第5章细胞的内膜系统一课件

细胞的内膜系统endomembranesystem细胞的内膜系统endomembrane system1细胞内部哪些在结构、功能及发生上密切关联的膜性结构细胞内部哪些在结构、功能及发生上密切关联的膜性结构包括：内质网、高尔基复合体、溶酶体、各种转运小泡及包括：内质网、高尔基复合体、溶酶体、各种转运小泡及核膜等功能结构。核膜等功能结构。细胞内部哪些在结构、功能及发生上密切关联的膜性结构2质膜质膜 内膜内膜生物膜生物膜原核细胞原核细胞 质膜构成的单一区室质膜构成的单一区室真核细胞真核细胞 内膜内膜 各种细胞器各种细胞器内膜系统出现的意义：内膜系统出现的意义：各自独立，各司其职各自独立，各司其职 相互依存，协调同一相互依存，协调同一大大提高了细胞代谢反应的效率大大提高了细胞代谢反应的效率 质膜生物膜原核细胞 质膜构成的单一区室内膜系统3内质网内质网高尔基体高尔基体溶酶体溶酶体过氧化物酶体过氧化物酶体线粒体线粒体细胞骨架细胞骨架中心粒中心粒核糖体核糖体细胞质基质细胞质基质(基质溶胶基质溶胶)细细胞胞细胞质细胞质细胞核细胞核内内膜膜系系统统内质网细胞细胞质细胞核内膜系统4第5章细胞的内膜系统一课件5第一节第一节.内质网内质网 the endoplasmic reticulum ER第二节第二节.高尔基体高尔基体 Golgi apparatus第三节第三节.溶酶体溶酶体 Lysosome第四节第四节.过氧化物酶体过氧化物酶体 Peroxisome第五节第五节.囊泡与囊泡转运囊泡与囊泡转运第5章细胞的内膜系统一课件6内质网遍布整个细胞质内质网遍布整个细胞质由喹啉蓝荧光染料染色的细胞在荧光显微镜下显示的内质网结构由喹啉蓝荧光染料染色的细胞在荧光显微镜下显示的内质网结构第一节第一节.内质网内质网 the endoplasmic reticulum ER内质网遍布整个细胞质由喹啉蓝荧光染料染色的细胞在荧光显微镜下7经高锰酸钾技术处理后经高锰酸钾技术处理后的细胞在的细胞在TEMTEM下的内质下的内质网膜系统的全貌性结构网膜系统的全貌性结构经高锰酸钾技术处理后8一、内质网的化学组成微粒体微粒体(microsome)(microsome)粗面微粒体：粗面内质网粗面微粒体：粗面内质网 滑面微粒体：粗面内质网滑面微粒体：粗面内质网 高尔基体高尔基体 线粒体线粒体 细胞膜细胞膜 保存内质网的基本特征保存内质网的基本特征 内质网含有大量的酶内质网含有大量的酶葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶为标志酶磷酸酶为标志酶一、内质网的化学组成9二二.内质网的结构形态内质网的结构形态内质网是由单位膜围成内质网是由单位膜围成的的相互连续相互连续的小管、小泡和扁囊样的小管、小泡和扁囊样结构组成的结构组成的三维网状膜系统；三维网状膜系统；占细胞膜面积的占细胞膜面积的1/21/2；二.内质网的结构形态10三三.内质网的类型内质网的类型粗面内质网粗面内质网(rER)(rER)多呈扁平囊状，外有核糖体附着多呈扁平囊状，外有核糖体附着旺盛合成分泌蛋白的细胞分布多旺盛合成分泌蛋白的细胞分布多 浆细胞、胰腺细胞、肝细胞浆细胞、胰腺细胞、肝细胞旺盛合成旺盛合成膜膜的细胞分布多的细胞分布多 成熟中的卵细胞、视杆细胞成熟中的卵细胞、视杆细胞未成熟或未分化的细胞分布少未成熟或未分化的细胞分布少 干细胞、胚胎细胞干细胞、胚胎细胞三.