细胞生物学内膜系统

,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,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,*,概念：,内膜系统(,internal membrane system),是指位于细胞内那些在结构、功效乃至发生上含有一定联络膜性结构，其中包含细胞组分中核膜、内质网、高尔基体、溶酶体、过氧化物酶体及液泡。,特点：,内膜系统是,真核细胞特有,结构。它们在结构和功效上是统一整体，是细胞内蛋白质、酶类、脂类和糖类合成场所，也含有包装和运输合成物与分泌产物功效。,细胞生物学内膜系统,第1页,细胞生物学内膜系统,第2页,第一节 内质网(,endoplasmic reticulum,ER),一、形态结构（了解）,二、化学组成（了解）,三、类型（掌握）,四、功效（掌握）,细胞生物学内膜系统,第3页,细胞生物学内膜系统,第4页,形态：,由一层厚约56,nm,单位膜,包围形成,管状,、,扁囊状,或,小泡状,结构。它们相互连通，形成了,连续网状膜性系统,，内腔相互连通。,结构：,是一个,封闭结构,，所以，内质网存在两个面：即内质网外表面称为,胞质溶胶面,（,cytosol surface），,内表面为,腔面,。其内表面之间间隙为,内质网腔或池,。,一、形态结构,细胞生物学内膜系统,第5页,细胞生物学内膜系统,第6页,二、化学组成,磷脂,50%60%,蛋白质,20%种类比细胞膜多,葡萄糖-6-磷酸酶（标志酶）,大量酶类 电子传递体系,脂类合成相关酶,内质网膜蛋白 蛋白质转运,驻留蛋白（伴侣蛋白）参加蛋白质折叠,细胞生物学内膜系统,第7页,三、内质网类型（掌握）,依据,内质网膜上是否附着核糖体,，将内质网分成两种类型：,粗面内质网(,rough endoplasmic reticulum,RER),滑面内质网(,smooth endoplasmic reticulum,SER),RER：,胞质溶胶面,有,核糖体附着，表面,粗糙,SER：,胞质溶胶面,无,核糖体附着，表面,光滑,细胞生物学内膜系统,第8页,细胞生物学内膜系统,第9页,细胞生物学内膜系统,第10页,（一）粗面内质网,RER,多呈大囊状，少数为小管和小泡。在电镜下观察,RER,排列整齐，是,由核糖体和,ER,组成复合体,，附着在,RER,上核糖体称为,附着核糖体,。,除哺乳动物红细胞外，几乎全部真核细胞均含有,RER。,细胞生物学内膜系统,第11页,细胞生物学内膜系统,第12页,RER,细胞生物学内膜系统,第13页,细胞生物学内膜系统,第14页,SER,在细胞中通常多呈分支管状或小泡状。,SER,只占内质网极少部分，只有在一些特化细胞中才含有丰富,SER，,同时也负担特殊功效。比如，骨骼肌细胞中分布大量肌质网，这是特化,SER,。,（二）滑面内质网,细胞生物学内膜系统,第15页,SER,细胞生物学内膜系统,第16页,细胞生物学内膜系统,第17页,四、内质网功效（掌握）,（一）粗面内质网功效,l.,蛋白质合成,2.蛋白质运输,3.蛋白质修饰,（二）滑面内质网功效,l.,脂类合成,2.糖原代谢,3.解毒作用,细胞生物学内膜系统,第18页,RER,主要功效是,进行蛋白质合成、运输、加工修饰,，以指导这些蛋白质抵达目标地。,1蛋白质合成,在核糖体上合成，而且起始于细胞质基质，不过有些蛋白质在合成开始很快后便转在内质网上合成，这些蛋白主要有,:,分泌性蛋白,:,抗体蛋白、激素、消化酶等,;,膜镶嵌蛋白,:,比如膜抗原、膜受体等；,溶酶体蛋白,:,如酸性磷酸酶等；,可溶性蛋白,（一）粗面内质网功效,细胞生物学内膜系统,第19页,细胞生物学内膜系统,第20页,细胞生物学内膜系统,第21页,Blobel,等（,1975,）提出信号假说，认为蛋白质,N,端信号肽，指导蛋白质转至内质网上合成，获,1999,年诺贝尔生理学或医学奖。,Blobel with members of his laboratory,Gnter Blobel,细胞生物学内膜系统,第22页,信号肽(,signal peptide)：,新合成蛋白质分子,N,端含有一段由1530个疏水性氨基酸残基组成特殊序列，该序列就是蛋白质分选信号,，,又称信号肽,。