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1、Part,06,内膜系统（二）,Endomembrane System,第二节 高尔基复合体,Golgi complex,由一层单位膜构成的结构较为复杂、有极性的细胞器，主要由相互联系的三个部分组成： 顺面高尔基网（CGN） 中间高尔基网（MGN） 反面高尔基网（TGN）,一、高尔基复合体的形态结构（the morphological structure of Gc）,顺面的小囊泡有两种类型：表面光滑的小泡；表面有绒毛样结构的衣被小泡。由粗面内质网芽生而来。 反面分布相对小囊泡较大的囊泡大囊泡（分泌泡）,顺面,形成面,凹面,反面,成熟面（分泌面）,凸面,中间高尔基网,主要是由蛋白质和脂类组成。
2、 含有多种酶，如催化糖蛋白合成的糖基转移酶，催化糖脂合成的磺基糖基转移酶，以及磷脂酶、糖苷酶等。,二、高尔基复合体的化学组成（the chemical composition of Gc）,标志酶： 糖基转移酶,高尔基复合体是具有极性的细胞器。 原因： 构成GC的各膜囊在形态、化学组成和功能上具有差异性。 GC执行功能时具有方向性、顺序性。,三、高尔基复合体的极性（The polarity of Gc ）,细胞内合成蛋白质及脂类运输和分泌的中转站 细胞内合成蛋白质加工的重要场所 蛋白质的糖基化 蛋白质（或酶）的水解 溶酶体酶的磷酸化 高尔基复合体是细胞内蛋白质分选和囊泡运输的枢纽 高尔基复合体
3、是错误选送蛋白质的监督和遣送站,四、高尔基复合体的功能（the functions of Gc）,肥大与萎缩 因功能亢进或代偿性功能亢进而肥大。 肝细胞在中毒的病理情况下，常见高尔基复合体萎缩、破坏或消失。 高尔基复合体中内容物的改变 癌细胞内的变化 一般在低分化状态的肿瘤，无典型结构。 在高分化状态的肿瘤，具有典型的形态结构特点。,五、高尔基复合体与医学（ Gc and medicine ）,第三节 溶酶体,Lysosome,形态结构：溶酶体是由一层单位膜构成的含有多种酸性水解酶的囊泡状细胞器。 溶酶体具有高度异质性： 不同细胞中溶酶体数量差异大。 不同溶酶体含的酶的种类、数量不等。 不同溶
4、酶体的大小不等。,一、溶酶体的形态结构和特性（the structure and characteristics of L）,溶酶体膜的特性,溶酶体膜上具有H+泵及Cl-通道，能将细胞质中的H+及Cl-运输到溶酶体中维持其酸性环境。 溶酶体膜的蛋白质表现为高度糖基化，寡糖链位于膜的内表面，可防止溶酶体膜被自身的酸性水解酶消化。 溶酶体膜中含有较多的胆固醇，促使膜稳定。 溶酶体上存在特殊的膜转运蛋白，能将溶酶体消化水解的产物运出溶酶体，供细胞加工重新利用或运出细胞外。,溶酶体的酶类,最适pH5.0 标志性酶：酸性磷酸酶,根据生理功能阶段的不同可分为 初级溶酶体（primary lysosome）
5、 次级溶酶体（secondary lysosome） 自噬性溶酶体（autophagic lysosome） 异噬性溶酶体（heterophagic lysosome） 终末溶酶体（telolysosome）,二、溶酶体的类型（the type of lysosome）,初级溶酶体,次级溶酶体,终末溶酶体,三、溶酶体的发生（genesis of lysosome）,M-6-P途径,溶酶体酶蛋白前体在糙面内质网进行合成、初加工和转运。 溶酶体酶蛋白前体在高尔基复合体进行标记、分选和转运。 内体性溶酶体在细胞质中的形成 溶酶体的成熟,内质网上核糖体合成溶酶体蛋白进入内质网腔进行N-连接的糖基化修饰
