细胞质基质与细胞内膜系统细胞生物学ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,细胞质基质与细胞内膜系统细胞生物学,细胞质基质与细胞内膜系统细胞生物学,1,（优选）细胞质基质与细胞内膜系统细胞生物学,（优选）细胞质基质与细胞内膜系统细胞生物学,2,2、清除作用自噬作用(autophagy) 衰老的细胞器、细胞饥饿状态下,第二节 细胞内膜系统及其功能,糖分子首先被糖基转移酶转移到膜上的磷酸长醇分子上，装配成寡糖链。,4）提供酶附着的位点和机械支撑作用。,与天冬酰胺残基的NH2连接,2、蛋白质的糖基化及其修饰,RER呈扁平囊状，排列整齐，有核糖体附着。,泛素依赖的蛋白降解途径,在内质网上合成的蛋白质: 分泌蛋白；,糖分子首先被糖基转移酶转移到膜上的磷酸长醇分子上，装配成寡糖链。,trans Golgi network，TGN是出口区域，参与蛋白质的分类与包装，最后输出。,在内质网上合成的蛋白质: 分泌蛋白；,CMP酶靠近trans面的囊状和管状结构。,3、溶酶体酶的M6P分选途径的发现,3、溶酶体酶的M6P分选途径的发现,泛素依赖的蛋白降解途径,2、清除作用自噬作用(autophagy) 衰老的细胞器、细,3,概念 P117,第二节 细胞内膜系统及其功能,概念 P117第二节 细胞内膜系统及其功能,4,内质网,Porter等1945年发现于培养的小鼠成纤维细胞，因最初看到的是位于细胞质内部的网状结构，故名endoplasmic reticulum，ER。,内质网Porter等1945年发现于培养的小鼠成纤维细胞，因,5,一、形态与组成,约占细胞总膜面积的一半，是封闭的网络系统。,分为RER和SER。,RER呈扁平囊状，排列整齐，有核糖体附着。,SER呈分支管状或小泡状，无核糖体附着。,细胞不含纯粹的RER或SER，它们分别是ER连续结构的一部分。,一、形态与组成约占细胞总膜面积的一半，是封闭的网络系统。,6,RER,RER,7,SER,SER,8,（二）、内质网的功能,1,、蛋白质合成,(p118),在内质网上合成的蛋白质,:,分泌蛋白；一些膜的整合蛋白；一些细胞器中的可溶性驻留蛋白；需要修饰的蛋白。,（二）、内质网的功能在内质网上合成的蛋白质: 分泌蛋白；一,9,2,、光面内质网是脂质合成的重要场所,3,-,磷酸甘油,脂酰辅酶,A,酰基转移酶,磷酸酶,内质网膜,脂类双层,胆碱磷酸转移酶,磷脂酸,二酰甘油,磷脂酰胆碱,2、光面内质网是脂质合成的重要场所3-磷酸甘油脂酰辅酶A酰,10,3 蛋白质的修饰与加工,包括糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成，蛋白质的折叠和多亚基的装配，蛋白质的切割等。,3 蛋白质的修饰与加工包括糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成,11,糖基一般连接在4种氨基酸上，分为2种,N连接的糖基化与天冬酰胺残基的NH2连接，糖为N乙酰葡糖胺。,O连接的糖基化与Ser、Thr和Hyp的OH连接，连接的糖为半乳糖或N乙酰半乳糖胺，在高尔基体上进行。,几乎所有内质网上合成的蛋白最终都被糖基化,糖基一般连接在4种氨基酸上，分为2种几乎所有内质网上合成的蛋,12,内质网上进行N连接的糖基化。