细胞生物学细胞内膜系统新示范课件

细胞生物学细胞内膜系统新细胞生物学细胞内膜系统新1优选细胞生物学细胞内膜系统新优选细胞生物学细胞内膜系统新优选细胞生物学细胞内膜系统新vMembranes divide the cytoplasm of eukaryotic cells into distinct compartments.Three categories in eukaryotic cells:(1)the cytosol.(2)the endomembrane system:ER,Golgi complex,Lys.,secretory vesicles.(3)mitochondria,chloroplasts,peroxisomes,and the nucleus.vMembrane-bound structures(organelles)are found in all eukaryotic cells.真真真真 核核核核 细细细细 胞胞胞胞 内内内内 的的的的 区区区区 室室室室Membranes divide the cytoplasm第一节第一节第一节第一节 细胞质基质细胞质基质细胞质基质细胞质基质一、细胞质基质的概念一、细胞质基质的概念F主要是指细胞质内除去可分辨的细胞器和内主要是指细胞质内除去可分辨的细胞器和内含物以外的、较为均质半透明的胶状物质。含物以外的、较为均质半透明的胶状物质。细胞内的液态基质细胞内的液态基质F胞质溶胶胞质溶胶P171第一节 细胞质基质一、细胞质基质的概念二、细胞质基质的组织形式二、细胞质基质的组织形式F水大部分为结合水，小部分游离存在，作为溶剂。水大部分为结合水，小部分游离存在，作为溶剂。F蛋白质直接或间接与细胞骨架或生物膜结合，并不是蛋白质直接或间接与细胞骨架或生物膜结合，并不是以溶解状态存在。蛋白质之间或与其他大分子之间可以溶解状态存在。蛋白质之间或与其他大分子之间可相互作用，形成多酶复合体，定位在细胞质基质的特相互作用，形成多酶复合体，定位在细胞质基质的特定部位。定部位。FmRNAmRNA的区域性分布的区域性分布第一节第一节第一节第一节 细胞质基质细胞质基质细胞质基质细胞质基质二、细胞质基质的组织形式水大部分为结合水，小部分游离存在，作F细胞质基质是一个复杂但高度有序的处于动态细胞质基质是一个复杂但高度有序的处于动态平衡的结构体系。平衡的结构体系。F结构体系维持的条件细胞骨架体系、高浓度的结构体系维持的条件细胞骨架体系、高浓度的蛋白质、特定的离子环境。蛋白质、特定的离子环境。三、细胞质基质的结构特征三、细胞质基质的结构特征第一节第一节第一节第一节 细胞质基质细胞质基质细胞质基质细胞质基质细胞质基质是一个复杂但高度有序的处于动态平衡的结构体系。三、四、细胞质基质的涵义四、细胞质基质的涵义F见见P172 第一节第一节第一节第一节 细胞质基质细胞质基质细胞质基质细胞质基质四、细胞质基质的涵义见P172 第一节 细胞质基质五、细胞质基质的功能五、细胞质基质的功能F完成各种中间代谢过程完成各种中间代谢过程F与细胞质骨架相关的功能与细胞质骨架相关的功能F蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解、蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解、帮助帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠成正确的变性或错误折叠的蛋白质重新折叠成正确的分子构象分子构象第一节第一节第一节第一节 细胞质基质细胞质基质细胞质基质细胞质基质五、细胞质基质的功能完成各种中间代谢过程第一节 细胞质基质第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统F细胞内膜系统是指在结构、功能以及发细胞内膜系统是指在结构、功能以及发生上相互关联、由膜包被的细胞器或细生上相互关联、由膜包被的细胞器或细胞结构，主要包括内质网、高尔基体、胞结构，主要包括内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体和分泌泡等。溶酶体、胞内体和分泌泡等。第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统是指在结构、功能以及发生一、细胞内膜系统一、细胞内膜系统内质网内质网1 1、与内质网相关的几个概念、与内质网相关的几个概念F动质最早期对内质网的描述。动质最早期对内质网的描述。F内质网电镜下位于细胞内质的网状结构。内质网电镜下位于细胞内质的网状结构。F微粒体细胞匀浆超速离心过程的人工产物。微粒体细胞匀浆超速离心过程的人工产物。第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统一、细胞内膜系统内质网1、与内质网相关的几个概念动质最早动动 质质F1897年，年，Ganier在光学显微镜下发现，细胞中存在一在光学显微镜下发现，细胞中存在一个嗜碱性条形和丝状结构的特化区，且经常处于变化个嗜碱性条形和丝状结构的特化区，且经常处于变化中中.