,信号识别颗粒（,signal recognition particle，SRP）,：信号肽可被细胞质中,SRP,识别并结合，造成蛋白质合成暂停。,SRP,受体,：内质网膜整合蛋白，异二聚体，可与,SRP,特异结合，从而使核糖体形成附着核糖体。,“信号假说”（,signal hypothesis）,细胞生物学内膜系统,第23页,SRP,分子组成及功效位点,细胞生物学内膜系统,第24页,细胞生物学内膜系统,第25页,经过信号肽疏水性引导新生肽跨脂双分子层进入,ER,腔,细胞生物学内膜系统,第26页,关闭蛋白质转运通道,开启蛋白质转运通道,信号肽被水解,成熟蛋白质,细胞生物学内膜系统,第27页,Translocation of proteins across ER,细胞生物学内膜系统,第28页,细胞生物学内膜系统,第29页,蛋白质转入内质网合成过程：,信号肽与,SRP,结合肽链延伸终止,SRP,与受体结合,SRP,脱离信号肽肽链在内质网上继续合成信号肽切除肽链进入内质网腔中。,这种肽链边合成边向内质网腔转移方式，称为共翻译易位机制。,细胞生物学内膜系统,第30页,Insertion of Transmembrane protein into the ER membrane,细胞生物学内膜系统,第31页,2蛋白质运输,分泌型蛋白或溶酶体蛋白：出芽方式,膜镶嵌蛋白质运输方式,在合成多肽链同时，便直接与内质网组合，形成了,膜镶嵌蛋白；,将合成多肽链注入内质网腔中，然后组合到膜中。,可溶性蛋白质直接转入细胞质中,细胞生物学内膜系统,第32页,细胞生物学内膜系统,第33页,3蛋白质修饰,有功效蛋白质依赖于蛋白质多肽链折叠成三维结构，或者进行糖基化形成糖蛋白。,（1）蛋白质折叠,：,内质网腔中含有氧化型谷胱甘肽（,GSSG,），蛋白二硫异构酶（,PDI）,能催化任何两个半胱氨酸残基之间形成二硫键；,分子伴侣系统是属于热激蛋白（,hsp）,家族，在细胞内含有帮助其它蛋白质多肽链进行正确折叠、组装、转运及降解之功效。,ER,腔内含有分子伴侣,hsp70、hsp90,家族。,细胞生物学内膜系统,第34页,细胞生物学内膜系统,第35页,（2）蛋白质糖基化：,是指在多肽链中特殊氨基酸残基侧链上，以共价健连接上单糖和低聚糖形成糖蛋白过程。,蛋白质与糖连接方式有两种：,N,连接糖蛋白,：是指糖链被连接在多肽链中天冬酰胺（,Asn）,残基,NH2,端，这种糖基化发生在,RER,腔内,；,O,-,连接糖蛋白,：是指单糖链被连接在多肽链中丝氨酸或苏氨酸残基侧链-,OH,端上，这种糖基化发生在,高尔基复合体腔内,。,细胞生物学内膜系统,第36页,Protein glycosylation in RER,细胞生物学内膜系统,第37页,几乎全部内质网上合成蛋白质最终被糖基化。,糖基化作用：,使蛋白质能够抵抗消化酶作用；,赋予蛋白质传导信号功效；,一些蛋白只有在糖基化之后才能正确折叠。,细胞生物学内膜系统,第38页,Protein glycosylation in RER,细胞生物学内膜系统,第39页,1脂类合成,生物膜膜脂几乎都是由,SER,合成和运输。,SER,能够合成膜脂中磷脂、胆固醇和糖脂。,2糖原代谢,在机体内肝和肌肉是糖原贮存最主要组织器官。使葡萄糖,6-,磷酸水解，释放糖至血液中。,（二）滑面内质网功效,3解毒作用,肝脏是机体内最主要解毒器官，而真正负担解毒功效是肝细胞中,SER。,生化分析，,SER,膜上含有大量脱甲基酶、脱羧酶、脱氨酶、葡糖醛酸酶以及混合功效氧化酶系。,细胞生物学内膜系统,第40页,4与调整肌肉收缩相关,在肌细胞中肌浆网是,Ca2+,贮存场所，可经过释放和回收,Ca2+,调整肌肉收缩。,5与水和电解质代谢相关,哺乳动物胃腺中壁细胞有发达,SER，,与盐酸分泌和渗透压调整相关,。,6与胆汁生成相关,肝细胞中,SER,可合成部分胆盐（占总胆汁10%）。,细胞生物学内膜系统,第41页,1膜抗原：血型抗原和组织相容性抗原,2,膜受体：调整单位、转换单位、催化单位,3,、内质网：粗面内质网(,RER),和滑面内质网(,SER),4,、,RER,主要功效是参加蛋白质合成、运输、加工修饰；,SER,主要功效是脂类合成与转运、糖原代谢及解毒作用。,5、,用“信号假说”解释了蛋白定向运输。,小结,细胞生物学内膜系统,第42页,