细胞分子生物学讲稿.ppt

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1、关于细胞分子生物学课件第一页，讲稿共七十八页哦一、一、细胞质基质含义细胞质基质含义二、二、细胞质基质功能细胞质基质功能三、胞质溶胶三、胞质溶胶第二页，讲稿共七十八页哦一、一、内质网内质网二、二、高尔基复合体高尔基复合体三、溶酶体与过氧化物酶体三、溶酶体与过氧化物酶体四、细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配四、细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配第三页，讲稿共七十八页哦 细胞质基质是一个高度有序的体系细胞质基质是一个高度有序的体系,其中细胞质骨架纤其中细胞质骨架纤维贯穿在粘稠的蛋白质胶体中维贯穿在粘稠的蛋白质胶体中,多数的蛋白质直接或间接多数的蛋白质直接或间接地与骨架结合地与骨架结合,或与生物膜结合

2、或与生物膜结合,从而完成特定的生物学从而完成特定的生物学功能功能.一、一、细胞质基质含义细胞质基质含义在真核细胞的细胞质中在真核细胞的细胞质中,除去可分辨的细胞器以外的胶状物除去可分辨的细胞器以外的胶状物质质,称为细胞质基质称为细胞质基质.细胞质基质中主要含有与中间代谢细胞质基质中主要含有与中间代谢有关的数千种酶类有关的数千种酶类,与维持细胞形态和细胞内物质运输与维持细胞形态和细胞内物质运输有关的细胞质骨架结构有关的细胞质骨架结构.第四页，讲稿共七十八页哦二、二、细胞质基质的功能细胞质基质的功能1.许多中间代谢过程都在细胞质基质中进行许多中间代谢过程都在细胞质基质中进行,如糖酵解过程如糖酵解过

3、程、磷酸、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径、糖原的合成与部分分解过程等戊糖途径、糖醛酸途径、糖原的合成与部分分解过程等.2.2.细胞质骨架作为细胞质基质的主要结构成分细胞质骨架作为细胞质基质的主要结构成分,不仅与维持细胞不仅与维持细胞的形态、细胞的运动、细胞内的物质运输与能量传递有关的形态、细胞的运动、细胞内的物质运输与能量传递有关,而而且也是细胞质基质结构体系的组织者且也是细胞质基质结构体系的组织者,为细胞质基质中其他成为细胞质基质中其他成分和细胞器提供锚定位点分和细胞器提供锚定位点.第五页，讲稿共七十八页哦二、二、细胞质基质的功能细胞质基质的功能3.细胞质基质中可进行蛋白质的修饰细胞质基质中可进行

4、蛋白质的修饰、控制蛋白质的寿、控制蛋白质的寿命、降解变性和错误折叠的蛋白质、帮助变性或错误折命、降解变性和错误折叠的蛋白质、帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠以形成正确的分子构象叠的蛋白质重新折叠以形成正确的分子构象.第六页，讲稿共七十八页哦(1).(1).蛋白质的修饰蛋白质的修饰在细胞质基质中发生蛋白质修饰的类型主要有在细胞质基质中发生蛋白质修饰的类型主要有:辅酶或辅基与酶的共价结合辅酶或辅基与酶的共价结合;磷酸化与去磷酸化磷酸化与去磷酸化,用以调节很多蛋白质的生物活性用以调节很多蛋白质的生物活性;糖基化糖基化.在细胞质基质中发现的糖基化是指哺乳动物的细胞中把在细胞质基质中发现的糖基化是指哺

5、乳动物的细胞中把N-乙酰乙酰葡萄糖胺分子加到蛋白质的丝氨酸残基的羟基上葡萄糖胺分子加到蛋白质的丝氨酸残基的羟基上.对某些蛋白质的对某些蛋白质的N端进行甲基化修饰端进行甲基化修饰;酰基化酰基化第七页，讲稿共七十八页哦(2).(2).控制控制蛋白质的寿命蛋白质的寿命细胞中的蛋白质处于不断地降解与更新的动态过程中细胞中的蛋白质处于不断地降解与更新的动态过程中.决定蛋白质寿命的信号存在于蛋白质决定蛋白质寿命的信号存在于蛋白质N端的第一个氨基酸残基端的第一个氨基酸残基.识别识别蛋白质蛋白质N端不稳定的氨基酸信号并准确地将这种蛋白质降解端不稳定的氨基酸信号并准确地将这种蛋白质降解,是依赖于泛是依赖于泛素的

6、降解途径素的降解途径.N端的第一个氨基酸是端的第一个氨基酸是Met(甲硫氨酸甲硫氨酸),Ser(丝氨酸丝氨酸),Thr(苏氨酸苏氨酸),Ala(丙氨酸丙氨酸),Val(缬氨酸缬氨酸),Cys(半胱氨酸半胱氨酸),Gly(甘氨酸甘氨酸)或或Pro(脯氨脯氨酸酸),则蛋白质是稳定的则蛋白质是稳定的;如果是其他如果是其他12种氨基酸之一种氨基酸之一,则是不稳定的则是不稳定的.第八页，讲稿共七十八页哦(3).(3).降解变性和错误折叠的蛋白质降解变性和错误折叠的蛋白质 细胞基质中的变性蛋白细胞基质中的变性蛋白、错误折叠的蛋白、含有被氧化或其、错误折叠的蛋白、含有被氧化或其他非正常修饰氨基酸的蛋白他非正