这种结构的变化与细胞的活动状态和动物的生理这种结构的变化与细胞的活动状态和动物的生理状态有关状态有关。Ganier将这种经常处于变化中的结构称为将这种经常处于变化中的结构称为动质动质(ergastoplasm)。F嗜碱性丝状结构是内质网结合核糖体正在合成蛋白质嗜碱性丝状结构是内质网结合核糖体正在合成蛋白质的形态反映。的形态反映。第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统动 质1897年，Ganier在光学显微镜下发现，细胞中存内质网内质网F1945年年,K.R.Porter等在培养的细胞中初次等在培养的细胞中初次观察到细胞内质部分的网状结构，并建议命观察到细胞内质部分的网状结构，并建议命名为内质网。以后发现其不仅仅存在于内质名为内质网。以后发现其不仅仅存在于内质部位。部位。第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统内质网1945年,K.R.Porter等在培养的细胞中初微粒体微粒体(microsome)(microsome)F微粒体不是细胞内的一种固有结构，而是细胞匀浆和微粒体不是细胞内的一种固有结构，而是细胞匀浆和差速离心过程中，由破碎的内质网形成的近似球形的差速离心过程中，由破碎的内质网形成的近似球形的囊泡结构，包含内质网膜与核糖体两种基本成分。囊泡结构，包含内质网膜与核糖体两种基本成分。F微粒体仍具有内质网的基本特征；粗面微粒体仍保留微粒体仍具有内质网的基本特征；粗面微粒体仍保留RER所具备的功能所具备的功能第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统微粒体(microsome)微粒体不是细胞内的一种固有结构2 2、内质网的形态结构、内质网的形态结构F透射电镜结构平行的双层膜状，两层膜间的间距不透射电镜结构平行的双层膜状，两层膜间的间距不等，或者是小管泡状。等，或者是小管泡状。F扫描电镜下的三维结构扁平囊状、泡状或管网状。扫描电镜下的三维结构扁平囊状、泡状或管网状。F内质网为一连续的系统。内质网为一连续的系统。F 完整细胞内的内质网在细胞核周围形成了网状的完整细胞内的内质网在细胞核周围形成了网状的三维结构，在细胞质内铺展成树枝状，形成了复杂三维结构，在细胞质内铺展成树枝状，形成了复杂的网络。的网络。第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统2、内质网的形态结构透射电镜结构平行的双层膜状，两层膜间的间内质网膜约占细胞总膜面积的一半，是真核细胞中最内质网膜约占细胞总膜面积的一半，是真核细胞中最多的膜。内质网是单层膜构成的封闭的网状管道系统。多的膜。内质网是单层膜构成的封闭的网状管道系统。FER膜中含大约膜中含大约60%的蛋白和的蛋白和40%的脂类，脂类主要成分为磷的脂类，脂类主要成分为磷脂，磷脂酰胆碱含量较高，鞘磷脂含量较少，没有或很少含脂，磷脂酰胆碱含量较高，鞘磷脂含量较少，没有或很少含胆固醇。胆固醇。ER约有约有30多种膜结合蛋白，另有多种膜结合蛋白，另有30多种位于内质网多种位于内质网腔，这些蛋白的分布具有异质性，如腔，这些蛋白的分布具有异质性，如:葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶，普磷酸酶，普遍存在于内质网，被认为是标志酶，核糖体结合糖蛋白遍存在于内质网，被认为是标志酶，核糖体结合糖蛋白（ribophorin）只分布在）只分布在RER，P450酶系只分布在酶系只分布在SER。第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统内质网膜约占细胞总膜面积的一半，是真核细胞中最多的膜。内质网Olinked:与丝氨酸或苏氨酸或羟脯氨酸的羟基氧原子相连内含信号序列与停止转移序列决定内质网跨膜蛋白形成，指导蛋白质进入膜的方向和在膜上的位置。帮助蛋白质正确折叠，增加蛋白质的稳定性网质蛋白参与了蛋白质的折叠和Ca+的贮存，另外对维持内质网的结构与功能也具有重要作用Porter等在培养的细胞中初次观察到细胞内质部分的网状结构，并建议命名为内质网。第二节 细胞内膜系统溶酶体膜含较高的胆固醇促进膜结构的稳定三、蛋白质的分选机制(P200)高尔基体顺面膜上具有KDEL的受体。所有成熟的N连接的寡糖链都有共同内核NAG2Man3酸性磷酸酶是溶酶体常用的标志酶第二节 细胞内膜系统5、其他功能合成固醇类激素、解毒、参与糖原代谢、储存Ca+等。(1)the cytosol.第二节 细胞内膜系统蛋白质直接或间接与细胞骨架或生物膜结合，并不是以溶解状态存在。有一个N末端信号肽，一个停止转移序列蛋白质之间或与其他大分子之间可相互作用，形成多酶复合体，定位在细胞质基质的特定部位。以后发现其不仅仅存在于内质部位。所有N连接的寡糖链都有一个共同的14个糖残基的前体(NAc2Man9Glc3）3 3、内质网的基本类型、内质网的基本类型F两种基本类型两种基本类型rER和和sERFrER多为扁囊状。