器以外的膠狀物質(zhì)。A.與中間代謝有關(guān)的數(shù)千種酶類例如：糖酵解、磷酸戊糖途徑、糖醛酸途徑；糖原的合成、蛋白質(zhì)與脂肪合成的重要場所B.細(xì)胞周期、增殖、分化、衰老、凋亡的調(diào)控因子。

主要成分：蛋白質(zhì)占總量的20~30%，以水化物的形式存在：C.骨架系統(tǒng)（微絲、微管、中間纖維）:是細(xì)胞質(zhì)機制的組織者D.mRNA第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的組織結(jié)構(gòu)

1.細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是一個高度有序的凝膠結(jié)構(gòu)體系，形成精細(xì)的區(qū)域。細(xì)胞骨架纖維形成復(fù)雜的三維纖維網(wǎng)絡(luò)。多數(shù)蛋白直接或間接地與骨架結(jié)合或與生物膜結(jié)合

2.在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)結(jié)構(gòu)體系中，蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)與其他大分子之間都是通過弱鍵相互作用的。

3.各組分之間的作用常常處于動態(tài)平衡之中。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)所依賴的特殊環(huán)境高蛋白濃度；特定的離子環(huán)境第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)1.各種復(fù)雜的代謝反應(yīng)是如何有條不紊地進行？各個環(huán)節(jié)之間是如何相互關(guān)聯(lián)、相互制約？2.數(shù)以千種的生物大分子和代謝產(chǎn)物又是如何定向裝運的？3.調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分化、衰老、凋亡等重大生命活動的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及其網(wǎng)絡(luò)的確切途徑是什么？在基質(zhì)中的課題第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)

1.中間代謝的場所（蛋白質(zhì)合成和脂肪酸合成）2.維持細(xì)胞形態(tài)、運動，細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的運輸機能量傳遞及細(xì)胞器定位3.蛋白的分選及定向運輸4.由于細(xì)胞骨架的組織，使細(xì)胞中的成分，在結(jié)構(gòu)功能上形成更為精細(xì)的區(qū)域。實現(xiàn)了細(xì)胞質(zhì)中各功能的區(qū)域化。5.維持細(xì)胞的內(nèi)環(huán)境二、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的功能各膜質(zhì)細(xì)胞器細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)細(xì)胞內(nèi)房室化第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)6.蛋白質(zhì)的修飾

1.輔基或輔酶與酶的共價結(jié)合

2.磷酸化與去磷酸化，用以調(diào)節(jié)很多蛋白質(zhì)的生物活性。

3.糖基化。多數(shù)為O-連接的糖基化。在哺乳動物細(xì)胞中把N-乙酰葡萄糖胺分子加到蛋白質(zhì)的絲氨酸的羥基上。

4.蛋白質(zhì)N端的甲基化修飾，使蛋白質(zhì)維持較長的壽命。

例如：組蛋白中間纖維

5.?；?。蛋白質(zhì)與脂肪酸形成脂蛋白?？缒さ鞍自趦?nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體的轉(zhuǎn)運過程中，暴露在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的結(jié)構(gòu)域被酰基化。

第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)7.降解變性與錯誤折疊的蛋白和短壽命蛋白質(zhì)真核細(xì)胞中，蛋白質(zhì)降解途徑有兩條：一是不依賴于ATP的溶酶體途徑；二是依賴ATP的泛素途徑降解短壽命蛋白。泛素：是一個由76個氨基酸殘基構(gòu)成的小分子蛋白質(zhì)。功能：①.幫助清理細(xì)胞中短壽命蛋白和錯誤折疊的蛋白質(zhì)；②.參與細(xì)胞周期調(diào)控；③.DNA修復(fù)；④.細(xì)胞的程序性死亡。降解機制：共價地結(jié)合于底物蛋白的賴氨酸殘基。被泛素標(biāo)記的蛋白將被特異性的識別，并迅速被降解泛素在一系列酶的作用下與靶蛋白結(jié)合，使靶蛋白被泛素標(biāo)記，從而被蛋白酶體水解。第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)錯誤折疊的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白的降解和輸出第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)8.幫助變形或錯誤折疊的蛋白重新折疊，形成正確的分子構(gòu)象利用熱休克蛋白（heatshockprotein）Hsp,在消耗ATP的情況下把變性蛋白重新折疊成正確的構(gòu)象。熱休克蛋白有三個家族：25kD、75kD、90kD錯變形或錯誤折疊的蛋白正確的分子構(gòu)象

HspATPADP第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)三、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與胞質(zhì)溶膠細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是由微管、微絲和中間纖維等形成的相互聯(lián)系的結(jié)構(gòu)體系。其中蛋白質(zhì)和其他大分子以凝聚狀態(tài)或暫時以凝聚狀態(tài)存在與周圍的溶液分子處于動態(tài)平衡。是一種由精細(xì)區(qū)域化的凝膠結(jié)構(gòu)體系，細(xì)胞在不同的發(fā)育階段和不同的生理狀態(tài)下，可能有所不同。作為一個蛋白質(zhì)是否屬于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的結(jié)構(gòu)成分，主要取決于其在生命活動中是結(jié)合在細(xì)胞骨架上，還是溶解在周圍的溶液中。第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)胞質(zhì)溶膠早期的實驗細(xì)胞學(xué)家和生化學(xué)家用差速離心的方法分離細(xì)胞勻漿的各組分，獲得的上清液稱之為胞質(zhì)溶膠。乳膠小球?qū)嶒灒簩⑷槟z小球用微注射的方法注入非洲爪蟾的卵母細(xì)胞中，經(jīng)一段時間后，取出乳膠小球，分析滲入小球中的蛋白質(zhì)。結(jié)合在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的蛋白質(zhì)不容易滲入乳膠小球。

胞質(zhì)溶膠與細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的關(guān)系包涵關(guān)系第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)

內(nèi)膜系統(tǒng)：指位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，在結(jié)構(gòu)、功能乃至發(fā)生上相關(guān)的膜圍繞的細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)的總稱。它包括核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、過氧化物酶體及液泡和其他各種小泡。內(nèi)膜系統(tǒng)是真核細(xì)胞特有的結(jié)構(gòu)。第二部分內(nèi)膜系統(tǒng)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)細(xì)胞內(nèi)組分的合成、分泌和內(nèi)吞途徑內(nèi)膜系統(tǒng)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)二、高爾基復(fù)合體三、溶酶體四、過氧化物酶體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)由KR.Porter、A.Claude