7、常修饰氨基酸的蛋白,无论其无论其N N端氨基酸残基是否端氨基酸残基是否稳定稳定,也常常很快被清除也常常很快被清除.降解作用可能涉及对畸形蛋白质所暴露出来的氨基酸疏水基团降解作用可能涉及对畸形蛋白质所暴露出来的氨基酸疏水基团的识别的识别,并由此启动对蛋白质并由此启动对蛋白质N端第一个氨基酸残基的作用端第一个氨基酸残基的作用,其结果其结果形成了形成了N端不稳定的氨基酸端不稳定的氨基酸,同样被依赖于泛素的蛋白降解途径彻底水同样被依赖于泛素的蛋白降解途径彻底水解解.第九页，讲稿共七十八页哦(4).(4).帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠以形成正确的分帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠以形成正确的分子

8、构象子构象这一功能主要靠热休克蛋白这一功能主要靠热休克蛋白(Hsp)来完成来完成.有证据表明有证据表明,在正常细胞中在正常细胞中,热休克蛋白选择性地与畸形蛋白质结热休克蛋白选择性地与畸形蛋白质结合形成聚合物合形成聚合物,利用水解利用水解ATP释放的能量使聚集的蛋白质溶解释放的能量使聚集的蛋白质溶解,并进一步折叠成正确构象的蛋白质并进一步折叠成正确构象的蛋白质.第十页，讲稿共七十八页哦三、三、胞质溶胶胞质溶胶1.细胞质基质和胞质溶胶是从不同的角度提出的概念细胞质基质和胞质溶胶是从不同的角度提出的概念,二者虽然有一些差别二者虽然有一些差别,但过去在不少书中但过去在不少书中,常把这两个名词常把这两个

9、名词等同起来等同起来.2.2.用差速离心的方法分离细胞匀浆中的各种细胞组分用差速离心的方法分离细胞匀浆中的各种细胞组分,最终最终可获得富含蛋白质的组分可获得富含蛋白质的组分.早期的实验细胞学家和生早期的实验细胞学家和生化学家称之为胞质溶胶化学家称之为胞质溶胶.第十一页，讲稿共七十八页哦三、三、胞质溶胶胞质溶胶3.3.胞质溶胶中的多数蛋白质胞质溶胶中的多数蛋白质,特别是相对分子质量较大特别是相对分子质量较大的蛋白质的蛋白质,可能通过较弱的次级健直接或间接地结合在可能通过较弱的次级健直接或间接地结合在细胞质基质的骨架纤维上细胞质基质的骨架纤维上.4.4.对一种蛋白来说是否属于细胞质基质中的结构成分

10、对一种蛋白来说是否属于细胞质基质中的结构成分,主主要取决于其在细胞生命活动中要取决于其在细胞生命活动中,是结合在骨架纤维上是结合在骨架纤维上,还还是游离在周围的溶液中是游离在周围的溶液中.第十二页，讲稿共七十八页哦一、一、内质网内质网二、二、高尔基复合体高尔基复合体三、溶酶体与过氧化物酶体三、溶酶体与过氧化物酶体四、细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配四、细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配第十三页，讲稿共七十八页哦第十四页，讲稿共七十八页哦 K.R.Porter K.R.Porter等于等于19451945年发现于培养的小鼠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成纤维细胞，因最

11、初看到的是位于细胞质内部的网状结构，故名内质网部的网状结构，故名内质网 （endoplasmic reticulumendoplasmic reticulum，ERER）。）。第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统第十五页，讲稿共七十八页哦第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统一、一、内质网内质网1.定义定义:内质网是真核细胞重要的细胞器内质网是真核细胞重要的细胞器,它由封闭的膜系它由封闭的膜系统及其围成的腔形成相互沟通的网状结构统及其围成的腔形成相互沟通的网状结构.2.2.分类分类:分为粗面型内质网（分为粗面型内质网（rough endoplasmic reticulumrough endo

12、plasmic reticulum，RERRER）和光面型内质网（）和光面型内质网（smooth endoplasmic reticulumsmooth endoplasmic reticulum，SERSER）。）。3.RER3.RER呈扁平囊状，排列整齐，有核糖体附着。呈扁平囊状，排列整齐，有核糖体附着。4.SER4.SER呈分支管状或小泡状，无核糖体附着。呈分支管状或小泡状，无核糖体附着。5.5.细胞不含纯粹的细胞不含纯粹的RERRER或或SERSER，它们分别是，它们分别是ERER连续结构的一部连续结构的一部分。分。第十六页，讲稿共七十八页哦第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统一、一