多为扁囊状。FsER多为分支管网状，形成立体结构。多为分支管网状，形成立体结构。第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统Olinked:与丝氨酸或苏氨酸或羟脯氨酸的羟基氧原子相连34 4 4 4、内质网的功能、内质网的功能、内质网的功能、内质网的功能 ER是细胞内蛋白质与脂类合成的基地，几乎全部脂类是细胞内蛋白质与脂类合成的基地，几乎全部脂类和多种重要蛋白都是在内质网合成的。和多种重要蛋白都是在内质网合成的。1、糙面内质网的主要功能蛋白质的合成、糙面内质网的主要功能蛋白质的合成2、光面内质网是脂质合成的重要场所、光面内质网是脂质合成的重要场所3、蛋白质的修饰加工、蛋白质的修饰加工4、新生肽的折叠与装配、新生肽的折叠与装配5、其他功能合成固醇类激素、解毒、参与糖原代谢、储、其他功能合成固醇类激素、解毒、参与糖原代谢、储存存Ca+等。等。第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统4、内质网的功能 ER是细胞内蛋白质与脂类合成的基地，1 1、蛋白质合成功能、蛋白质合成功能分泌性的蛋白质分泌性的蛋白质 膜整合蛋白膜整合蛋白内膜系统细胞器内可溶性驻留蛋白内膜系统细胞器内可溶性驻留蛋白第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统1、蛋白质合成功能分泌性的蛋白质 第二节 细胞内膜系统F大多数膜质在内质网合成大多数膜质在内质网合成F 两类例外两类例外:F鞘磷脂和糖脂鞘磷脂和糖脂(开始于开始于 ER ER中中;在在 Golgi Golgi中完成中完成););F(2)(2)叶绿体和线粒体特有的某些脂类物质由自身合叶绿体和线粒体特有的某些脂类物质由自身合成成.F膜脂的转运膜脂的转运F出芽转运出芽转运ERGCERGC、LyLy、PMPMF磷脂转运蛋白（磷脂转运蛋白（PEPPEP）转运）转运ERother ERother organellesorganelles（including Mit and Chlincluding Mit and Chl）2 2、脂质的合成、脂质的合成第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统大多数膜质在内质网合成2、脂质的合成第二节 细胞内膜系统3.3.新生肽链的加工修饰：新生肽链的加工修饰：新生肽链的加工修饰：新生肽链的加工修饰：rERrER中的糖基化中的糖基化中的糖基化中的糖基化P188P188糖基化的第一步是将一个糖基化的第一步是将一个1414糖的核心寡聚糖添加到新形成多肽链的糖的核心寡聚糖添加到新形成多肽链的天冬氨酸上，其氨基酸的特征序列是天冬氨酸上，其氨基酸的特征序列是Asn-XSer/Thr(XAsn-XSer/Thr(X代表任何一种代表任何一种氨基酸氨基酸),),由于糖是同天冬酰胺的自由由于糖是同天冬酰胺的自由NHNH2 2连接，所以将这种糖基化连接，所以将这种糖基化称为称为N-N-连接的糖基化连接的糖基化在在ERER中主要发生中主要发生N N连接的糖基化连接的糖基化所有所有N N连接的寡糖链都有一个共同的连接的寡糖链都有一个共同的1414个糖残基的个糖残基的前体前体(NAc2Man9Glc3(NAc2Man9Glc3）所有成熟的所有成熟的N N连接的寡糖链都有共同内核连接的寡糖链都有共同内核NAG2Man3NAG2Man3第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统3.新生肽链的加工修饰：rER中的糖基化P188糖基化的第一4 4、新生肽的折叠与装配、新生肽的折叠与装配F内质蛋白内质蛋白(endoplasmin)、钙网蛋白、钙网蛋白(calreticulin)、免疫球蛋白重链结合蛋白、免疫球蛋白重链结合蛋白Bip，蛋白质二硫化物异构酶，蛋白质二硫化物异构酶PDI等。等。F网质蛋白参与了蛋白质的折叠和网质蛋白参与了蛋白质的折叠和Ca+的贮存，的贮存，另外对维持内质网的结构与功能也具有重要作用另外对维持内质网的结构与功能也具有重要作用第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统4、新生肽的折叠与装配内质蛋白(endoplasmin)、二、细胞内膜系统二、细胞内膜系统高尔基体高尔基体1、高尔基体的形态结构、高尔基体的形态结构F形态不一、大小多变的囊泡体系形态不一、大小多变的囊泡体系第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统二、细胞内膜系统高尔基体1、高尔基体的形态结构第二节 2 2、高尔基体是一种极性细胞器、高尔基体是一种极性细胞器2.1 2.1 结构上的极性结构上的极性结构上的极性结构上的极性:恒定的位置和方向恒定的位置和方向恒定的位置和方向恒定的位置和方向F靠近细胞核的一面称为顺面或称形成面；靠近细胞核的一面称为顺面或称形成面；F高尔基体中间膜囊高尔基体中间膜囊;F靠近细胞质膜的一面称为反面或成熟面。靠近细胞质膜的一面称为反面或成熟面。