6、进入高尔基体顺面膜囊糖蛋白寡糖链上的甘露糖磷酸化作用下形成M-6-P（甘露糖-6-磷酸）与高尔基体反面膜囊内侧的M-6-P受体结合运输小泡形成并脱离反面高尔基网运输小泡与内体结合形成内体性溶酶体。,溶酶体酶前体与M-6-P 受体分离 溶酶体酶通过去磷酸化成熟（内体性溶酶体） 卸载的M-6-P受体通过溶酶体膜出芽、包裹、脱落，以运输小泡的形式回到反面高尔基网再循环 。,参与细胞防御 参与细胞结构成分的更新 提供细胞营养 参与机体组织器官的形态建成 参与受精过程 参与激素合成及激素水平调节 参与某些腺体组织细胞分泌过程的调节,四、溶酶体的功能（the functions of lysosome）,
7、溶酶体酶缺乏导致的贮积症 糖原贮积症型：缺乏葡萄糖苷酶； 黏脂贮积症型：缺乏N-乙酰氨基葡糖磷酸转移酶 硅沉着病（矽肺） 痛风,五、溶酶体与医学（lysosome and medicine）,第四节 过氧化物酶体,Peroxisome,过氧化物酶体（peroxisome），也称为过氧化氢体、过氧小体或微体（microbody）。 过氧化物酶体存在于所有真核细胞中。,电镜结构：由一层单位膜包裹的膜相细胞器，多呈圆形或卵圆形。 其中含有极细的颗粒状物质，中央常含有电子密度很高的结晶状核心，称为类核体或类晶体，为尿酸氧化酶的结晶。 人和鸟类细胞的过氧化物酶体中不含尿酸氧化酶，因而没有类核体。,一、过
8、氧化物酶体的形态结构（the structure of Peroxisome),1.氧化酶类 约占过氧化物酶体酶总量的50%，基本特征是对作用底物的氧化过程中，能把氧还原成过氧化氢，反应通式： 2.过氧化氢酶类 约占过氧化物酶体酶总量的40%，其作用是将过氧化氢水解成水和氧气。过氧化氢酶是过氧化物酶体的标志酶。 3.过氧化物酶类 仅存在于（如血细胞等）少数几种细胞类型的过氧化物酶体中，其作用与过氧化氢酶相同。,二、过氧化物酶体的酶（the enzyme of Peroxisome),清除细胞代谢过程中产生的过氧化氢等毒性物质，发挥解毒作用 消除细胞代谢过程中产生的过氧化氢以及其他有害物质，防止
9、细胞中毒。这种类型的氧化反应在肝、肾细胞中特别重要。 调节细胞内的氧浓度，使细胞免受高浓度氧的损害 进行脂肪酸的氧化，参与细胞代谢活动,三、过氧化物酶体的功能（the functions of Peroxisome),第五节 细胞内蛋白质的分选,Protein sorting and transport in the cell,蛋白质分选（protein sorting）：细胞内新合成的蛋白质被准确无误地送到有关膜结构和细胞器的过程，叫做细胞内蛋白质的分选。 它是细胞结构和生命活动有序性的基础。,分选实现的条件： 分选信号（sorting signal）即地址签 信号识别颗粒及其受体 细胞器膜
10、上的蛋白质传导通道 而定位于胞质溶胶以及细胞表面的蛋白质是没有分选信号的，这种定位方式称为缺省途径（default pathway）。,一、分选信号的不同决定了蛋白质去向的差异,信号肽（signal peptide）,是一段连续的氨基酸序列，长约15-60个氨基酸残基。一旦完成分选过程，常被一种信号肽酶切除。,蛋白质中的分选信号,信号斑（signal spot）,是指在蛋白质折叠过程中一些氨基酸残基所构成的特异三维排列。构成信号斑的氨基酸残基在线型氨基酸序列中彼此相距较远，一般保留在已完成的蛋白质中。,蛋白质中的分选信号,核糖体,胞质溶胶,N端 螺旋信号,线粒体,细胞核,核输入信号,过氧化物酶
11、体,C端 三肽信号,N端信号肽,内质网,高尔基体,C端KDEL,6磷酸 甘露糖,跨膜螺 旋信号,浓缩信号,溶酶体,结构性 分泌小泡,调节性 分泌小泡,Ca2+,细胞表面,蛋白质分选信号与运输途径示意图,二、胞内蛋白质的运输方式,蛋白质在细胞内的基本运输途径,门孔运输,穿膜运输,囊泡运输,二、胞内蛋白质的运输方式,门孔运输：蛋白质在核、质之间的运输。该运输需通过核孔复合体，称为门孔运输或控制运输。核孔复合体具有选择控制功能，能主动运输特异的大分子和大分子组装物，而小分子物质可自由扩散。亲核蛋白质具有核定位信号（NLS）而核孔复合体上有NLS的受体，二者结合后，亲核蛋白就能进入核内。,二、胞内蛋白