糖的供体为核苷糖，如GDP甘露糖、UDPN乙酰葡糖胺。,糖分子首先被糖基转移酶转移到膜上的磷酸长醇分子上，装配成寡糖链。,再被寡糖转移酶转到AsnXSer或AsnXThr的Asn上。,内质网上进行N连接的糖基化。糖的供体为核苷糖，如GDP甘露糖,13,N-,乙酰葡糖胺,磷酸多萜醇,糖基转移酶,与天冬酰胺残基的,NH2,连接,甘露糖,葡萄糖,N-乙酰葡糖胺 磷酸多萜醇 糖基转移酶与天冬酰胺残基的NH2,14,与天冬酰胺残基的NH2连接,糖基一般连接在4种氨基酸上，分为2种,哺乳动物高尔基体中进行的N-连接糖基化修饰过程,（优选）细胞质基质与细胞内膜系统细胞生物学,1、防御功能-吞噬作用(phagocytosis) ：病毒、细菌、衰老的细胞,3、蛋白酶的水解和其他加工过程：,2、蛋白质的糖基化及其修饰,溶酶体酶蛋白信号斑与磷酸转移酶相互作用,3、溶酶体酶的M6P分选途径的发现,与天冬酰胺残基的NH2连接,溶酶体的类型及在细胞消化过程中的作用,4）提供酶附着的位点和机械支撑作用。,第二节 细胞内膜系统及其功能,O连接的糖基化与Ser、Thr和Hyp的OH连接，连接的糖为半乳糖或N乙酰半乳糖胺，在高尔基体上进行。,(一)溶酶体的形态结构与类型,Protein glycosylation in RER,与天冬酰胺残基的NH2连接Protein glycosyla,15,4,、新生多肽的折叠与装配,Bip,：内质网中的一类结合蛋白,PDI:,蛋白二硫键异构酶,4、新生多肽的折叠与装配PDI: 蛋白二硫键异构酶,16,5. 内质网的其它作用,1）解毒，如肝细胞的细胞色素P450酶系。,2）参与甾体类激素的合成。,3）储存钙离子，作为胞内信号物质，如肌质网。,4）提供酶附着的位点和机械支撑作用。,5. 内质网的其它作用1）解毒，如肝细胞的细胞色素P450酶,17,哺乳动物高尔基体中进行的N-连接糖基化修饰过程,溶酶体酶的甘露糖6-磷酸分选途径,NADP酶显示中间的膜囊；,cis Golgi network，CGN是入口区域。,一些细胞器中的可溶性驻留蛋白；,3 蛋白质的修饰与加工,三、溶酶体 （ lysosome）的形态结构与功能,糖的供体为核苷糖，如GDP甘露糖、UDPN乙酰葡糖胺。,多细胞生物的某些发育阶段两栖类尾部的消失,RER呈扁平囊状，排列整齐，有核糖体附着。,烟草根尖细胞高尔基体的电镜照片,溶酶体酶蛋白甘露糖残基磷酸化的生化反应,二、高尔基体,烟草根尖细胞高尔基体的电镜照片,哺乳动物高尔基体中进行的N-连接糖基化修饰过程二、高尔基体烟,18,形态与组成,由扁平囊泡堆积而成，有极性。通常48个(某些藻类较多)扁平囊在一起，构成Golgi stack。,分布于ER与细胞膜间，呈弓形或半球形。,凸出的一面对着ER称为顺面（cis face），凹进的一面对着质膜称为反面（trans face）。,形态与组成由扁平囊泡堆积而成，有极性。通常48个(某些藻类,19,2、清除作用自噬作用(autophagy) 衰老的细胞器、细胞饥饿状态下,与天冬酰胺残基的NH2连接,在内质网上合成的蛋白质: 分泌蛋白；,糖的供体为核苷糖，如GDP甘露糖、UDPN乙酰葡糖胺。,溶酶体酶蛋白信号斑与磷酸转移酶相互作用,一些细胞器中的可溶性驻留蛋白；,信号斑(signal patch) P133 ：是由几段信号肽形成的一个三维结构的表面, 这几段信号肽聚集在一起形成一个斑点被磷酸转移酶识别。