2.2 2.2 功能上的极性功能上的极性功能上的极性功能上的极性FCis Golgi:接受来自内质网的物质接受来自内质网的物质,进行分类和初步修饰进行分类和初步修饰Fmedial Golgi:蛋白质的糖基化修饰、糖脂合成、多糖合成等蛋白质的糖基化修饰、糖脂合成、多糖合成等Ftrans Golgi and TGN:蛋白质的分类、包装，蛋白质的进一步修饰蛋白质的分类、包装，蛋白质的进一步修饰加工，最后输出高尔基体加工，最后输出高尔基体第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统2、高尔基体是一种极性细胞器2.1 结构上的极性:恒定的3 3、高尔基体的主要功能、高尔基体的主要功能3.1 参与细胞的分泌活动参与细胞的分泌活动F蛋白质分类加工包装定向转运蛋白质分类加工包装定向转运F对蛋白质的分类，依据蛋白质上的信号肽或信号对蛋白质的分类，依据蛋白质上的信号肽或信号斑。斑。F脉冲标记、放射自显影技术脉冲标记、放射自显影技术第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统3、高尔基体的主要功能3.1 参与细胞的分泌活动第二节 例溶酶体酶例溶酶体酶M6PM6P标记的形成及分类包装标记的形成及分类包装第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统溶酶体酶溶酶体酶ERER中中N-N-连接的糖基化连接的糖基化Golgi 体顺面体顺面磷酸转移酶识别信号斑磷酸转移酶识别信号斑M6P被被Golgi 体反面体反面M6P受体受体I细胞病：细胞病：N-已酰葡萄糖胺磷酸转移酶基因缺损，已酰葡萄糖胺磷酸转移酶基因缺损，不能合成不能合成M6P例溶酶体酶M6P标记的形成及分类包装第二节 细胞内膜系统例内质网驻留蛋白的识别例内质网驻留蛋白的识别LysLys（or Hisor His）AspGluLeuCOOAspGluLeuCOO（KDELKDEL或或HDELHDEL信号信号序列）序列）内质网驻留蛋白的信号序列内质网驻留蛋白的信号序列高尔基体顺面膜上具有高尔基体顺面膜上具有KDELKDEL的受体。的受体。第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统例内质网驻留蛋白的识别第二节 细胞内膜系统3.2 3.2 3.2 3.2 蛋白质的糖基化修饰蛋白质的糖基化修饰蛋白质的糖基化修饰蛋白质的糖基化修饰第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统F对来自内质网对来自内质网N连接的糖链进一步修饰加工连接的糖链进一步修饰加工F高甘露糖高甘露糖N连接寡糖链连接寡糖链F复杂的复杂的N连接寡糖链连接寡糖链FO连接的糖基化主要在高尔基体中进行连接的糖基化主要在高尔基体中进行FOlinked:与丝氨酸或苏氨酸或羟脯氨酸的羟基氧原子相与丝氨酸或苏氨酸或羟脯氨酸的羟基氧原子相连连F多种酶催化多种酶催化所有所有N连接的寡糖链都有一个共同的连接的寡糖链都有一个共同的14个糖残基的前体个糖残基的前体(NAc2Man9Glc3）所有成熟的所有成熟的N连接的寡糖链都有共同内核连接的寡糖链都有共同内核NAG2Man33.2 蛋白质的糖基化修饰第二节 细胞内膜系统对来自内质第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统糖基化修饰的特点和意义糖基化修饰的特点和意义P187P187特点没有模板，多种酶催化特点没有模板，多种酶催化意义意义作为蛋白质分选的标志作为蛋白质分选的标志帮助蛋白质正确折叠，增加蛋白质的稳定性帮助蛋白质正确折叠，增加蛋白质的稳定性作为细胞保护性外被作为细胞保护性外被调节细胞的信号传递调节细胞的信号传递第二节 细胞内膜系统糖基化修饰的特点和意义P187特点没微粒体仍具有内质网的基本特征；膜上具有多种载体蛋白用于水解产物的转运脉冲标记、放射自显影技术新生肽链的加工修饰：rER中的糖基化P188这种结构的变化与细胞的活动状态和动物的生理状态有关。出芽转运ERGC、Ly、PM第二节 细胞内膜系统有些结合在膜上，不完全进入内质网腔，成为跨膜蛋白。第二节 细胞内膜系统SRP受体蛋白除了同SRP结合将核糖体引导到内质网,同时,它的亚基与SRP一起催化GTP水解释放能量,帮助信号肽转位。5、其他功能合成固醇类激素、解毒、参与糖原代谢、储存Ca+等。SRP受体蛋白除了同SRP结合将核糖体引导到内质网,同时,它的亚基与SRP一起催化GTP水解释放能量,帮助信号肽转位。第二节 细胞内膜系统Porter等在培养的细胞中初次观察到细胞内质部分的网状结构，并建议命名为内质网。网质蛋白参与了蛋白质的折叠和Ca+的贮存，另外对维持内质网的结构与功能也具有重要作用所有N连接的寡糖链都有一个共同的14个糖残基的前体(NAc2Man9Glc3）主要是指细胞质内除去可分辨的细胞器和内含物以外的、较为均质半透明的胶状物质。