13、、内质网内质网6.主功能主功能:ER:ER主要功能是合成蛋白质和脂类，分泌性蛋白和主要功能是合成蛋白质和脂类，分泌性蛋白和跨膜蛋白都是在跨膜蛋白都是在ERER中合成的。中合成的。7.7.成分成分:ER:ER膜中含大约膜中含大约60%60%的蛋白和的蛋白和40%40%的脂类，脂类主要成分的脂类，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，没有或很少含胆固醇。胆固醇。8.ER8.ER膜蛋白的分布膜蛋白的分布:约有约有3030多种膜结合蛋白，另有多种膜结合蛋白，另有3030多种位多种位于内质网腔，这些蛋白的分布具有异质性，如于内质网

14、腔，这些蛋白的分布具有异质性，如,葡糖葡糖-6-6-磷磷酸酶，普遍存在于内质网，被认为是标志酶，核糖体结酸酶，普遍存在于内质网，被认为是标志酶，核糖体结合糖蛋白（合糖蛋白（ribophorinribophorin）只分布在）只分布在RERRER，P450P450酶系只分布在酶系只分布在SERSER。第十七页，讲稿共七十八页哦ER第十八页，讲稿共七十八页哦RER细胞质基质细胞质基质核糖体核糖体ER腔腔第十九页，讲稿共七十八页哦SER第二十页，讲稿共七十八页哦第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统一、一、内质网内质网I I、蛋白质的合成。、蛋白质的合成。IIII、脂质的合成。、脂质的合成。IIII

15、II、蛋白质的修饰与加工蛋白质的修饰与加工。IVIV、新生肽链的折叠、组装和运输、新生肽链的折叠、组装和运输V V、其它作用、其它作用第二十一页，讲稿共七十八页哦第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统一、一、内质网内质网(二二)、ERER的功能的功能1.蛋白质都是在核糖体上合成的，并且起始于细胞质基蛋白质都是在核糖体上合成的，并且起始于细胞质基质，但是有些蛋白质在合成开始不久后便转在内质网质，但是有些蛋白质在合成开始不久后便转在内质网上合成，这些蛋白主要有：上合成，这些蛋白主要有：(1).(1).向细胞外分泌的蛋白向细胞外分泌的蛋白.如抗体、激素；如抗体、激素；(2).(2).膜的整合蛋白；膜

16、的整合蛋白；(3).(3).需要与其它细胞组合严格分开的酶，如溶酶体的各种需要与其它细胞组合严格分开的酶，如溶酶体的各种水解酶；水解酶；(4).(4).需要进行修饰的蛋白，如糖蛋白。需要进行修饰的蛋白，如糖蛋白。第二十二页，讲稿共七十八页哦第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统一、一、内质网内质网(二二)、ERER的功能的功能2.G.BlobelG.Blobel等等19751975年提出了信号假说年提出了信号假说(Signal(Signal hypothesis)hypothesis)，认为蛋白质，认为蛋白质N N端的信号肽，指导蛋端的信号肽，指导蛋白质转至内质网上合成，因此获白质转至内质网上

17、合成，因此获19991999年诺贝尔生年诺贝尔生理医学奖。理医学奖。第二十三页，讲稿共七十八页哦第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统 一、一、内质网内质网(二二)、ERER的功能的功能1.构成细胞所需要的包括磷脂和胆固醇在内的几乎全部构成细胞所需要的包括磷脂和胆固醇在内的几乎全部的膜脂都是在内质网合成的的膜脂都是在内质网合成的,其中最主要的磷脂是磷脂其中最主要的磷脂是磷脂酰胆碱酰胆碱(卵磷脂卵磷脂)。2.2.合成磷脂所需要的合成磷脂所需要的3 3种酶都定位在内质网膜上种酶都定位在内质网膜上,活性部位活性部位在膜的细胞质基质一侧在膜的细胞质基质一侧.3.3.合成磷脂的底物来自细胞质基质合成磷脂

18、的底物来自细胞质基质.反应的第一步是增大膜反应的第一步是增大膜面积面积;第二第二,三两步确定新合成磷脂的种类三两步确定新合成磷脂的种类.第二十四页，讲稿共七十八页哦第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统 一、一、内质网内质网(二二)、ERER的功能的功能4.内质网合成的磷脂几分钟后就由细胞质基质侧转内质网合成的磷脂几分钟后就由细胞质基质侧转向内质网腔面向内质网腔面,其转位速度比自然转位速度高其转位速度比自然转位速度高10105 5倍。倍。5.5.合成的磷脂由内质网向其他膜的转运主要有两种方合成的磷脂由内质网向其他膜的转运主要有两种方式式:一种是以出芽的方式转运到高尔基体一种是以出芽的方式转运到

19、高尔基体,溶酶体和细溶酶体和细胞膜上胞膜上;另一种方式是凭借一种水溶性的载体蛋白另一种方式是凭借一种水溶性的载体蛋白,称为磷脂转换蛋白称为磷脂转换蛋白(PEP)(PEP)在膜之间转移磷脂在膜之间转移磷脂.其转运其转运模式是模式是:PEP+PEP+磷脂分子磷脂分子 水溶性复合物水溶性复合物 细胞质基质细胞质基质 靶膜靶膜 PEPPEP释放磷脂释放磷脂,安插在膜上安插在膜上 实现磷脂从含量高的膜转移到实现磷脂从含量高的膜转移到缺少磷脂的膜上缺少磷脂的膜上,即从磷脂合成部位转移到线粒体即从磷脂合成部位转移到线粒体和过氧化物酶体膜上和过氧化物酶体膜上.自由扩散自由扩散第二十五页，讲稿共七十八页哦第二节