和EF.Fullam等人于1945年發(fā)現(xiàn)，他們在觀察培養(yǎng)的小鼠成纖維細(xì)胞時，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)內(nèi)部具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，建議叫做內(nèi)質(zhì)網(wǎng)endoplasmicreticulum，ER，后來發(fā)現(xiàn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)不僅僅存在于細(xì)胞的“內(nèi)質(zhì)”部，通常還有質(zhì)膜和核膜相連，并且與高爾基體關(guān)系密切，并且常伴有許多線粒體。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)(一)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)與類型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：膜厚5~6nm；由一層單位膜圍成的管狀、泡狀、扁囊狀連接成網(wǎng)狀；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形態(tài)結(jié)構(gòu)、分布狀態(tài)、數(shù)量與細(xì)胞類型、生理狀態(tài)及分化程度極為相關(guān)；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)占膜系統(tǒng)的一半，占細(xì)胞總體積的10%以上。第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)小管小泡扁囊狀細(xì)胞膜核膜第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)(一)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（RER):膜表面附著核糖體；形態(tài)多為板層狀排列的扁囊；網(wǎng)腔內(nèi)含低電子或中等電子密度的物質(zhì)；多分布在分泌活動旺盛或分化較完善的細(xì)胞內(nèi)。(二)滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(SER):膜表面無核糖體附著；形態(tài)多為分枝小管或小泡；多分布在一些特化的細(xì)胞中。核糖體粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的類型第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)(二)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的化學(xué)組成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜含有的蛋白質(zhì)比細(xì)胞膜的多(種類達(dá)30多種)如粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上有SRP(信號識別顆粒)受體蛋白；脂類較細(xì)胞膜的少，鞘磷脂少，卵磷脂多。葡萄糖-6-磷酸酶(G-6-P酶)被視為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的標(biāo)志酶第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)1.與細(xì)胞膜相連：甚至有管道相通2.與外層核膜相接：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔與核周隙相通3.與高爾基體在結(jié)構(gòu)、功能與發(fā)生上關(guān)系密切4.rER與線粒體緊密相依：

①過去：供能②最近：與脂質(zhì)的相互交換及Ca2+釋放的調(diào)節(jié)關(guān)系密切5.ER的分布與微管走向一致

(核膜－內(nèi)質(zhì)網(wǎng)－高爾基體－質(zhì)膜)(三)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與細(xì)胞內(nèi)其它細(xì)胞器的關(guān)系第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)微粒體：細(xì)胞勻漿和超速離心，特別是密度梯度離心過程中，由破碎的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等形成的近似球形的封閉小泡結(jié)構(gòu)，它包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與核糖體兩種基本成分。很好的研究材料微粒體仍具有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的基本特征；粗面微粒體仍保留RER所具備的功能φ100nm第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)一)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(RER)的功能:二)滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(SER)的功能:(四)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能1.蛋白質(zhì)合成

核糖體

2.蛋白質(zhì)折疊

3.蛋白質(zhì)修飾4.蛋白質(zhì)運輸1.脂類的合成2.糖原的分解3.解毒作用4.肌肉收縮(肌質(zhì)網(wǎng))：儲存Ca2+—肌細(xì)胞中的sER5.鹽酸的分泌、滲透壓調(diào)節(jié)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)蛋白質(zhì)合成始于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，但部分很快轉(zhuǎn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上。以共轉(zhuǎn)移(邊合成邊轉(zhuǎn)移)的方式，在粗面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白：1.向胞外分泌的蛋白質(zhì)。2.膜的整合蛋白。其方向性在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上合成時就確定。3.構(gòu)成細(xì)胞器中的可溶性駐留蛋白。1.蛋白質(zhì)的合成第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)①附著核糖體：主要合成分泌性蛋白質(zhì)

②游離核糖體：主要合成結(jié)構(gòu)性蛋白質(zhì)

③功能狀態(tài)都為多聚核糖體，非功能狀態(tài)為大、小亞基分開核糖體的存在形式第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)

注：當(dāng)Mg2+的濃度為10mmol/L時,大小亞基聚合;Mg2+的濃度降至0.1mmol/L時,大小可解離第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)核糖體小亞基mRNA穿通隧道大亞基中央通道正在合成的多肽鏈3’5’第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)核糖體是合成蛋白質(zhì)的細(xì)胞器主要成分——蛋白質(zhì)和rRNA

功能：按照mRNA的指令合成多肽鏈mRNA核糖體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)A部位：氨基酸部位或受位，接受氨?；鵷RNAP部位：肽基部位或放位，肽基tRNA移交肽鏈后，tRNA被釋放的部位T因子：肽基轉(zhuǎn)移酶催化P位上的氨?；Y(jié)合到A位的氨酰tRNA上第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)附著的多聚核糖體，主要合成分泌蛋白游離的多聚核糖體，主要合成結(jié)構(gòu)性蛋白RERmRNA第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)信號假說信號密碼：位于起始密碼(AUG)之后，有一組編碼特殊氨基酸序列的密碼子。信號肽：蛋白質(zhì)合成時，首先在游離核糖體上由信號密碼翻譯出一段肽鏈，這一小段額外的肽鏈為疏水的氨基酸序列，約有15～30個氨基酸組成。信號肽是個信號，是附著核糖體的標(biāo)記。第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)信號識別顆粒(signalrecognitionparticle，SRP)，它是由6條不同的肽鏈結(jié)合在1分子的7SrRNA上組成的llS核糖體蛋白，它能特異識別結(jié)合信號肽。SRP占據(jù)了核糖體的A位，阻擋了攜帶氨基酸的tRNA進入核糖體，使蛋白質(zhì)的合成暫時中止。SRP受體(SRPreceptor)，它是結(jié)合在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的鑲嵌蛋白，分子量約72000，它可以識別結(jié)合SRP。信號肽酶：水解信號肽的酶。第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔細(xì)胞質(zhì)SRP受體信號識別顆粒