,糖分子首先被糖基转移酶转移到膜上的磷酸长醇分子上，装配成寡糖链。,1、蛋白质合成 (p118),2、清除作用自噬作用(autophagy) 衰老的细胞器、细胞饥饿状态下,4、新生多肽的折叠与装配,溶酶体酶蛋白甘露糖残基磷酸化的生化反应,高尔基体不同区域的细胞化学反应,嗜锇反应cis面膜囊被特异地染色；,TPP酶trans面的膜囊；,NADP酶显示中间的膜囊；,CMP酶靠近trans面的囊状和管状结构。,2、清除作用自噬作用(autophagy) 衰老的细胞器、细,20,功能区隔,cis Golgi network，CGN是入口区域。,medial Golgi，多数糖基修饰，糖脂的形成以及与高尔基体有关的糖合成发生于此处。,trans Golgi network，TGN是出口区域，参与蛋白质的分类与包装，最后输出。,功能区隔cis Golgi network，CGN是入口区域,21,高尔基体的膜囊结构及其排列示意图,1,、,2,、,3,、,高尔基体的膜囊结构及其排列示意图1、2、3、,22,（二）、高尔基体的功能,1,、高尔基体与细胞的分泌活动,（二）、高尔基体的功能1、高尔基体与细胞的分泌活动,23,KDEL,信号,粗面内质网,KDEL,受体,运输小泡,顺面高尔基体,到反面高尔基体,不含,KDEL,信号的分泌蛋白,KDEL信号粗面内质网KDEL受体运输小泡顺面高尔基体到反面,24,2、蛋白质的糖基化及其修饰,N连接糖基化的修饰,哺乳动物高尔基体中进行的,N-,连接糖基化修饰过程,2、蛋白质的糖基化及其修饰哺乳动物高尔基体中进行的N-连接糖,25,3,、蛋白酶的水解和其他加工过程：,胰岛素分子的加工成熟和运输,胰岛素分子的加工成熟和运输,26,三、溶酶体 （,lysosome,）的形态结构与功能,(,一,),溶酶体的形态结构与类型,1,、形态结构,三、溶酶体 （ lysosome）的形态结构与功能(一),27,酸性水解酶：,核酸酶,蛋白酶,糖苷酶,脂肪酶,磷酸酶,硫酸酯酶,磷脂酶,2,、溶酶体膜的特点,胞质溶胶,酸性水解酶：2、溶酶体膜的特点胞质溶胶,28,信号斑是溶酶体酶的特征性信号。,2、光面内质网是脂质合成的重要场所,3 蛋白质的修饰与加工,2、溶酶体酶的M6P分选途径(p134),1、酶蛋白的M6P标记（高尔基体顺面膜囊）,在内质网上合成的蛋白质: 分泌蛋白；,在内质网上合成的蛋白质: 分泌蛋白；,2）参与甾体类激素的合成。,4）提供酶附着的位点和机械支撑作用。,在内质网上合成的蛋白质: 分泌蛋白；,2、蛋白质的糖基化及其修饰,糖分子首先被糖基转移酶转移到膜上的磷酸长醇分子上，装配成寡糖链。,3,、植物溶酶体：圆球体；液泡,信号斑是溶酶体酶的特征性信号。3、植物溶酶体：圆球体；液泡,29,2,、溶酶体的三种类型,溶酶体的类型及在细胞消化过程中的作用,2、溶酶体的三种类型溶酶体的类型及在细胞消化过程中的作用,30,1、防御功能-吞噬作用(phagocytosis) ：病毒、细菌、衰老的细胞,糖的供体为核苷糖，如GDP甘露糖、UDPN乙酰葡糖胺。,信号斑是溶酶体酶的特征性信号。,溶酶体酶的甘露糖6-磷酸分选途径,溶酶体酶的甘露糖6-磷酸分选途径,哺乳动物高尔基体中进行的N-连接糖基化修饰过程,CMP酶靠近trans面的囊状和管状结构。