20、第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统 一、一、内质网内质网(二二)、ERER的功能的功能1.包括糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成等，其中包括糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成等，其中最主要的是糖基化，几乎所有内质网上合成的蛋白质最主要的是糖基化，几乎所有内质网上合成的蛋白质最终被糖基化。最终被糖基化。糖基化的作用：糖基化的作用：使蛋白质能够抵抗消化酶的作用；使蛋白质能够抵抗消化酶的作用；赋予蛋白质传导信号的功能；赋予蛋白质传导信号的功能；某些蛋白只有在糖基化之后才能正确折叠。某些蛋白只有在糖基化之后才能正确折叠。第二十六页，讲稿共七十八页哦第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统 一、一、内质网内

21、质网(二二)、ERER的功能的功能糖基一般连接在糖基一般连接在4 4种氨基酸上，分为种氨基酸上，分为2 2种：种：O-O-连接的糖基化（连接的糖基化（O-linked glycosylationO-linked glycosylation）：与）：与SerSer、ThrThr和和HypHyp的的OHOH连接，连接的糖为半乳糖或连接，连接的糖为半乳糖或N-N-乙乙酰半乳糖胺，在酰半乳糖胺，在RERRER或高尔基体上进行。或高尔基体上进行。N-N-连接的糖基化（连接的糖基化（N-linked glycosylationN-linked glycosylation）：与天冬）：与天冬酰胺残基的酰胺残

22、基的NHNH2 2连接，糖为连接，糖为N-N-乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺,在在RERRER上进行。上进行。第二十七页，讲稿共七十八页哦Protein glycosylation in RER第二十八页，讲稿共七十八页哦第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统 一、一、内质网内质网(二二)、ERER的功能的功能不同的蛋白质在内质网腔中停留的时间不同，这主要取不同的蛋白质在内质网腔中停留的时间不同，这主要取决于蛋白质完成正确折叠和组装的时间，这一过程是在决于蛋白质完成正确折叠和组装的时间，这一过程是在属于属于hsp70hsp70家族的家族的ATPATP酶的作用下完成的，需要消耗能量。酶的作用下完成的，需要

23、消耗能量。有些无法完成正确折叠的蛋白质被输出内质网，转入溶酶体有些无法完成正确折叠的蛋白质被输出内质网，转入溶酶体中降解掉，大约中降解掉，大约90%90%的新合成的的新合成的T T细胞受体亚单位和乙酰胆细胞受体亚单位和乙酰胆碱受体都被降解掉，而从未到达靶细胞膜。碱受体都被降解掉，而从未到达靶细胞膜。第二十九页，讲稿共七十八页哦第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统 一、一、内质网内质网(二二)、ERER的功能的功能1.1.解毒，如肝细胞的细胞色素解毒，如肝细胞的细胞色素P450P450酶系。酶系。2.2.参与甾体类激素的合成。参与甾体类激素的合成。3.3.储存钙离子，作为细胞内信号物质，如肌质

24、网储存钙离子，作为细胞内信号物质，如肌质网(肌肉细肌肉细胞中的发达的特化的光面内质网胞中的发达的特化的光面内质网)4.4.提供酶附着的位点和机械支撑作用。提供酶附着的位点和机械支撑作用。第三十页，讲稿共七十八页哦最最早早发发现现于于18551855年年，18891889年年，GolgiGolgi用用银银染染法法，在在猫猫头头鹰鹰的的神神经经细细胞胞内内观观察察到到了了清清晰晰的的结结构构，因因此此定定名名为为高高尔尔基基体体。2020世世纪纪5050年年代代以以后后才才正正确认识它的存在和结构。确认识它的存在和结构。第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统第三十一页，讲稿共七十八页哦第三十二页，

25、讲稿共七十八页哦第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统二、二、高尔基体高尔基体1.定义定义:是由数个扁平囊泡堆在一起形成的高度有极性的细胞器。是由数个扁平囊泡堆在一起形成的高度有极性的细胞器。2.2.分布分布:常分布于内质网与细胞膜之间，呈弓形或半球形。常分布于内质网与细胞膜之间，呈弓形或半球形。3.3.结构结构:凸出的一面对着内质网称为形成面或顺面（凸出的一面对着内质网称为形成面或顺面（cis facecis face）。）。凹进的一面对着质膜称为成熟面或反面（凹进的一面对着质膜称为成熟面或反面（trans facetrans face）。）。顺面和反面都有一些或大或小的运输小泡顺面和反面都