(SRP)核糖體結(jié)合蛋白tRNAAP核糖體mRNA信號肽A信號假說第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)

1.游離核糖體上信號肽合成；

2.胞質(zhì)中SRP識別信號肽，形成SRP-核糖體復(fù)合體，從而使多肽鏈合成暫停。

3.核糖體與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合，形成SRP-SRP受體-核糖體復(fù)合體；

4.SRP脫離并參加再循環(huán)，核糖體上的多肽鏈合成繼續(xù)進行。

5.信號肽被ER膜上的信號肽酶切掉，合成后的多肽鏈落入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中；

6.附著核糖體脫離內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，大小亞基分開，回到胞質(zhì)基質(zhì)中參加再循環(huán)，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的受體小管消失。附著核糖體與蛋白質(zhì)的合成過程第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)蛋白質(zhì)折疊

分子伴侶：蛋白質(zhì)折疊需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)的某些可溶性駐留蛋白參與，這類蛋白能特異性地識別新生肽鏈或部分折疊的多肽并與之結(jié)合，幫助這些多肽進行折疊、裝配和轉(zhuǎn)運，而其本身并不參與最終產(chǎn)物的形成。第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)1.蛋白二硫鍵異構(gòu)酶切斷二硫鍵，幫助其重新形成二硫鍵，并處于正確的狀態(tài)2.結(jié)合蛋白(Bip)能識別不正確的蛋白或未裝配好的蛋白亞單位，并促進其重新折疊與組裝3.肽信號滯留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的蛋白質(zhì)的信號(-Lys-Asp-Glu-Leu-COO－)折疊錯誤、畸形肽鏈、未裝配等胞質(zhì)通過Sec61p復(fù)合體被蛋白酶體降解內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和功能蛋白羧基端的一個四肽序列:Lys-Asp-Glu-Leu-COO-，即KDEL信號序列。這段序列在高爾基體的膜受有相應(yīng)的受體,一旦進入高爾基體就會被高爾基體上的受體結(jié)合,形成回流小泡被運回內(nèi)質(zhì)網(wǎng),所以將該序列稱為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留信號。如Bip就帶有KDEL信號,它是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的分子伴侶,如果從Bip上除去這種信號,Bip蛋白就會分泌出來;如果將KDEL信號加到別的分泌蛋白上,這種蛋白也就變成了滯留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的蛋白質(zhì)。第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)RER的蛋白質(zhì)修飾功能蛋白質(zhì)的糖基化：是指單糖或寡糖與蛋白質(zhì)共價結(jié)合形成糖蛋白。包括糖基化、羥基化、?；?、二硫鍵形成等。蛋白質(zhì)糖基化的概念、作用、方式。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中只發(fā)現(xiàn)少數(shù)幾種簡單的糖基化第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)糖糖基轉(zhuǎn)移酶寡糖鏈與磷酸多萜醇相接糖蛋白寡糖轉(zhuǎn)移酶與新生肽上的天冬酰胺相連蛋白糖基化的基本過程蛋白質(zhì)邊合成邊糖基化糖供體為核苷糖：UDP-葡萄糖、CMP-唾液酸、GDP-甘露糖第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)蛋白質(zhì)糖基化的作用使蛋白質(zhì)能夠抵抗消化酶的作用賦予蛋白質(zhì)傳導(dǎo)信號的功能某些蛋白只有在糖基化之后才能正確折疊在細(xì)胞表面形成糖萼第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)蛋白質(zhì)糖基化作用方式N-連接的糖基化：發(fā)生在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)，糖蛋白中最普遍的一種。O-連接的糖基化：主要或全部在高爾基復(fù)合體中進行。第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)

在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，糖鏈被連接在多肽鏈中天冬酰胺殘基(Asn)的氨基基團上，故稱之為N-連接糖基化。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中N-乙酰葡萄糖胺、甘露糖和葡萄糖的多個分子按順序先后被連接到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中叫多萜醇的脂質(zhì)分子上，成為寡聚糖，并使寡聚糖活化。已活化的寡聚糖即由糖基轉(zhuǎn)移酶催化N-連接的糖基化第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)N-連接寡糖前體的生物合成第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)N-連接的糖基化第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)O-連接的寡糖的糖基化O-連接的寡糖是指與蛋白質(zhì)的絲氨酸、蘇氨酸和酪氨酸殘基側(cè)鏈上的羥基基團連接的寡糖。O-連接的寡糖的糖鏈中又增加了半乳糖、巖藻糖和唾液酸等糖殘基。第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)特征N-連接O-連接合成部位糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體合成方式來自同一個寡糖前體一個個單糖加上去與之結(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血型抗原較長第一個糖殘基N-乙酰葡萄糖胺O-乙酰半乳糖胺等N-連接與O-連接的寡糖比較第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)?；l(fā)生在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的胞質(zhì)側(cè)軟脂酸共價結(jié)合在跨膜蛋白的半胱氨酸殘基上高爾基體、膜蛋白向細(xì)胞膜的轉(zhuǎn)移中也發(fā)生類似的?；硗猓趦?nèi)質(zhì)網(wǎng)上還發(fā)生羥基化和二硫鍵形成等

第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)RER的蛋白質(zhì)運輸功能

向細(xì)胞外分泌的蛋白質(zhì)：

RER合成→糖基化作用→小泡(含分泌蛋白)→經(jīng)GC→

濃縮泡→分泌顆?！懦觯荒で度氲鞍踪|(zhì)，即膜蛋白；需要與其他細(xì)胞組分嚴(yán)格隔離的蛋白質(zhì)；需要進行復(fù)雜修飾的蛋白質(zhì)；第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)SER的脂類合成功能腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞、睪丸間質(zhì)細(xì)胞、卵巢共黃體細(xì)胞等類固醇激素細(xì)胞SER含有合成膽固醇全套酶系和使膽固醇轉(zhuǎn)化為類固醇激素(腎上腺激素、性激素)的酶類及與脂類合成有關(guān)的酶類第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)ER的脂類合成功能合成大部分細(xì)胞膜和細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)的膜脂合成脂類的酶都位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脂質(zhì)雙層，活性部位朝向胞質(zhì)面翻轉(zhuǎn)酶磷脂酰膽堿的生物合成過程：?；D(zhuǎn)移酶、磷脂酸酶、膽堿磷酸轉(zhuǎn)移酶脂類物質(zhì)的運輸途徑：