第二节 细胞内膜系统3、过氧化物酶体的发生只有一个内含开始转移信号序列二、细胞内膜系统高尔基体第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统3.3 3.3 蛋白质的水解和其他加工蛋白质的水解和其他加工微粒体仍具有内质网的基本特征；第二节 细胞内膜系统3.3三、细胞内膜系统三、细胞内膜系统溶酶体溶酶体F溶酶体动物细胞中，单层膜围绕，内含多种酸溶酶体动物细胞中，单层膜围绕，内含多种酸 性水解酶的囊泡状细胞器。主要进行细胞内的消性水解酶的囊泡状细胞器。主要进行细胞内的消化作用。化作用。F 植物细胞中的类似功能结构圆球体以及植物植物细胞中的类似功能结构圆球体以及植物中央液泡中央液泡第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统三、细胞内膜系统溶酶体溶酶体动物细胞中，单层膜围绕，内含多1 1、溶酶体的基本特征、溶酶体的基本特征1.1 溶酶体是一种异质性的细胞器溶酶体是一种异质性的细胞器Primary lysosomes初级溶酶体初级溶酶体Second lysosomes次级溶酶体次级溶酶体 heterophagic异噬性溶酶体异噬性溶酶体 autophagic自噬性溶酶体自噬性溶酶体Residual body残余体残余体第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统1、溶酶体的基本特征1.1 溶酶体是一种异质性的细胞器第二节第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统1.2 1.2 溶酶体的酶溶酶体的酶F溶酶体内含有溶酶体内含有50多种酶类多种酶类,这些酶的最适这些酶的最适pH值是值是5.0,故均为故均为酸性水解酶酸性水解酶F溶酶体酶的共同特征溶酶体酶的共同特征,即它们的寡糖链都有即它们的寡糖链都有磷酸磷酸化甘露糖残基（化甘露糖残基（M6P）。F酸性磷酸酶酸性磷酸酶是溶酶体常用的标志酶是溶酶体常用的标志酶第二节 细胞内膜系统1.2 溶酶体的酶溶酶体内含有50多1.3 1.3 溶酶体膜溶酶体膜F膜蛋白高度糖基化膜蛋白高度糖基化膜蛋白高度糖基化膜蛋白高度糖基化防止自身膜蛋白的降解防止自身膜蛋白的降解F溶酶体膜中嵌有质子泵溶酶体膜中嵌有质子泵溶酶体膜中嵌有质子泵溶酶体膜中嵌有质子泵维持溶酶体内部的酸性维持溶酶体内部的酸性环境环境F膜上具有多种载体蛋白膜上具有多种载体蛋白膜上具有多种载体蛋白膜上具有多种载体蛋白用于水解产物的转运用于水解产物的转运F溶酶体膜含较高的胆固醇溶酶体膜含较高的胆固醇溶酶体膜含较高的胆固醇溶酶体膜含较高的胆固醇促进膜结构的稳定促进膜结构的稳定第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统1.3 溶酶体膜膜蛋白高度糖基化防止自身膜蛋白的降解第二2 2、溶酶体的功能、溶酶体的功能F基本功能具有消化作用，维持细胞的正常代谢活动，基本功能具有消化作用，维持细胞的正常代谢活动，防御微生物感染。防御微生物感染。F 1 1、清除衰老损伤、死亡的细胞和衰老的细胞器、清除衰老损伤、死亡的细胞和衰老的细胞器、无用的生物大分子。无用的生物大分子。F 2 2、防御功能、防御功能F 3 3、其他提供营养、参与分泌、参与细胞的凋亡、其他提供营养、参与分泌、参与细胞的凋亡过程、受精过程中精子的顶体。过程、受精过程中精子的顶体。第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统2、溶酶体的功能基本功能具有消化作用，维持细胞的正常代谢活动矽肺溶酶体膜的稳定性降低矽肺溶酶体膜的稳定性降低 I I细胞病不能形成溶酶体细胞病不能形成溶酶体 台萨氏病缺少氨基己糖酯酶台萨氏病缺少氨基己糖酯酶A A3 3、与溶酶体有关的疾病、与溶酶体有关的疾病第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统矽肺溶酶体膜的稳定性降低3、与溶酶体有关的疾病第二节 表表表表1.1.1.1.神经鞘脂贮积病神经鞘脂贮积病神经鞘脂贮积病神经鞘脂贮积病疾病疾病缺失酶类缺失酶类主要贮积底物主要贮积底物后果后果GM1神神经经节节苷苷脂脂贮贮积症积症GM1-半半 乳乳 糖糖苷酶苷酶神神 经经 节节 苷苷 脂脂GM1智智力力迟迟钝钝，肝肝脏脏肥肥大大，骨骨骼受累，骼受累，2岁前死亡岁前死亡泰萨二氏病泰萨二氏病己糖胺酶己糖胺酶A神神 经经 节节 苷苷 脂脂GM2智智力力迟迟钝钝，失失明明，3岁岁前前死死亡亡法布莱氏病法布莱氏病-半乳糖苷酶半乳糖苷酶A三三己己糖糖神神经经酰酰胺胺皮皮疹疹，肾肾功功能能丧丧失失，下下肢肢疼痛疼痛山霍夫氏病山霍夫氏病己糖胺酶己糖胺酶A和和B神神 经经 节节 苷苷 脂脂GM2和和红红细细胞胞糖苷酯糖苷酯与与泰泰萨萨氏氏疾疾病病症症状状相相似似，但发展更快但发展更快高歇氏病高歇氏病葡糖脑苷酯酶葡糖脑苷酯酶葡糖脑苷脂葡糖脑苷脂肝肝脏脏和和脾脾脏脏肿肿大大，长长骨骨腐腐蚀蚀，只只在在婴婴儿儿期期发发生生智智力力迟钝迟钝尼尼-皮二氏病皮二氏病鞘磷脂水解酶鞘磷脂水解酶鞘磷脂鞘磷脂肝肝脏脏和和脾脾脏脏肿肿大大，智智力力迟迟钝钝Farbers 脂脂肪肪肉肉芽芽肿病肿病神经酰胺水解酶神经酰胺水解酶神经酰胺神经酰胺疼疼痛痛性性与与退退行行性性的的关关节节变变形，皮肤瘤，几年内死亡形，皮肤瘤，几年内死亡Krabbes 病病半乳糖脑苷酯酶半乳糖脑苷酯酶半乳糖脑苷脂半乳糖脑苷脂髓髓磷磷脂脂缺缺失失，智智力力迟迟钝钝，2岁前死亡岁前死亡脑硫脂沉积脑硫脂沉积芳基硫酸酯酶芳基硫酸酯酶脑硫脂脑硫脂智力迟钝，前十年死亡智力迟钝，前十年死亡第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统表1.