12、质的运输方式,穿膜运输：由膜上的蛋白转运装置（某种膜蛋白充当）运输特异的蛋白质穿过膜从胞液到各种不同的细胞器。这样运输的蛋白质通常是不折叠的，运输过程常靠分子伴侣的帮助。,二、胞内蛋白质的运输方式,囊泡运输：蛋白质被选择性地包装成膜囊泡的形式（运输小泡），定向转运到靶细胞器。,第六节 囊泡与囊泡转运,Vesicular and Vesicular Transport,一、囊泡是细胞内物质定向运输的主要载体,网格蛋白有被囊泡产生于细胞膜和高尔基复合体 COP有被囊泡主要负责蛋白质的正向运输 COP有被囊泡主要负责内质网逃逸蛋白的回收,一、囊泡是细胞内物质定向运输的主要载体,二、囊泡转运过程是一个
13、高度有序、严格调控的定向物质运输过程,囊泡转运过程收到严格的选择和精密控制 囊泡必须特异性识别锚定于靶膜并卸载货物,小 结,内膜系统的概念 内质网的形态结构、类型、功能 高尔基复合体的形态结构、功能 溶酶体的膜特性、类型、功能、与疾病的关系 过氧化物酶体的功能及其标志酶。 理解内膜系统在结构上和功能上的整体性,复习思考题,内膜系统的形成对于细胞的生命活动具有什么样的生物学意义？ 分泌性蛋白质是如何进入内质网腔的？它们又是怎样被进一步加工和分选的？ 结合高尔基复合体的形态结构特征，谈谈它是怎样行使其生理功能的？ 为什么称溶酶体为细胞内的消化器官？ 真核细胞内膜系统各细胞器是如何实现它们之间的相互
14、联系的？,THANK YOU,感谢聆听，批评指导,3H标记亮氨酸 高尔基复合体在细胞分泌活动中起着重要的运输作用；在分泌颗粒的形成过程中起着浓缩、修饰、加工、分选等作用。,3分钟,17分钟,117分钟,普遍和最常见的蛋白质分泌蛋白的合成运输和分泌过程： 附着核糖体RER 转移小泡顺面高尔基网中间高尔基网反面高尔基网分泌泡与细胞膜融合通过胞吐作用分泌到细胞外。,蛋白质的糖基化,糖蛋白的类型：,糖基化对蛋白质具有保护作用，使它们免受水解酶的降解。 糖基化具有运输信号的作用，可引导蛋白质包装形成运输小泡，进行蛋白质的靶向运输。 糖基化形成细胞膜表面的糖被，在细胞膜的保护、识别及通讯联络等生命活动中发
15、挥重要作用。,蛋白质糖基化的重要意义,将糙面内质网中合成的无活性蛋白前体（如胰岛素、甲状腺素、神经肽等）水解，切除部分肽链转变为具有生物活性的多肽。,蛋白质的水解,在溶酶体酶糖蛋白寡糖链的甘露糖残基上磷酸化生成甘露糖-6-磷酸（M6P）溶酶体酶的分选信号。,溶酶体酶的磷酸化,糙面内质网合成的蛋白在高尔基复合体中被加上不同的分选信号(磷酸、半乳糖、唾液酸等)，带有不同分选信号的蛋白质可被反面高尔基网膜上的专一受体识别、浓缩、分选，最后形成不同的运输小泡输送到细胞的不同部位。,高尔基体是细胞内蛋白质的分选和囊泡运输的枢纽,囊泡运输的5条可能途径： 以小泡的形式转运到溶酶体； 分泌释放到细胞外； 储
16、存在细胞质中，在需要的时候分泌释放到细胞外； 运输到细胞膜、内质网膜、溶酶体膜、线粒体膜； 被反面内质网“逮着”重回到内质网。,高尔基体是细胞内蛋白质的分选和囊泡运输的枢纽,内质网驻留蛋白的羧基端都有内质网驻留信号(ER retention signal)，即KDEL信号序列。 内质网驻留蛋白羧基端的一个四肽序列：Lys-Asp-Glu-Leu-COOH。 KEDL信号受体存在于高尔基复合体的膜上。通过与含有KDEL的蛋白结合形成小泡，将这类网质蛋白“押送”回内质网。,高尔基复合体是错误选送蛋白质的监督和遣送站,参与细胞防御,溶酶体具有强大的物质消化分解能力，可吞噬并水解消化细菌等保护防御作用。,参与细胞结构成分的更新,溶酶体能够消化细胞内损伤或衰老的细胞器并将其清除，有利于细胞器的更新。,ER,自噬泡,参与细胞结构成分的更新,细胞的清道夫溶酶体,城市的美容师环卫工人,共同点,从微不足道到举足轻重,参与组织器官的形态建成,溶酶体通过自溶作用除去不必要的细胞或组织。,参与受精过程,顶体：是一个巨大的溶酶体,参