26、有一些或大或小的运输小泡。4.4.基本构造基本构造:扁平囊直径约扁平囊直径约1um1um，单层膜构成，中间为囊腔，单层膜构成，中间为囊腔，周缘多呈泡状，周缘多呈泡状，4-84-8个扁平囊在一起个扁平囊在一起(某些藻类可达一二十个某些藻类可达一二十个)，构成高尔基体的主体，构成高尔基体的主体(Golgi stack)(Golgi stack)。第三十三页，讲稿共七十八页哦 高尔基体高尔基体第三十四页，讲稿共七十八页哦第三十五页，讲稿共七十八页哦第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统二、二、高高尔基体尔基体5.5.成分成分:高尔基体膜含有大约高尔基体膜含有大约60%60%的蛋白和的蛋白和40%40

27、%的脂类，具的脂类，具有一些和有一些和ERER共同的蛋白成分。膜脂中磷脂酰胆碱的含量介于共同的蛋白成分。膜脂中磷脂酰胆碱的含量介于ERER和质膜之间，中性脂类主要包括胆固醇，胆固醇酯和甘油三和质膜之间，中性脂类主要包括胆固醇，胆固醇酯和甘油三酯。酯。6.6.高尔基体中的酶高尔基体中的酶:主要有糖基转移酶、磺基主要有糖基转移酶、磺基-糖基转移酶、糖基转移酶、氧化还原酶、磷酸酶、蛋白激酶、甘露糖苷酶、转移酶和氧化还原酶、磷酸酶、蛋白激酶、甘露糖苷酶、转移酶和磷脂酶等不同的类型。磷脂酶等不同的类型。7.7.标志酶为糖基转移酶。标志酶为糖基转移酶。第三十六页，讲稿共七十八页哦第二节第二节 细胞内膜系统

28、细胞内膜系统二、二、高高尔基体尔基体1.1.高尔基体顺面的网络结构（高尔基体顺面的网络结构（cis Golgi networkcis Golgi network，CGNCGN），），是高尔基体的入口区域。是高尔基体的入口区域。2.2.高尔基体中间膜囊（高尔基体中间膜囊（medial Golgimedial Golgi），多数糖基修饰，糖），多数糖基修饰，糖脂的形成以及与高尔基体有关的糖合成均发生此处。脂的形成以及与高尔基体有关的糖合成均发生此处。3.3.高尔基体反面的网络结构（高尔基体反面的网络结构（trans Golgi networktrans Golgi network，TGNTGN），

29、），是高尔基体的出口区域，功能是参与蛋白质的分类与包是高尔基体的出口区域，功能是参与蛋白质的分类与包装，最后输出。装，最后输出。第三十七页，讲稿共七十八页哦第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统二、二、高尔基体高尔基体4.4.高尔基体各部分膜囊具有不同的细胞化学反应：高尔基体各部分膜囊具有不同的细胞化学反应：嗜锇反应：嗜锇反应：ciscis面膜囊被锇酸特异地染色；面膜囊被锇酸特异地染色；焦磷酸硫胺素酶焦磷酸硫胺素酶(TPP(TPP酶酶)：可特异显示高尔基体的：可特异显示高尔基体的transtrans面的面的1 12 2层膜囊；层膜囊；烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶(NADP(

30、NADP酶酶)：可显示高尔基体：可显示高尔基体中间几层扁平囊；中间几层扁平囊；胞嘧啶单核苷酸酶胞嘧啶单核苷酸酶(CMP(CMP酶酶)：可显示靠近：可显示靠近transtrans面上的一些面上的一些膜囊状和管状结构，膜囊状和管状结构，CMPCMP酶也是溶酶体的标志酶酶也是溶酶体的标志酶。第三十八页，讲稿共七十八页哦第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统二、二、高尔基体高尔基体1 1、参与细胞分泌活动、参与细胞分泌活动RERRER上上合合成成蛋蛋白白质质进进入入ERER腔腔COPIICOPII运运输输泡泡进进入入CGNCGN在在medial medial GdgiGdgi中加工中加工在在TGNTG

31、N形成运输泡形成运输泡运输与质膜融合、排出。运输与质膜融合、排出。高尔基体对蛋白质的分类，依据的是蛋白质上的信号肽或信号斑。高尔基体对蛋白质的分类，依据的是蛋白质上的信号肽或信号斑。2 2、蛋白质的糖基化、蛋白质的糖基化O-O-连接的糖基化在高尔基体中进行，糖的供体为核苷糖。连接的糖基化在高尔基体中进行，糖的供体为核苷糖。第三十九页，讲稿共七十八页哦第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统二、二、高高尔基体尔基体3 3、进行膜的转化功能、进行膜的转化功能 内质网上合成的新膜脂转移至高尔基体后，经过修饰和加工，形成内质网上合成的新膜脂转移至高尔基体后，经过修饰和加工，形成运输泡与质膜融合。运输泡与

32、质膜融合。4 4、将蛋白水解为活性物质、将蛋白水解为活性物质 如将蛋白质如将蛋白质N N端或端或C C端切除，成为有活性的物质，如胰岛素（端切除，成为有活性的物质，如胰岛素（C C端）；端）；或将含有多个相同氨基序列的前体水解为有活性的多肽，如神经肽。或将含有多个相同氨基序列的前体水解为有活性的多肽，如神经肽。5 5、参与形成溶酶体。、参与形成溶酶体。6 6、参与植物细胞壁的形成，合成纤维素和果胶质。、参与植物细胞壁的形成，合成纤维素和果胶质。第四十页，讲稿共七十八页哦高尔基体分泌高尔基体分泌功能示意图功能示意图第四十一页，讲稿共七十八页哦第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统(一一)、溶酶体