神经鞘脂贮积病疾病缺失酶类主要贮积底物后果GM1神经4 4、溶酶体的、溶酶体的M6PM6P发生途径发生途径第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统溶酶体酶由溶酶体酶由rERrER合成，并经糖基化修饰合成，并经糖基化修饰CGNCGN，并在此发生甘露糖残基的磷酸化，形成，并在此发生甘露糖残基的磷酸化，形成M6PM6PTGNTGN，与，与M6PM6P受体结合，形成分泌泡，与受体结合，形成分泌泡，与胞内体胞内体胞内体胞内体融合融合在酸性环境中，与受体分离，并去磷酸化，成为成在酸性环境中，与受体分离，并去磷酸化，成为成熟的溶酶体酶。熟的溶酶体酶。4、溶酶体的M6P发生途径第二节 细胞内膜系统溶酶体酶由四、过氧化物酶体四、过氧化物酶体F过氧化物酶体又称微体过氧化物酶体又称微体(microbody):(microbody):是由是由单层膜围绕的、内含一种或几种氧化酶类单层膜围绕的、内含一种或几种氧化酶类的细胞器。的细胞器。第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统四、过氧化物酶体过氧化物酶体又称微体(microbody):第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统1 1 1 1、过氧化物酶体与溶酶体的区别、过氧化物酶体与溶酶体的区别、过氧化物酶体与溶酶体的区别、过氧化物酶体与溶酶体的区别第二节 细胞内膜系统1、过氧化物酶体与溶酶体的区别大多数膜质在内质网合成5、其他功能合成固醇类激素、解毒、参与糖原代谢、储存Ca+等。第二节 细胞内膜系统2、合成没有信号肽的多肽链(2)叶绿体和线粒体特有的某些脂类物质由自身合成.游离核糖体，在细胞质基质中；第二节 细胞内膜系统特点没有模板，多种酶催化Lys（or His）AspGluLeuCOO（KDEL或HDEL信号序列）内质网驻留蛋白的信号序列分解过氧化氢保护细胞，氧化甲醇、乙醇等。所有成熟的N连接的寡糖链都有共同内核NAG2Man3膜上具有多种载体蛋白用于水解产物的转运内膜系统细胞器内可溶性驻留蛋白小结蛋白质到内质网合成的机制大多数膜质在内质网合成蛋白质之间或与其他大分子之间可相互作用，形成多酶复合体，定位在细胞质基质的特定部位。内质网为一连续的系统。3 蛋白质的水解和其他加工2 2 2 2、过氧化物酶体的功能、过氧化物酶体的功能、过氧化物酶体的功能、过氧化物酶体的功能F动动物物细细胞胞（肝肝细细胞胞或或肾肾细细胞胞）中中过过氧氧化化物物酶酶体体可可氧氧化化分解血液中的有毒成分，起到解毒作用。分解血液中的有毒成分，起到解毒作用。分解过氧化氢保护细胞，氧化甲醇、乙醇等。分解过氧化氢保护细胞，氧化甲醇、乙醇等。F过过氧氧化化物物酶酶体体分分解解脂脂肪肪酸酸等等高高能能分分子子向向细细胞胞直直接接提提供供热能。热能。F在植物细胞中参与光呼吸反应；在种子萌发过程中，在植物细胞中参与光呼吸反应；在种子萌发过程中，过氧化物酶体降解储存的脂肪酸过氧化物酶体降解储存的脂肪酸乙酰辅酶乙酰辅酶A A琥珀琥珀酸酸葡萄糖。葡萄糖。第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统大多数膜质在内质网合成2、过氧化物酶体的功能动物细胞（肝细胞3 3、过氧化物酶体的发生、过氧化物酶体的发生第二节第二节第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统细胞内膜系统3、过氧化物酶体的发生第二节 细胞内膜系统 细胞内蛋白质合成转运到正确部位的过程称为细胞内蛋白质合成转运到正确部位的过程称为蛋白质的分选或定向转运。蛋白质的分选或定向转运。一、一、蛋白质合成的机器和合成部位蛋白质合成的机器和合成部位二、二、蛋白质分选的途径及转运方式蛋白质分选的途径及转运方式三、蛋白质的分选机制三、蛋白质的分选机制四、四、膜泡运输膜泡运输第三节第三节第三节第三节 蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选合成部位合成部位定向转运定向转运 细胞内蛋白质合成转运到正确部位的过程称为蛋白质的一、蛋白质的合成部位一、蛋白质的合成部位蛋白质合成的机器是核糖体蛋白质合成的机器是核糖体F游离核糖体，在细胞质基质中；游离核糖体，在细胞质基质中；F膜结合核糖体，在粗面内质网上。膜结合核糖体，在粗面内质网上。