内质网的类型11 rER rER rER12 核糖体核糖体 游离核糖体游离核糖体:组成细胞本身所需的结合组成细胞本身所需的结合 蛋白质或某些特殊蛋白质蛋白质或某些特殊蛋白质 （红细胞的血红蛋白）（红细胞的血红蛋白）膜结合核糖体膜结合核糖体:跨膜蛋白跨膜蛋白 水溶性蛋白质水溶性蛋白质 驻留蛋白驻留蛋白 分泌性蛋白分泌性蛋白 核糖体 游离核糖体:组成细胞本身所需的结合13滑面内质网滑面内质网(sER)(sER)多由分枝小管和圆形小泡构成，无核糖体附着多由分枝小管和圆形小泡构成，无核糖体附着在多数细胞不发达，仅为在多数细胞不发达，仅为rERrER中不附着核糖体中不附着核糖体 的小段区域的小段区域 在一些特化细胞中丰富在一些特化细胞中丰富 肝细胞：产生脂蛋白、解毒肝细胞：产生脂蛋白、解毒 肾上腺皮质细胞：肾上腺皮质细胞：肾上腺皮质激素肾上腺皮质激素 睾丸间质细胞和卵巢黄体细胞：雄激素和雌激素睾丸间质细胞和卵巢黄体细胞：雄激素和雌激素 骨骼肌（肌质网）：钙库骨骼肌（肌质网）：钙库 视网膜色素上皮细胞（髓样体）：利用光能视网膜色素上皮细胞（髓样体）：利用光能 滑面内质网(sER)14 sER sER sER15四四.内质网的功能内质网的功能（一）（一）粗面内质网的功能粗面内质网的功能 蛋白质的合成与转运蛋白质的合成与转运 1.1.分泌蛋白分泌蛋白 2.2.溶酶体蛋白溶酶体蛋白 3.3.膜整合蛋白膜整合蛋白 4.4.细胞器驻留蛋白细胞器驻留蛋白 脂类合成脂类合成 四.内质网的功能16分泌蛋白的合成分泌蛋白的合成:1.1.核糖体由信号肽引导结合于内质网膜上核糖体由信号肽引导结合于内质网膜上2.2.核糖体合成的多肽链经膜穿入内质网腔内核糖体合成的多肽链经膜穿入内质网腔内3.3.分子伴侣可在内质网腔内对蛋白进行折叠分子伴侣可在内质网腔内对蛋白进行折叠4.4.新合成的蛋白质在内质网腔内进行糖基化新合成的蛋白质在内质网腔内进行糖基化5.5.内质网合成的蛋白质可经由高尔基体被分泌出细胞内质网合成的蛋白质可经由高尔基体被分泌出细胞分泌蛋白的合成:171.1.核糖体由信号肽引导结合于内质网膜上核糖体由信号肽引导结合于内质网膜上SRP：signal recognition particle 信号肽识别颗粒信号肽识别颗粒SRP SRP-R信号肽信号肽核糖体复合体核糖体复合体移位子移位子锚泊蛋白锚泊蛋白1.核糖体由信号肽引导结合于内质网膜上SRP：signal 18第5章细胞的内膜系统一课件19 信号片信号片 signal patches Two ways that a sorting signal can be built into a protein.(A)Thesignalresidesinasinglediscretestretchofaminoacidsequence,calledasignal peptide,thatisexposedinthefoldedprotein.(B)(B)Asignal patchcanbeformedbythejuxtapositionofaminoacidsfromregionsthatarephysicallyseparatedbeforetheproteinfolds.信号肽信号肽Signal peptides 信号片 Two ways that a sor202.2.核糖体合成的多肽链经膜穿入内质网腔内核糖体合成的多肽链经膜穿入内质网腔内 信号肽酶（内质网膜内表面）信号肽酶（内质网膜内表面）肽链继续合成肽链继续合成 协同翻译转运协同翻译转运 翻译后转运翻译后转运 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2.核糖体合成的多肽链经膜穿入内质网腔内21第5章细胞的内膜系统一课件223.3.分子伴侣各种内质网腔内对蛋白进行折叠分子伴侣各种内质网腔内对蛋白进行折叠 分子伴侣分子伴侣:内质网贮留蛋白内质网贮留蛋白 功能功能:识别正在合成的或已部分折叠识别正在合成的或已部分折叠 的多肽，并与这些多肽的一定部的多肽，并与这些多肽的一定部 位结合，予以正确折叠。位结合，予以正确折叠。在此过程中，分子伴侣在此过程中，分子伴侣只起陪伴作用只起陪伴作用，不参与最终底物的形成，故而得名。不参与最终底物的形成，故而得名。3.