33、的结构溶酶体的结构(二二)、溶酶体的功能、溶酶体的功能(三三)、溶酶体的发生、溶酶体的发生(四四)、溶酶体与疾病、溶酶体与疾病(五五)、过氧化物酶体、过氧化物酶体第四十二页，讲稿共七十八页哦第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统三、溶酶体与过氧化物酶体1 1、发现、发现:de Duve:de Duve与与Novikoff 1955Novikoff 1955合作首次用电子显微镜证合作首次用电子显微镜证明了溶酶体的存在。明了溶酶体的存在。2 2、定义、定义:是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器，其主要功能是进行细胞内消化。胞器，其主要功能是进

34、行细胞内消化。3 3、特点、特点:具有异质性，形态大小及内含的水解酶种类都可能有很具有异质性，形态大小及内含的水解酶种类都可能有很大的不同。酸性磷酸酶是标志酶。大的不同。酸性磷酸酶是标志酶。膜有质子泵，将膜有质子泵，将H H+泵入溶酶体，使其泵入溶酶体，使其PHPH值降低。值降低。膜蛋白高度糖基化，可能有利于防止自身膜蛋白降解膜蛋白高度糖基化，可能有利于防止自身膜蛋白降解4 4、分类、分类:根据溶酶体所处的完成其生理功能的不同阶段根据溶酶体所处的完成其生理功能的不同阶段,大致可分大致可分为初级溶酶体、次级溶酶体和残余体。为初级溶酶体、次级溶酶体和残余体。第四十三页，讲稿共七十八页哦线粒体线粒体

35、溶酶体溶酶体小鼠脾脏巨噬细胞中的溶酶体小鼠脾脏巨噬细胞中的溶酶体第四十四页，讲稿共七十八页哦第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统三、溶酶体与过氧化物酶体(1)(1)、初级溶酶体（、初级溶酶体（primary lysosomeprimary lysosome）直径约直径约0.2-0.5um0.2-0.5um，有多种酸性水解酶，但没有活性，包括蛋，有多种酸性水解酶，但没有活性，包括蛋白酶，核酸酶、脂酶、磷酶酶等白酶，核酸酶、脂酶、磷酶酶等6060余种，反应的最适余种，反应的最适PHPH值为值为5 5左右。左右。第四十五页，讲稿共七十八页哦第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统三、溶酶体与过氧化物

36、酶体(2)(2)、次级溶酶体（、次级溶酶体（secondary lysosomesecondary lysosome）是是正正在在进进行行或或完完成成消消化化作作用用的的溶溶酶酶体体，内内含含水水解解酶酶和和相相应应的的底底物物，可可 分分 为为 自自 噬噬 溶溶 酶酶 体体（autophagolysosomeautophagolysosome）和和异异噬噬溶溶酶酶体体(phagolysosome)(phagolysosome)。(3)(3)、残体（、残体（residual bodyresidual body）又又称称后后溶溶酶酶体体（post-lysosomepost-lysosome）已已

37、失失去去酶酶活活性性，仅仅留留未未消消化化的的残残渣渣，故故名名。残残体体可可通通过过外外排排作作用用排排出出细细胞胞，也也可可能能留留在在细细胞胞内逐年增多，如表皮细胞的老年斑，肝细胞的脂褐质。内逐年增多，如表皮细胞的老年斑，肝细胞的脂褐质。第四十六页，讲稿共七十八页哦 次级溶酶体次级溶酶体第四十七页，讲稿共七十八页哦肝细胞脂褐质肝细胞脂褐质第四十八页，讲稿共七十八页哦第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统三、溶酶体与过氧化物酶体1 1、清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老损伤和、清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老损伤和死亡的细胞死亡的细胞 。2 2、防御功能。、防御功能。是某些细

38、胞特有的功能是某些细胞特有的功能,它可以识别并吞噬入侵的病毒或细菌它可以识别并吞噬入侵的病毒或细菌,在溶酶体作用下将其杀死并进一步降解在溶酶体作用下将其杀死并进一步降解.3 3、其他重要的生理功能、其他重要的生理功能:第四十九页，讲稿共七十八页哦第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统三、溶酶体与过氧化物酶体(1)(1)、细胞内消化：如高等动物内吞低密脂蛋白获得胆固醇，单细、细胞内消化：如高等动物内吞低密脂蛋白获得胆固醇，单细胞真核生物利用溶酶体的消化食物。胞真核生物利用溶酶体的消化食物。(2)(2)、参与分泌过程的调节：如将甲状腺球蛋白降解成有活性的甲、参与分泌过程的调节：如将甲状腺球蛋白降解