1.以膜泡運輸?shù)姆绞剑\至高爾基體、溶酶體、質(zhì)膜

2.與磷脂轉(zhuǎn)換蛋白phospholipidexchangeprotein(PEP)結(jié)合形成水溶性復(fù)合物，通過自由擴散的方式運至靶膜。第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)磷脂酰膽堿在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的合成過程第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在糖原分解中的作用

第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)SER的解毒作用肝細(xì)胞的解毒作用------SER通過氧化、甲基化、結(jié)合等方式，降低或排除毒性物質(zhì) 藥物、毒物─→(SER膜上的氧化酶系)→解毒或轉(zhuǎn)化如：氨基酸代謝→氨→尿素(無毒)；苯巴比妥類藥物+葡萄糖醛酸→水溶性物質(zhì)SER的鹽酸分泌和滲透壓調(diào)節(jié)功能

哺乳動物胃底臂細(xì)胞的胞質(zhì)中，SER能將血漿中的Cl-傳遞到細(xì)胞內(nèi)分泌小管的膜上，Cl-可與胞質(zhì)中由碳酸解離的H+在膜上結(jié)合產(chǎn)生HCl，排出細(xì)胞外。第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)(五)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與基因表達(dá)的調(diào)控異常：未折疊蛋白質(zhì)超量積累

折疊好膜蛋白超量積累

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜脂成分變化內(nèi)質(zhì)網(wǎng)——核信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑特異基因表達(dá)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能正常正常：蛋白質(zhì)ER中調(diào)控折疊、裝配、加工、包裝、轉(zhuǎn)運第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)(六)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的病理改變病理條件下內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腫脹(低氧、病毒性肝炎)物質(zhì)累積(a1-抗胰蛋白酶缺乏病人的血清中缺乏a1-抗胰蛋白酶，而在肝細(xì)胞的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中卻儲存著a1-抗胰蛋白酶)癌變細(xì)胞中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)變化第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)高爾基復(fù)合體高爾基體的化學(xué)組成與形態(tài)結(jié)構(gòu)高爾基體的細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)高爾基體的功能區(qū)隔高爾基體的功能高爾基復(fù)合體與疾病1898年，意大利醫(yī)生首次發(fā)現(xiàn)高爾基體。也稱為高爾基器(Golgiapparatus)高爾基復(fù)合體(Golgicomplex)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)高爾基復(fù)合體的化學(xué)組成介于細(xì)胞膜與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)之間，如蛋白質(zhì)、磷脂酰膽堿。高爾基復(fù)合體是一種過渡性的細(xì)胞器。

高爾基復(fù)合體含有多種酶，有糖基轉(zhuǎn)移酶、甘露糖苷酶、磷脂酶，其中糖基轉(zhuǎn)移酶則為高爾基體的標(biāo)志酶。(一)高爾基體的化學(xué)組成第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)形態(tài)：高爾基體是由大小不一、形態(tài)多變的囊泡體系結(jié)構(gòu)：由排列整齊的扁平囊泡和其周圍大小不等的泡狀囊泡組成。高爾基體是極性細(xì)胞器，具有恒定的位置與方向，物質(zhì)從一側(cè)進入，另一側(cè)輸出。順面(cisface)或形成面(formingface)反面(transface)或成熟面(matureface)(二)高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)

培養(yǎng)的上皮細(xì)胞中高爾基體的分布(高爾基體為紅色，核為綠色)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)高爾基復(fù)合體的形態(tài)結(jié)構(gòu)光鏡：網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)電鏡扁平囊成熟面(反面)小囊泡大囊泡

(液泡)形成面(順面)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)扁平囊（cisternae）扁平囊堆（stack）大泡、小泡（vesicles）囊泡系統(tǒng)順面管網(wǎng)結(jié)構(gòu)cis-network順面膜囊ciscisterna中間膜囊medialcisterna反面膜囊transcisterna反面管網(wǎng)結(jié)構(gòu)trans-network第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)扁平囊呈盤狀，3-10層稱—————高爾基垛

凹面：成熟(反)面凸面：形成(順)面；凸面：形成(順)面形成面膜厚：6nm;成熟面膜厚：8nm小囊泡30-80nm球形小泡膜厚：6nm;囊腔內(nèi)含：中等電子密度的物質(zhì)泡內(nèi)含物質(zhì)：低電子密度物質(zhì)，較透明。來源：小囊泡融合。來源：由rER‘芽生’而來。大囊泡100-500nm;膜厚：8nm;泡內(nèi)含物質(zhì)：高電子密度物質(zhì)，濃縮泡。來源：扁平囊周邊或局部球狀膨突脫落形成。凹面：成熟(反)面第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)嗜鋨反應(yīng)，經(jīng)鋨酸浸染后，高爾基體的cis面膜囊被特異地染色；焦磷酸硫胺素酶(TPP酶)的細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)，可特異地顯示高爾基體的反面的1～2層膜囊；煙酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶(NADP酶)的細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)，是高爾基體中間幾層扁平囊的標(biāo)志反應(yīng)；(三)高爾基體各部分膜囊的細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)細(xì)胞化學(xué)：研究細(xì)胞的化學(xué)組成成分及其在細(xì)胞活動中的變化和定位的學(xué)科。在不破壞細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的情況下，用生化物理技術(shù)對各組分作定量的分析，研究其動態(tài)變化。確定復(fù)雜細(xì)胞過程的分子細(xì)節(jié)，如：四氧化鋨與不飽和酸反應(yīng)呈黑色，證明脂肪滴的存在。第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)胞嘧啶單核苷酸酶(CMP酶)的細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)，常?？娠@示靠近反面上的一些膜囊狀和管狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)稱為GERL。它與高爾基體密切相關(guān)，但它是ER的一部分。

CMP酶也是溶酶體的標(biāo)志酶，溶酶體就是在此處分泌產(chǎn)生的。第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)高爾基體順面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(cisGolginetwork，CGN)