第三节第三节第三节第三节 蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选一、蛋白质的合成部位蛋白质合成的机器是核糖体第三节 蛋白质的第三节第三节第三节第三节 蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选二、蛋白质分选的途径及转运方式二、蛋白质分选的途径及转运方式二、蛋白质分选的途径及转运方式二、蛋白质分选的途径及转运方式(P203)(P203)(P203)(P203)细胞质基质细胞质基质中游离核糖中游离核糖体开始蛋白体开始蛋白质的合成质的合成细胞质基质细胞质基质中完成合成中完成合成核糖体转移核糖体转移到内质网上到内质网上与其结合，与其结合，完成合成完成合成线粒体线粒体 叶绿体叶绿体过氧化物酶体过氧化物酶体细胞核细胞核细胞质基质细胞质基质内膜系统细胞器内膜系统细胞器分泌到细胞外分泌到细胞外跨膜蛋白跨膜蛋白翻译后转运途径翻译后转运途径共翻译转运途径共翻译转运途径跨膜转运跨膜转运跨膜转运跨膜转运门控转运门控转运门控转运门控转运膜泡运输膜泡运输膜泡运输膜泡运输骨架系统骨架系统骨架系统骨架系统第三节 蛋白质的分选二、蛋白质分选的途径及转运方式(P203三、蛋白质的分选机制三、蛋白质的分选机制(P200)(P200)1 1、信号假说、信号假说F分泌性蛋白分泌性蛋白N端具有一段信号肽序列，指导分泌端具有一段信号肽序列，指导分泌性蛋白质到内质网膜上合成，蛋白质边合成边进性蛋白质到内质网膜上合成，蛋白质边合成边进入内质网腔，在蛋白质合成结束之前信号肽被切入内质网腔，在蛋白质合成结束之前信号肽被切除除。第三节第三节第三节第三节 蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选三、蛋白质的分选机制(P200)1、信号假说第三节 蛋白质的2 2、N N端信号肽端信号肽端信号肽端信号肽F位于分泌性蛋白质位于分泌性蛋白质N端的一段序列，一般为端的一段序列，一般为1626个氨个氨基酸残基基酸残基,在蛋白质合成中将核糖体引导到内质网在蛋白质合成中将核糖体引导到内质网,进进入内质网后通常被切除。没有严格的专一性。入内质网后通常被切除。没有严格的专一性。FN末端含有末端含有1个或多个带正电荷的氨基酸个或多个带正电荷的氨基酸,其后是其后是612个个连续的疏水残基连续的疏水残基第三节第三节第三节第三节 蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选2、N端信号肽位于分泌性蛋白质N端的一段序列，一般为1623 3 3 3、分泌性蛋白质转移到内质网上合成的过程、分泌性蛋白质转移到内质网上合成的过程、分泌性蛋白质转移到内质网上合成的过程、分泌性蛋白质转移到内质网上合成的过程3.1 指导分泌性蛋白质转移到内质网上合成的主要因子指导分泌性蛋白质转移到内质网上合成的主要因子F蛋白质蛋白质N端的信号肽端的信号肽决定因素决定因素F信号识别颗粒信号识别颗粒F停泊蛋白停泊蛋白信号识别颗粒受体信号识别颗粒受体F易位子易位子第三节第三节第三节第三节 蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选3、分泌性蛋白质转移到内质网上合成的过程3.1 指导分泌性蛋FSRPSRP是一种核糖核蛋白复合体是一种核糖核蛋白复合体,SRP,SRP上有三个功能部位上有三个功能部位:信号肽识别结合位点信号肽识别结合位点(P54)(P54)、翻译暂停结构域、翻译暂停结构域(P9/P14)(P9/P14)、SRPSRP受体蛋白结合位点受体蛋白结合位点(P68/P72)(P68/P72)。第三节第三节第三节第三节 蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选Signal recognition particle:One 300 nt RNA+6 proteinsSRP是一种核糖核蛋白复合体,SRP上有三个功能部位:信号停泊蛋白停泊蛋白信号识别颗粒受体信号识别颗粒受体FSRP在内质网膜上的受体蛋白在内质网膜上的受体蛋白,能够与结合有信号能够与结合有信号序列的序列的SRP结合结合,使正在合成蛋白质的核糖体停靠使正在合成蛋白质的核糖体停靠到内质网上来。到内质网上来。SRP受体蛋白除了同受体蛋白除了同SRP结合将核结合将核糖体引导到内质网糖体引导到内质网,同时同时,它的它的亚基与亚基与SRP一起催一起催化化GTP水解释放能量水解释放能量,帮助信号肽转位。帮助信号肽转位。第三节第三节第三节第三节 蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选停泊蛋白信号识别颗粒受体SRP在内质网膜上的受体蛋白,能易位子易位子F核糖体结合受体，有信号肽的结合位点，与信号肽结核糖体结合受体，有信号肽的结合位点，与信号肽结合后可以发生构象变化，使内质网膜上的通道打开，合后可以发生构象变化，使内质网膜上的通道打开，肽链进入。肽链进入。