分子伴侣各种内质网腔内对蛋白进行折叠23v驻留蛋白驻留蛋白:C C端驻留信号肽端驻留信号肽受体（内质网内膜）受体（内质网内膜）KDEL:KDEL:Lys-Asp-Glu-LeuLys-Asp-Glu-Leu驻留蛋白:C端驻留信号肽24PDI (protein disulfide isomerase)蛋白二硫键异构酶蛋白二硫键异构酶 PDI (protein disulfide isomer25Bip(结合蛋白结合蛋白):与折叠不正常的肽链结合，予以滞留与折叠不正常的肽链结合，予以滞留。Bip(结合蛋白):与折叠不正常的肽链结合，予以滞留。264.4.新合成的蛋白质在内质网腔内进行糖基化新合成的蛋白质在内质网腔内进行糖基化糖基转移酶糖基转移酶Nlinked 天冬酰胺残基天冬酰胺残基 糖基转移酶糖基转移酶 磷酸转移酶磷酸转移酶 4.新合成的蛋白质在内质网腔内进行糖基化糖基转移酶Nlin27 蛋白质蛋白质Asn+Asn+寡糖链寡糖链 构成构成 Nlinked Nlinked寡糖寡糖 单糖种类单糖种类 N N 乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺 甘露糖甘露糖 葡糖糖葡糖糖 O linked寡糖：蛋白质寡糖：蛋白质er/Thr/yr(-OH)在在ER中中在高尔基体中在高尔基体中在ER中在高尔基体中28The 1999 Nobel Prize in Physiology or MedicineGnter BlobelThe 1999 Nobel Prize in Gnter295.5.内质网合成的蛋白质可经由高尔基体被内质网合成的蛋白质可经由高尔基体被 分泌出细胞分泌出细胞COPCOP小泡小泡COPCOP小泡小泡 SNARE hypothesis V-SNARE t-SNARE5.内质网合成的蛋白质可经由高尔基体被COP小泡 SN30第5章细胞的内膜系统一课件31Display膜蛋白的合成膜蛋白的合成:Display膜蛋白的合成:32粗面粗面内质网中脂类的合成内质网中脂类的合成合成部位合成部位:胞质面胞质面粗面内质网中脂类的合成合成部位:胞质面33第5章细胞的内膜系统一课件34内质网内质网高尔基体膜高尔基体膜 溶酶体膜溶酶体膜 细胞膜细胞膜内质网内质网线粒体线粒体 过氧化物酶体过氧化物酶体囊泡囊泡磷脂转磷脂转移蛋白移蛋白内质网高尔基体膜囊泡磷脂转35 滑面内质网的功能滑面内质网的功能 脂类和类固醇激素的合成脂类和类固醇激素的合成 糖原的合成与分解糖原的合成与分解 解毒作用（单加氧酶系）解毒作用（单加氧酶系）滑面内质网的功能361.1.高尔基体的结构形态高尔基体的结构形态高尔基体是由扁平囊泡、小泡和大泡高尔基体是由扁平囊泡、小泡和大泡组成的三维网状膜系统。高尔基体具组成的三维网状膜系统。高尔基体具有极性：有极性：凸面为生成面（未成熟面）凸面为生成面（未成熟面）凹面为分泌面（成熟面）凹面为分泌面（成熟面）第二节第二节.高尔基体高尔基体 Golgi apparatus1.高尔基体的结构形态第二节.高尔基体 Golgi 37中中间间膜膜囊囊中38 Golgi apparatus in cultured cell(red:Golgi;green:nucleus)Golgi apparatus in cultured c39二、高尔基复合体的化学组成标志酶：糖基转移酶（标志酶：糖基转移酶（glycosyl transferase）二、高尔基复合体的化学组成标志酶：糖基转移酶（glycosy40三三.高尔基体的功能高尔基体的功能（1 1）参与细胞的分泌活动）参与细胞的分泌活动（2 2）加工修饰蛋白质、糖脂）加工修饰蛋白质、糖脂（3 3）对蛋白质进行分选）对蛋白质进行分选（4 4）水解和加工蛋白质）水解和加工蛋白质（5 5）参与膜的转化）参与膜的转化三.高尔基体的功能41（1 1）参与细胞的分泌活动）参与细胞的分泌活动（1）参与细胞的分泌活动42