是高爾基體的入口處，接受內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的物質(zhì)，分類后轉(zhuǎn)入中間膜囊。高爾基體中間膜囊(medialGolgi):

糖基化、糖脂的形成、多糖的合成。高爾基體反面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(transGolginetwork，TGN)

由反面一側(cè)的囊泡和網(wǎng)管組成，是高爾基體的出口區(qū)域。

功能：參與蛋白質(zhì)的分類與包裝，最后輸出。高爾基體空間結(jié)構(gòu)的維持，依賴于微管微絲及其馬達(dá)蛋白、血影蛋白網(wǎng)絡(luò)。(四)高爾基體的功能區(qū)隔第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)1.參與細(xì)胞的分泌活動2.對蛋白質(zhì)、脂類的糖基化修飾3.對蛋白質(zhì)的水解加工4.對蛋白質(zhì)的分揀運輸5.參與膜的轉(zhuǎn)化(五)高爾基復(fù)合體的功能第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)3H標(biāo)記亮氨酸3分鐘20分鐘90分鐘高爾基復(fù)合體在細(xì)胞分泌活動中起著重要的運輸作用；在分泌顆粒的形成過程中起著濃縮、修飾、加工等作用。

1．參與細(xì)胞的分泌活動第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)2.對蛋白質(zhì)、脂類的糖基化修飾參與糖蛋白的合成和修飾N-連接的糖蛋白O-連接的糖蛋白糖蛋白3H標(biāo)記半乳糖；唾液糖3H標(biāo)記甘露糖3H標(biāo)記N-乙酰葡萄糖胺第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)糖基化的作用：

為蛋白質(zhì)打上不同的“烙印”；增加了蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性；使蛋白質(zhì)在成熟中折疊成正確的構(gòu)象；

影響蛋白質(zhì)的水溶性，及蛋白質(zhì)所帶電荷的的性質(zhì)糖基化的特點：

“深加工”

O-連接的糖基化多在高爾基體中完成。發(fā)生特定的、有序的、復(fù)雜的糖基化修飾。第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)無活性的前體物質(zhì)(某些肽類激素)加工改造有生物活性的物質(zhì)(激素)3.對蛋白質(zhì)的水解和加工

⑴直接酶解切除新生蛋白原中的N-端或中間或兩端的氨基酸序列，使之成為具有生物活性的蛋白質(zhì)，如胰島素原、甲狀腺激素原和血清蛋白原等

⑵新生蛋白原中含有多個氨基酸序列相同的區(qū)段，經(jīng)酶解加工后形成多個序列相同的有活性的多肽鏈，如神經(jīng)肽。

⑶新生蛋白原中含有數(shù)種不同的信號序列，經(jīng)過不同的加工方式可形成多種不同活性的多肽鏈，同時增加了分子的多樣性，如一些信息分子。第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)4．對蛋白質(zhì)的分選蛋白質(zhì)合成溶酶體糖磷酸化溶酶體順面高爾基網(wǎng)中間囊反面囊反面高爾基網(wǎng)rER高爾基復(fù)合體順面囊高爾基垛(磷酸轉(zhuǎn)移酶)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)5.參與膜的轉(zhuǎn)化膜流：細(xì)胞的各種膜性結(jié)構(gòu)之間相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象稱膜流。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運輸小泡高爾基復(fù)合體大囊泡細(xì)胞膜第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)(六)高爾基復(fù)合體與疾病

1.癌細(xì)胞中的高爾基復(fù)合體結(jié)構(gòu)(不發(fā)達(dá))2.中毒細(xì)胞中的高爾基復(fù)合體的變化(形態(tài)萎縮、結(jié)構(gòu)破壞、甚至消失)3.功能亢進時的高爾基復(fù)合體結(jié)構(gòu)(肥大)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)

溶酶體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)

熟悉溶酶體的存在狀態(tài)與類型

了解溶酶體的結(jié)構(gòu)及化學(xué)組成掌握微體、過氧化物酶體的概念。

了解溶酶體與疾病

掌握溶酶體的來源與功能主要內(nèi)容第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)一、基本特性溶酶體1949年C.deDuve尋找與糖代謝有關(guān)的酶時，對大鼠肝組織勻漿細(xì)胞組分進行差速離心分離研究意外發(fā)現(xiàn)作為對照的酸性磷酸酶活性主要集中在線粒體分離層。酸性磷酸酶活性在蒸餾水提取物中高于蔗糖滲透平衡液抽提物，在放置一段時間的抽提物中高于新鮮制品，而且酶的活性與沉淀的線粒體物質(zhì)無關(guān)。由此推想：細(xì)胞內(nèi)存在有含酸性水解酶活性的結(jié)構(gòu)實體，其膜很可能非常易碎，碎后可釋放出內(nèi)含物。第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)單層膜包圍多種酸性水解酶異質(zhì)性囊泡狀溶酶體1955年,C.deDuve：酸性磷酸酶活性——溶酶體(lysosome)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)沒有典型的溶酶體結(jié)構(gòu)植物細(xì)胞：液泡(vacuoles)圓球體(spherosome)糊粉粒(aleurone)蛋白質(zhì)小體(proteinbody)細(xì)菌：溶酶體vacuoles沒有典型的溶酶體結(jié)構(gòu)質(zhì)周隙溶酶體幾乎存在于所有動物細(xì)胞中第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)溶酶體：Lysosome，由單層膜圍繞、內(nèi)含多種酸性水解酶類的異質(zhì)性囊泡狀細(xì)胞器。其主要功能是進行細(xì)胞內(nèi)的消化和保護作用。溶酶體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)（一）形態(tài)和大小溶酶體的電鏡形態(tài)形態(tài)溶酶體大小(最小：0.05

m

最大：數(shù)

m

平均：0.5

m)一般：0.2~0.8

m單層單位膜包圍異質(zhì)性囊泡狀第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)溶酶體細(xì)胞內(nèi)的分布和移動：培養(yǎng)的成纖維細(xì)胞的暗視野顯微鏡圖片示含致密物質(zhì)的溶酶體(白點)圍核(黑色)分布溶酶體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)為消化作用提供一個密閉空間；控制該空間中的成分和內(nèi)環(huán)境；具有能與其它膜泡融合和內(nèi)陷的能力.（二）化學(xué)組成1.溶酶體膜7~10nm溶酶體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)幾種整合膜蛋白的酸性復(fù)合糖鏈(glycans)，可能參與了暈圈的形成暈圈作用：保護這層膜不被溶酶體水解酶所降解