第三节第三节第三节第三节 蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选易位子核糖体结合受体，有信号肽的结合位点，与信号肽结合后可以知识巩固练习知识巩固练习知识巩固练习知识巩固练习在一无在一无在一无在一无RERRERRERRER小泡的非细胞蛋白合成体系中，有一种分泌性小泡的非细胞蛋白合成体系中，有一种分泌性小泡的非细胞蛋白合成体系中，有一种分泌性小泡的非细胞蛋白合成体系中，有一种分泌性蛋白质的蛋白质的蛋白质的蛋白质的mRNAmRNAmRNAmRNA、游离核糖体、蛋白质合成原料、酶、游离核糖体、蛋白质合成原料、酶、游离核糖体、蛋白质合成原料、酶、游离核糖体、蛋白质合成原料、酶、信号识别颗粒等，请问会出现下列哪种结果信号识别颗粒等，请问会出现下列哪种结果信号识别颗粒等，请问会出现下列哪种结果信号识别颗粒等，请问会出现下列哪种结果 1 1 1 1、合成带有信号肽的多肽链、合成带有信号肽的多肽链、合成带有信号肽的多肽链、合成带有信号肽的多肽链 2 2 2 2、合成没有信号肽的多肽链、合成没有信号肽的多肽链、合成没有信号肽的多肽链、合成没有信号肽的多肽链 3 3 3 3、不能合成多肽链、不能合成多肽链、不能合成多肽链、不能合成多肽链 如果在合成体系中再加入微粒体又会出现什么结果？如果在合成体系中再加入微粒体又会出现什么结果？如果在合成体系中再加入微粒体又会出现什么结果？如果在合成体系中再加入微粒体又会出现什么结果？如果合成体系中没有如果合成体系中没有如果合成体系中没有如果合成体系中没有SRPSRPSRPSRP，会是什么结果，会是什么结果，会是什么结果，会是什么结果第三节第三节第三节第三节 蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选（P201P201表格）表格）表格）表格）知识巩固练习第三节 蛋白质的分选（P201表格）F在在rERrER上合成的蛋白质，边合成边进入内质网腔，这上合成的蛋白质，边合成边进入内质网腔，这种转移方式称为共转移。种转移方式称为共转移。F有些蛋白质完全进入内质网腔；有些结合在膜上，不有些蛋白质完全进入内质网腔；有些结合在膜上，不完全进入内质网腔，成为跨膜蛋白。完全进入内质网腔，成为跨膜蛋白。F完全进入内质网腔的蛋白包括分泌蛋白、细胞器驻留完全进入内质网腔的蛋白包括分泌蛋白、细胞器驻留蛋白蛋白第三节第三节第三节第三节 蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选在rER上合成的蛋白质，边合成边进入内质网腔，这种转移方式称4 4 4 4、内质网跨膜蛋白的形成、内质网跨膜蛋白的形成、内质网跨膜蛋白的形成、内质网跨膜蛋白的形成开始转移序列开始转移序列N N末端信号肽末端信号肽内含信号序列内含信号序列停止转移序列停止转移序列第三节第三节第三节第三节 蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选4.1 跨膜蛋白形成需要的信号跨膜蛋白形成需要的信号4、内质网跨膜蛋白的形成开始转移序列N末端信号肽内含信号序列4.2 4.2 一次跨膜和多次跨膜蛋白的形成一次跨膜和多次跨膜蛋白的形成F一次跨膜蛋白的形成一次跨膜蛋白的形成F 有一个有一个N末端信号肽，一个停止转移序列末端信号肽，一个停止转移序列F 只有一个内含开始转移信号序列只有一个内含开始转移信号序列F多次跨膜蛋白的形成多次跨膜蛋白的形成F 多个起始跨膜信号与多个停止转移信号多个起始跨膜信号与多个停止转移信号第三节第三节第三节第三节 蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选4.2 一次跨膜和多次跨膜蛋白的形成一次跨膜蛋白的形成第三节第三节第三节第三节第三节 蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选4.3 跨膜方向的决定跨膜方向的决定第三节 蛋白质的分选4.3 跨膜方向的决定小结蛋白质到内质网合成的机制小结蛋白质到内质网合成的机制 N端信号肽端信号肽引导分泌性蛋白质到内质网合成引导分泌性蛋白质到内质网合成内含信号序列与停止转移序列内含信号序列与停止转移序列决定内质网跨膜蛋决定内质网跨膜蛋白形成，指导蛋白质进入膜的方向和在膜上的位置。白形成，指导蛋白质进入膜的方向和在膜上的位置。第三节第三节第三节第三节 蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选小结蛋白质到内质网合成的机制 N端信号肽引导分泌性蛋白质5 5 5 5、蛋白质定向转运机制、蛋白质定向转运机制、蛋白质定向转运机制、蛋白质定向转运机制信号指导蛋白质转移信号指导蛋白质转移F信号肽、内含信号序列、停止转移序列信号肽、内含信号序列、停止转移序列F导肽导肽F核定位信号（核定位信号（NLSNLS）FKDELKDEL信号序列信号序列FM6PM6P第三节第三节第三节第三节 蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选蛋白质的分选5、蛋白质定向转运机制信号指导蛋白质转移第三节 蛋白质的分选