,第二节 细胞内膜系统及其功能,trans Golgi network，TGN是出口区域，参与蛋白质的分类与包装，最后输出。,cis Golgi network，CGN是入口区域。,泛素依赖的蛋白降解途径,1、防御功能-吞噬作用(phagocytosis) ：病毒、细菌、衰老的细胞,二、溶酶体的功能,1,、防御功能,-,吞噬作用,(phagocytosis),：病毒、细菌、衰老的细胞,1、防御功能-吞噬作用(phagocytosis) ：,31,2、清除作用自噬作用(autophagy) 衰老的细胞器、细胞饥饿状态下,2、清除作用自噬作用(autophagy) 衰老的细胞器、细,32,3、其他功能,提供营养细胞内消化,参与分泌过程的调节,多细胞生物的某些发育阶段两栖类尾部的消失,受精过程精子的顶体,顶 体 反 应,3、其他功能 顶 体 反 应,33,（三）、溶酶体的发生,溶酶体酶的特征,N-,寡聚糖,甘露糖,-6-,磷酸,溶酶体水解酶,（三）、溶酶体的发生溶酶体酶的特征N-寡聚糖甘露糖-6-磷酸,34,1,、酶蛋白的,M6P,标记（高尔基体顺面膜囊）,溶酶体酶蛋白信号斑与磷酸转移酶相互作用,1、酶蛋白的M6P标记（高尔基体顺面膜囊）溶酶体酶蛋白信号斑,35,4）提供酶附着的位点和机械支撑作用。,在内质网上合成的蛋白质: 分泌蛋白；,溶酶体酶蛋白甘露糖残基磷酸化的生化反应,溶酶体酶的甘露糖6-磷酸分选途径,糖分子首先被糖基转移酶转移到膜上的磷酸长醇分子上，装配成寡糖链。,哺乳动物高尔基体中进行的N-连接糖基化修饰过程,trans Golgi network，TGN是出口区域，参与蛋白质的分类与包装，最后输出。,3 蛋白质的修饰与加工,（优选）细胞质基质与细胞内膜系统细胞生物学,在内质网上合成的蛋白质: 分泌蛋白；,1、防御功能-吞噬作用(phagocytosis) ：病毒、细菌、衰老的细胞,CMP酶靠近trans面的囊状和管状结构。,信号斑,(signal patch) P133,：是由几段信号肽形成的一个三维结构的表面,这几段信号肽聚集在一起形成一个斑点被磷酸转移酶识别。信号斑是溶酶体酶的特征性信号。,4）提供酶附着的位点和机械支撑作用。信号斑(signal p,36,溶酶体酶蛋白甘露糖残基磷酸化的生化反应,高尔基体中间膜囊,溶酶体酶蛋白甘露糖残基磷酸化的生化反应 高尔基体中间膜囊,37,2、,溶酶体酶的M6P分选途径(p134),溶酶体酶的甘露糖,6-,磷酸分选途径,2、溶酶体酶的M6P分选途径(p134) 溶酶体酶的甘露糖6,38,溶酶体生物发生总过程,溶酶体生物发生总过程,39,信号斑是溶酶体酶的特征性信号。,在内质网上合成的蛋白质: 分泌蛋白；,溶酶体酶蛋白甘露糖残基磷酸化的生化反应,1、蛋白质合成 (p118),与天冬酰胺残基的NH2连接,3、蛋白酶的水解和其他加工过程：,糖的供体为核苷糖，如GDP甘露糖、UDPN乙酰葡糖胺。,CMP酶靠近trans面的囊状和管状结构。,2、蛋白质的糖基化及其修饰,3、溶酶体酶的M6P分选途径的发现,cis Golgi network，CGN是入口区域。,顶 体 反 应,3、溶酶体酶的M6P分选途径的发现,遗传病贮积病，高尔基体内缺少N乙酰葡萄糖胺磷酸转移酶,溶酶体酶运输小泡与次级内体的融合,信号斑是溶酶体酶的特征性信号。3、溶酶体酶的M6P分选途径的,40,