或可結(jié)合正在被消化的物質(zhì)。暈圈(halo)：糖類的陽性染色反應(yīng)這層膜對溶酶體本身的水解酶具有抗性暈圈內(nèi)沒有可溶性溶酶體水解酶溶酶體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)①膜蛋白高度糖基化②含有多種載體蛋白③膜中嵌有質(zhì)子泵(H+-ATPase)溶酶體膜在成分上與其它生物膜不同:溶酶體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)絕大多數(shù)均為磷脂（在不同膜制品中差異較大）多萜醇(dolichol)的衍生物bis單酰甘油磷酸(bismonoacylglycerylphosphate)溶酶體結(jié)合膜蛋白(lysosomal-associatedmembraneprotein,

LAMPs)溶酶體整合膜蛋白(lysosomalintegralmembraneprotein,

LIMPs)(溶酶體膜糖蛋白,

lgp)(2)膜蛋白寡糖成分約占50%(1)

膜脂溶酶體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)溶酶體膜糖蛋白(LIMPs)的蛋白質(zhì)核心的一級結(jié)構(gòu)模式圖解C-端N-端跨膜區(qū)段信號肽胞質(zhì)區(qū)或腔內(nèi)區(qū)連接在Asn上的寡糖鏈氨基酸序列同源性：胞質(zhì)尾11aa高度糖基化通用識別信號LIMP高度保守：同一個祖先基因溶酶體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)2.溶酶體酶溶酶體異質(zhì)性不同的溶酶體所含溶酶不同。酶的種類已發(fā)現(xiàn)有60多種，可分六大類：蛋白酶、核酸酶、糖苷酶、脂酶、磷酸酶、溶菌酶。其中酸性磷酸酶是溶酶體的標(biāo)志酶。第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)pH7.2pH~5.0溶酶體中酸性pH值的維持機制膜上質(zhì)子泵利用ATP不斷把H+抽進溶酶體，使酸度保持在pH~5.0第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)溶酶體含有的主要酶類及其作用底物降解底物酶的種類核酸和核苷酸核酸酶，核苷酸酶，核苷酸硫酸化酶，焦磷酸酶蛋白質(zhì)多肽鏈糖蛋白磷蛋白內(nèi)肽酶，外肽酶，膠原酶，頂體酶糖胺酶，糖基化酶磷蛋白磷酸化酶多糖糖原蛋白聚糖酸性麥芽糖酶內(nèi)糖苷酶，外糖苷酶，溶菌酶，硫酸酶脂類糖脂神經(jīng)脂磷脂芳基硫酸酶A，N-脂酰鞘氨醇，糖苷酶三酰甘油酯酶，膽堿酯酶磷脂酶，磷酸二酯酶其它底物芳基酯酶酸性磷酸酶第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)溶酶體酶的種類雖然很多，且含量很高，但每一個溶酶體中所含有酶的種類卻是有限的。嗜中性白細(xì)胞(neutrophil)：溶菌酶(lysozyme)和髓過氧化物酶(myeloperoxidase)——降解微生物某些特化細(xì)胞：特殊代謝酶類

水解酶R1-R2+H2O——

R1-H+R2-OH溶酶體酶催化水解反應(yīng)的通式:溶酶體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體的來源第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)甘露糖-6-磷酸途徑(mannose6-phosphatesortingpathway)：溶酶體的酶類在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上起始合成,跨膜進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的腔,在順面高爾基體帶上甘露糖6-磷酸標(biāo)記后在高爾基體反面網(wǎng)絡(luò)形成溶酶體分泌小泡,最后還要通過脫磷酸才成為成熟的溶酶體。并非溶酶體產(chǎn)生的唯一的途徑。粘脂病第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)CGN區(qū)對擁有信號斑的溶酶體蛋白進行磷酸化第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)①溶酶體酶蛋白的M6P標(biāo)記

糖基化：糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進行N-連接糖基化,經(jīng)加工后形成帶有8個甘露糖殘基和2個N-乙酰葡萄糖胺殘基的糖蛋白轉(zhuǎn)運到高爾基體磷酸化：高爾基體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)溶酶體水解酶的識別機制1.GlcNAc磷酸轉(zhuǎn)移酶的催化UDP-GlcNAc的GlcNAc-P轉(zhuǎn)移到溶酶體水解酶的甘露糖殘基上，2.由磷酸二酯酶切除GlcNAc基，形成了具有M-6-P的溶酶體酶順面高爾基體上GlcNAc磷酸轉(zhuǎn)移酶磷酸二酯酶GlcNAc基GlcNAc-P切除GlcNAc基甘露糖(M)甘露糖(M)甘露糖(M)甘露糖-6-磷酸(M-6-P)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)TGN區(qū)M6P受體特異性的識別并結(jié)合M6P，反面膜囊溶酶體酶在聚積處，出芽形成有被小泡第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)最終形成無被運輸小泡大綱第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)無被小泡與前溶酶體融合逐漸形成成熟的溶酶體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上核糖體合成溶酶體蛋白→進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔進行N-連接的糖基化修飾，溶酶體酶蛋白先帶上3個葡萄糖、9個甘露糖和2個N-乙酰葡萄糖胺，后切除三分子葡萄糖和一分子甘露糖→進入高爾基體Cis面膜囊→N-乙酰葡糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶識別溶酶體水解酶的信號斑→將N-乙酰葡糖胺磷酸轉(zhuǎn)移在1~2個甘露糖殘基上→在中間膜囊由N-乙酰葡萄糖苷酶切去N-乙酰葡糖胺形成M6P配體→與trans膜囊上的受體結(jié)合→選擇性地包裝成初級溶酶體。第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)初級溶酶體和次級溶酶體模式圖次級溶酶體初級溶酶體