39、成有活性的甲状腺素。状腺素。(3)(3)、两栖类发育过程中蝌蚪尾巴的退化、两栖类发育过程中蝌蚪尾巴的退化,哺乳动物断奶后乳哺乳动物断奶后乳腺的退行性变化等都涉及某些特定细胞编程性死亡及周围活腺的退行性变化等都涉及某些特定细胞编程性死亡及周围活细胞对其的清除细胞对其的清除,这些过程都与溶酶体有关这些过程都与溶酶体有关.(4)(4)、形成精子的顶体。精子的顶体相当于特化的溶酶体、形成精子的顶体。精子的顶体相当于特化的溶酶体,其中含其中含有多种水解酶有多种水解酶,能溶解卵细胞的外被及滤泡细胞能溶解卵细胞的外被及滤泡细胞,产生孔道产生孔道,使精使精子进入卵细胞子进入卵细胞.第五十页，讲稿共七十八页哦第

40、二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统三、溶酶体与过氧化物酶体1 1、初级溶酶体是在高尔基体的初级溶酶体是在高尔基体的transtrans面以出芽的形式形成，面以出芽的形式形成，形成过程：形成过程：内内质质网网上上核核糖糖体体合合成成溶溶酶酶体体蛋蛋白白进进入入内内质质网网腔腔进进行行N-N-连连接接的的糖糖基基化化修修饰饰进进入入高高尔尔基基体体ciscis面面膜膜囊囊磷磷酸酸转转移移酶酶识识别别溶溶酶酶体体水水解解酶酶的的信信号号区区将将乙乙酰酰葡葡糖糖胺胺磷磷酸酸转转移移在在1-21-2个个甘甘露露糖糖残残基基上上在在中中间间膜膜囊囊切切去去N-N-乙乙酰酰葡葡糖糖胺胺形形成成M6PM6P

41、配配体体与与transtrans膜膜囊囊上上的的受受体体结结合合通通过过clathrinclathrin衣被包装成初级溶酶体衣被包装成初级溶酶体 。第五十一页，讲稿共七十八页哦 溶酶体水解酶的运输溶酶体水解酶的运输第五十二页，讲稿共七十八页哦第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统三、溶酶体与过氧化物酶体1 1、矽肺：二氧化硅尘粒（矽尘）吸入肺泡后被巨噬细胞吞噬，导、矽肺：二氧化硅尘粒（矽尘）吸入肺泡后被巨噬细胞吞噬，导致吞噬细胞溶酶体破裂，水解酶释放，细胞崩解，矽尘释出，后致吞噬细胞溶酶体破裂，水解酶释放，细胞崩解，矽尘释出，后又被其他巨噬细内吞噬，如此反复进行。激活成纤维细胞，导致又被其他巨

42、噬细内吞噬，如此反复进行。激活成纤维细胞，导致胶原纤维沉积，肺组织纤维化。胶原纤维沉积，肺组织纤维化。2 2、肺结核：结核杆菌不产生内、外毒素、肺结核：结核杆菌不产生内、外毒素,也无荚膜和侵袭性也无荚膜和侵袭性酶。但是菌体成分硫酸脑苷脂能抵抗溶酶体的杀伤作用酶。但是菌体成分硫酸脑苷脂能抵抗溶酶体的杀伤作用,使使结核杆菌在肺泡内大量生长繁殖结核杆菌在肺泡内大量生长繁殖,导致巨噬细胞裂解导致巨噬细胞裂解,释放出释放出的结核杆菌再被吞噬而重复上述过程，引起肺组织钙化和纤维化。的结核杆菌再被吞噬而重复上述过程，引起肺组织钙化和纤维化。3 3、类风湿性关节炎：溶酶体膜很易脆裂。、类风湿性关节炎：溶酶体膜

43、很易脆裂。第五十三页，讲稿共七十八页哦第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统三、溶酶体与过氧化物酶体4 4、各类贮积症各类贮积症台台-萨氏综合征（萨氏综合征（Tay-Sachs dieseaseTay-Sachs diesease）：溶酶体缺少氨基已糖）：溶酶体缺少氨基已糖酯酶酯酶A A，导致神经节甘脂，导致神经节甘脂GM2GM2积累积累 。IIII型糖原累积病（型糖原累积病（PompePompe病）：缺乏病）：缺乏-1,4-1,4-葡萄糖苷酶，糖原葡萄糖苷酶，糖原在溶酶体中积累。在溶酶体中积累。GaucherGaucher病：缺乏病：缺乏-葡萄糖苷酶，葡糖脑苷脂沉积。葡萄糖苷酶，葡糖脑苷脂沉

44、积。细胞内含物病（细胞内含物病（inclusion-cell diseaseinclusion-cell disease）：）：N-N-乙酰葡糖胺磷乙酰葡糖胺磷酸转移酶单基因突变。高尔基体中加工的溶酶体前酶上不能酸转移酶单基因突变。高尔基体中加工的溶酶体前酶上不能形成形成M6PM6P分选信号，病人成纤维细胞的溶酶体中没有水解酶，底分选信号，病人成纤维细胞的溶酶体中没有水解酶，底物在溶酶体中贮积，形成物在溶酶体中贮积，形成“包涵体包涵体”。第五十四页，讲稿共七十八页哦 台台-萨氏综合症溶酶体的同心圆结构萨氏综合症溶酶体的同心圆结构第五十五页，讲稿共七十八页哦第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统