第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)吞體rER順面管網(wǎng)反面管網(wǎng)高爾基復(fù)合體溶酶體水解酶前體加入磷酸基團M-6-P溶酶體酶前溶酶體ATPADP+PiH+去除磷酸PH=6成熟溶酶體②溶酶體酶的M6P分選途徑第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)（一）降解底物的來源：四、溶酶體降解底物來源及溶酶體的類型溶酶體降解底物來源的三條途徑內(nèi)吞吞噬自噬自噬小體線粒體細(xì)菌吞噬體初級溶酶體次級溶酶體初級溶酶體早期內(nèi)體晚期內(nèi)體初級溶酶體溶酶體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)溶酶體（二）溶酶體的類型：非活性的水解酶無底物溶酶體(生理狀態(tài))有活性的水解酶有底物將要或正在消化含有消化不了的殘留物殘余小體次級溶酶體初級溶酶體溶酶體酶轉(zhuǎn)運小泡?!初級溶酶體次級溶酶體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)一、初級溶酶體(primarylysosome)高爾基復(fù)合體分選產(chǎn)生的運輸小泡和前溶酶體融合形成內(nèi)含各種酸性水解酶，未與底物結(jié)合均質(zhì)球形第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)初級溶酶體的發(fā)生

溶酶體酶的分選含溶酶體酶的無被小泡形成無被小泡與前溶酶體融合初級溶酶體形成第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)二、次級溶酶體(secondarylysosome)

初級溶酶體與不同的作用底物結(jié)合后形成電鏡下初級溶酶體和次級溶酶體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)溶酶體細(xì)胞中酸性水解酶分布電鏡圖酸性水解酶是溶酶體的標(biāo)志酶,含酸性水解酶的膜泡即為溶酶體新生溶酶體酶小泡次級溶酶體(正在進行消化)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)根據(jù)底物來源和消化程度不同，次級溶酶體可分為：異噬性溶酶體(heterophagolysosome)

自噬性溶酶體(autophagolysosome)

殘余小體(residualbody)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)1、異噬性溶酶體作用底物是外源性的，如：細(xì)菌、紅細(xì)胞、血紅蛋白、鐵蛋白、酶、糖原顆粒，常見于單核-吞噬細(xì)胞系統(tǒng)的細(xì)胞、白細(xì)胞、肝細(xì)胞、腎細(xì)胞分為：吞噬性溶酶體（phagolysosome)

多泡小體（multivesicularbody)(heterophagolysosome)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)體與多泡小體之間的關(guān)系多泡小體電鏡照片第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)2、自噬性溶酶體作用底物是內(nèi)源性的：

發(fā)生條件：①細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)衰老、變性；②機體發(fā)生饑餓；③細(xì)胞本身發(fā)生病變第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)小鼠腎近曲小管上皮細(xì)胞中自噬溶酶體電鏡圖像LLMM溶酶體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)自噬性溶酶體和異噬性溶酶體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)3、殘余小體消化不了的殘渣物質(zhì)累積在次級溶酶體中形成殘余小體。根據(jù)殘余物不同分為：脂褐素(lipofusion)

含鐵小體(siderosome)

髓樣結(jié)構(gòu)(myelinfigure)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)脂褐素外圍以單位膜的不規(guī)則小體，內(nèi)含電子密度較高、色調(diào)較深的物質(zhì)，常含有淺亮脂滴存在于神經(jīng)細(xì)胞、心肌細(xì)胞第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)含鐵小體外被以單位膜，內(nèi)含電子密度高的含鐵顆粒存在于正常的單核吞噬細(xì)胞第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)髓樣結(jié)構(gòu)溶酶體內(nèi)成層的膜性結(jié)構(gòu)存在于正常細(xì)胞和病變的腫瘤細(xì)胞第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)人肺泡巨噬細(xì)胞中髓樣小體——殘余小體電鏡圖像老年斑——脂褐質(zhì)小體溶酶體心肌中的脂褐質(zhì)殘余小體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)溶酶體的三種存在狀態(tài)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)殘余小體次級溶酶體異噬性溶酶體消化底物是細(xì)胞外源性物質(zhì)自噬性溶酶體消化底物是細(xì)胞內(nèi)源性物質(zhì)吞噬溶酶體吞噬泡融合多泡小體胞飲泡融合初級溶酶體底物脂褐素含鐵小體髓樣結(jié)構(gòu)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)1.細(xì)胞內(nèi)消化三、溶酶體的功能次級溶酶體溶酶體酶小泡被消化物溶酶體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)

內(nèi)源性和外源性結(jié)構(gòu)、物質(zhì)被降解為可溶性小分子，可溶性的小分子釋放到細(xì)胞質(zhì)內(nèi)被重新利用，以補充細(xì)胞內(nèi)所需營養(yǎng)。第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)LDL

在溶酶體中形成膽固醇低密度脂蛋白第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)細(xì)菌巨噬白細(xì)胞2.防御功能酵母菌巨噬白細(xì)胞溶酶體酶小泡次級溶酶體殘余小體可利用成分細(xì)胞對外來物的吞噬過程圖解溶酶體正在吞噬酵母菌的巨噬白細(xì)胞

第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)清除衰老的生物大分子和細(xì)胞器清除多余的細(xì)胞器清除暫不需要的酶或某些代謝產(chǎn)物3.細(xì)胞內(nèi)衰老和多余細(xì)胞器的清除“細(xì)胞內(nèi)清潔工”溶酶體MM溶酶體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)在蝌蚪變態(tài)過程中尾部溶酶體的組織蛋白酶活性與尾長度的關(guān)系4.發(fā)育過程中細(xì)胞的清除功能溶酶體例1.兩棲類動物變態(tài)：第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)(吳爾夫管退化)(米勒氏管退化)輸卵管♀輸精管♂人胚胎吳爾夫管米勒氏管哺乳動物胚胎發(fā)育過程中生殖管道的變化過程圖示發(fā)育過程中細(xì)胞的清除功能第一節(jié)溶酶體兩性人吳爾夫管米勒氏管發(fā)育發(fā)育均不退化例2.哺乳動物生殖管的發(fā)育：第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)①溶酶體膜蛋白高度糖基化，可抵御水解酶的降解，不會輕易破裂；溶酶體的活動要受到嚴(yán)格的調(diào)控②溶酶體酶活性的最適pH≈5，胞質(zhì)溶質(zhì)pH≈7.2，溶酶體酶進入胞質(zhì)溶質(zhì)，活性喪失。溶酶體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)精子頭部的頂體在受精過程中的作用圖解精子核精子質(zhì)膜頂體泡釋放的頂體酶新組裝的微絲卵子胞質(zhì)卵黃膜卵子質(zhì)膜融合質(zhì)膜凝膠層5.在受精中的功能頂體(acrosome)：透明質(zhì)酸酶、神經(jīng)氨酸酶、酸性磷酸酶和蛋白酶等多種水解酶溶酶體特化的溶酶體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)分泌細(xì)胞中含有相當(dāng)數(shù)量的溶酶體，溶酶體在激素分泌的各個環(huán)節(jié)(包括激素的合成、釋放、分泌調(diào)節(jié)等)都具有不可忽視的作用。6、內(nèi)分泌細(xì)胞中的功能如狀腺素的合成：儲存在甲狀腺腺體內(nèi)腔中的甲狀腺球蛋白(thyroglobin)受到刺激后，經(jīng)吞噬作用進入甲狀腺上皮細(xì)胞，與溶酶體融合后被組織蛋白酶D和酪氨酸酸性羥基肽酶水解，變成含碘的游離甲狀腺素T3和T4，然后分泌到細(xì)胞外的毛細(xì)血管中。溶酶體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)肽類激素的分泌方式為不連續(xù)分泌。一些實驗證明，溶酶體也參與肽類激素的釋放，可能是作用于分泌顆粒膜或細(xì)胞膜。但其確切機制，還需要更多實驗證據(jù)。此外，溶酶體還通過自噬作用清除細(xì)胞內(nèi)過多的激素或與激素合成有關(guān)的細(xì)胞器，從而實現(xiàn)對激素分泌量的調(diào)節(jié)。如：當(dāng)母鼠終止哺乳時，其催乳素細(xì)胞進入細(xì)胞抑制狀態(tài)，溶酶體將其不同成熟階段的分泌顆粒降解。溶酶體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)1.貯積病：與溶酶體有關(guān)的先天性疾病絕大多數(shù)為貯積病。四、溶酶體與疾病第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)Ⅱ型肝糖病(glycogenosis)病人的肝細(xì)胞缺少

-糖苷酶無法把糖原降解為葡萄糖，造成糖原在溶酶體內(nèi)大量積累溶酶體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)粘多糖儲積病第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)黑蒙性先天愚型病(Tay-Sachsdisease)患兒神經(jīng)元中的殘余小體溶酶體中缺少

-氨基己糖酯酶，不能降解神經(jīng)節(jié)苷脂，而呈同心圓狀被貯積在溶酶體中；如果發(fā)生在神經(jīng)細(xì)胞中，便造成精神癡呆,2~6歲會死亡溶酶體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)2.

肺結(jié)核：結(jié)核桿菌——蠟質(zhì)外被硫酸腦苷脂第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)截至去年底，全國累計發(fā)生塵肺病病例55.8萬例，累計死亡33.3萬例，病死率為23.85%，塵肺病人已有42.5萬例。

3.矽肺：第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)矽肺患者的肺第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)4.類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎：類風(fēng)濕性因子——巨球蛋白IgM

IgM-IgG免疫復(fù)合物沉積于關(guān)節(jié)滑膜或血管壁

補體激活細(xì)胞內(nèi)溶酶體酶外逸關(guān)節(jié)組織的破壞及炎癥第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)5、溶酶體與休克：休克后缺血缺氧降低溶酶體膜的穩(wěn)定性。休克后缺血缺氧影響細(xì)胞的氧化磷酸化過程。休克后缺血缺氧引起細(xì)胞內(nèi)PH下降促進酶的激活。測定淋巴液和血液中溶酶體酶的含量高低，可作為細(xì)胞損傷輕重度的定量指標(biāo)第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)6.溶酶體與腫瘤(1)致癌物質(zhì)引起細(xì)胞分裂調(diào)節(jié)機能的障阻及染色體畸變，可能與溶酶體釋放水解酶的作用有關(guān)；(2)某些影響溶酶體膜通透性的物質(zhì)，如巴豆油，某些去垢劑、高壓氧等，是促進致癌作用的輔助因子，也能引發(fā)細(xì)胞的異常分裂；(3)在核膜殘缺的情況下，核膜對核的保護喪失，溶酶體可以溶解染色質(zhì)，而引起細(xì)胞突變；(4)溶酶體代謝過程中的某些產(chǎn)物是腫瘤細(xì)胞增殖的物質(zhì)基礎(chǔ)；(5)致癌物質(zhì)進入細(xì)胞，在與染色體整合之前，總是先貯存在溶酶體中，這已為放射自顯影所證實?？傊?，溶酶體與腫瘤發(fā)生是否有直接關(guān)系，尚待進一步探索第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)微體(microbody)專指含有氧化酶、過氧化物酶，或過氧化氫酶活性的細(xì)胞器，普遍存在于動物體和植物體中。微體1954年，J.Rhodin：一類卵圓形小體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)單層膜卵圓形或啞鈴形小體

0.2~1.5

m無定形的顆?；|(zhì)微體的電鏡照片晶格狀內(nèi)含物微體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)常常成群分布在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的附近。有時緊靠線粒體或葉綠體微體為一類異質(zhì)性細(xì)胞器微體

微體糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)線粒體細(xì)胞壁葉綠體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)微體與初級溶酶體的比較此外，微體為在一定條件下可以被誘導(dǎo)而進行增殖的一種細(xì)胞器微體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)過氧化物酶體(peroxisome)乙醛酸循環(huán)體(glyoxysome)微體一、微體的形態(tài)結(jié)構(gòu)微體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)過氧化物酶體的電鏡圖(a)大鼠肝細(xì)胞中的過氧化物酶體，電子致密核心為尿酸氧化酶；(b)植物葉肉細(xì)胞中具有晶格狀核心的過氧化物酶體，常緊鄰葉綠體尿酸氧化酶(a)(b)微體第7章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)水仙葉肉細(xì)胞中過氧化物酶體的細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)圖片過氧化氫酶專一性定位于過氧化物酶體(P