45、三、溶酶体与过氧化物酶体1 1、发现、发现:Rhodin 1954:Rhodin 1954发现于鼠肾小管上皮细胞。发现于鼠肾小管上皮细胞。2 2、定义、定义:又叫微体又叫微体,是一种具有异质性的细胞器。直径通常是一种具有异质性的细胞器。直径通常0.5um0.5um，呈圆形，椭圆形或哑呤形不等，由单层膜围绕而成，呈圆形，椭圆形或哑呤形不等，由单层膜围绕而成,内内含一种或几种氧化酶类的细胞器。含一种或几种氧化酶类的细胞器。3 3、特点：含过氧化氢酶（标志酶）和一至多种依赖黄素（、特点：含过氧化氢酶（标志酶）和一至多种依赖黄素（flavinflavin）的氧化酶，已发现的氧化酶，已发现4040多种氧

46、化酶，各类氧化酶的共性是将底物氧多种氧化酶，各类氧化酶的共性是将底物氧化后生成过氧化氢。而过氧化氢酶又利用化后生成过氧化氢。而过氧化氢酶又利用H H2 2O O2 2去氧化其它底物。去氧化其它底物。RHRH2 2+O+O2 2R+HR+H2 2O O2 2第五十六页，讲稿共七十八页哦烟草叶肉细胞的过氧化物酶体（中央具有尿酸氧化烟草叶肉细胞的过氧化物酶体（中央具有尿酸氧化酶形成的晶体状核心）酶形成的晶体状核心）第五十七页，讲稿共七十八页哦第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统三、溶酶体与过氧化物酶体4 4、功能、功能:(1)(1)在动物中：在动物中：参与脂肪酸的参与脂肪酸的-氧化；氧化；具有解毒

47、作用，具有解毒作用，过氧化氢酶利用过氧化氢酶利用H H2 2O O2 2将酚、甲醛、甲酸和醇等有害物质氧化，将酚、甲醛、甲酸和醇等有害物质氧化，饮入的酒精饮入的酒精1/41/4是在微体中氧化为乙醛。是在微体中氧化为乙醛。(2)(2)在植物中：在植物中：参与光呼吸，将光合作用的副产物乙醇酸参与光呼吸，将光合作用的副产物乙醇酸氧化为乙醛酸和过氧化氢，氧化为乙醛酸和过氧化氢，在萌发的种子中，进行脂肪的在萌发的种子中，进行脂肪的-氧化，产生乙酰辅酶氧化，产生乙酰辅酶A A，经乙醛酸循环，由异柠檬酸裂解为乙醛，经乙醛酸循环，由异柠檬酸裂解为乙醛酸和琥珀酸，加入三羧酸循环，因涉及乙醛酸循环，又称乙醛酸循酸

48、和琥珀酸，加入三羧酸循环，因涉及乙醛酸循环，又称乙醛酸循环体。环体。第五十八页，讲稿共七十八页哦第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统三、溶酶体与过氧化物酶体5 5、发生、发生:(1)(1)过氧化物酶体中所有的酶都由核基因编码，在细胞质基质过氧化物酶体中所有的酶都由核基因编码，在细胞质基质中合成，在信号肽的引导下，进入过氧化物酶体。中合成，在信号肽的引导下，进入过氧化物酶体。(2)(2)已有的过氧化物酶体在细胞分裂时，以分裂方式传给子代细胞。已有的过氧化物酶体在细胞分裂时，以分裂方式传给子代细胞。再进行进一步的装配。再进行进一步的装配。第五十九页，讲稿共七十八页哦第六十页，讲稿共七十八页哦 有

49、的蛋白质在细胞质基质合成有的蛋白质在细胞质基质合成,而有些而有些在糙面内质网上合成在糙面内质网上合成第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统第六十一页，讲稿共七十八页哦第二节第二节 细胞内膜系统细胞内膜系统四、细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配四、细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配1 1、1975,G.Blobel&D.Sabatinii1975,G.Blobel&D.Sabatinii等提出信号假说等提出信号假说(signal hypothesis),(signal hypothesis),即分泌蛋白即分泌蛋白N N端序列为信号肽端序列为信号肽,指导指导分泌蛋白到内质网膜上合成分泌蛋白到内质网

50、膜上合成,在蛋白质合成结束之前信号在蛋白质合成结束之前信号肽被切除肽被切除 。2 2、信号肽位于蛋白质的、信号肽位于蛋白质的N N端端,一般有一般有16-2616-26个氨基酸残基个氨基酸残基,其中其中包括疏水核心区包括疏水核心区,信号肽的信号肽的C C端和端和N N端等三部分。端等三部分。3 3、信号识别蛋白由、信号识别蛋白由6 6种多肽和一个种多肽和一个7S7S的的RNARNA组成的复合物组成的复合物,既可与新生肽信号序列和核糖体结合既可与新生肽信号序列和核糖体结合,又可与内质网膜上的信又可与内质网膜上的信号识别颗粒的受体号识别颗粒的受体(又叫停靠蛋白又叫停靠蛋白)结合结合.第六十二页，讲