细胞内膜系统与囊泡转运

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1、医学细胞生物学第五章 细胞的内膜系 统与囊泡转运医学细胞生物学医学细胞生物学定义：定义：指位于细胞质内，在结构结构、功能功能乃至发生发生上有一 定联系联系的膜性结构的总称，是一连续的统一体。内质网内质网 高尔基复合体高尔基复合体 溶酶体溶酶体过氧化氢体过氧化氢体uu如何理解线粒体与如何理解线粒体与 内膜系统的关系？内膜系统的关系？endomembrane systemendomembrane system核膜核膜各种内体各种内体医学细胞生物学 第一节 内质网 一、内质网的化学组成医学细胞生物学 第一节 内质网 二、内质网的形态结构 5-6nm的小管、小泡、扁囊 为基本结构单位构成的相互 连通的

2、连续膜性三维管网结 构系统。 在不同类型细胞或同一细胞 的不同发育阶段、不同生理 功能状态下形态数量各异。 肌质网为一类特化的内质网医学细胞生物学 第一节 内质网 三、内质网的基本类型：医学细胞生物学 第一节 内质网 内质网的功能 一、粗面内质网 1.核糖体支架，参与蛋白质合成分泌蛋白分泌蛋白:如胞外基质蛋白、抗体、肽类激素等。膜蛋白膜蛋白: :如膜受体蛋白，膜抗原等膜功能蛋白。溶酶体蛋白溶酶体蛋白: :即溶酶体酶。驻留蛋白驻留蛋白: : 某些可溶性蛋白质，合成后进入细胞质、内质网腔、溶酶体等。医学细胞生物学蛋蛋 白白 质质 的的 生生 物物 合合 成成DNA前体RNAmRNA多肽链核糖体医学

3、细胞生物学 第一节 内质网 2.新生多肽链的折叠与装配 二硫键形成；分子伴侣；KEDL序列 3.蛋白质的糖基化(N-连接糖基化) 4.蛋白质的胞内运输分子伴侣:细胞中的某些蛋白质分子可以识别正在合 成的多肽或部分折叠的多肽并与多肽的某些部位相结 合，从而帮助这些多肽转运、折叠或装配，这一类分 子本身并不参与最终产物的形成，因此称为”分子伴 侣” 。 医学细胞生物学19751975年年-Bloble-Bloble提出：提出：信号肽信号肽在游离核糖体上合成；在游离核糖体上合成； 信号识别颗粒信号识别颗粒（SRPSRP）识别信号肽，）识别信号肽，SRPSRP- -核糖体复合体核糖体复合体 形成，翻译

4、暂停形成，翻译暂停；核糖体与内质网膜结合，形成核糖体与内质网膜结合，形成SRP-SRP-SRPSRP受体受体- -核糖体复合体；核糖体复合体；核糖体在一种核糖体在一种脱落因子脱落因子/ /分离因子作用下被分解。分离因子作用下被分解。主主 要要 过过 程程目前普遍用目前普遍用信号假说信号假说来解释分泌蛋白质的合成过程的来解释分泌蛋白质的合成过程的。SRPSRP脱离并参加再循环，核糖体翻译继续进行；脱离并参加再循环，核糖体翻译继续进行；信号肽被内质网腔面的信号肽被内质网腔面的信号肽酶信号肽酶切除，多肽链落入内质网切除，多肽链落入内质网 腔；腔；医学细胞生物学 信号肽(signal peptide)

5、信号识别颗粒(signal recognition particle, SRP)信号序列特征:15-3515-35个氨基酸残基，其中含有个氨基酸残基，其中含有4-124-12个疏水残基个疏水残基特异性:位置:N-N-端突出的一段肽端突出的一段肽; ;内信号肽内信号肽存在于胞质中的核糖体结合蛋白颗粒，由6个蛋白质亚基 和一个小的7SL RNA组成。含三个功能域: 翻译暂停结构域(P9/P14) 信号肽识别结合位点(P54) SRP受体蛋白结合位点(P68/P72)。医学细胞生物学我是核糖体我是mRNA我是信号肽我是SRP，专门结 合信号肽我是SRP受体，专 门结合SRP我是移位子，我 是通道蛋白

6、内质网腔细胞质终于到我出场了，我 是信号肽酶我是蛋白质，谢谢我还有事，先走了信号肽假说医学细胞生物学内质网腔细胞质我是穿膜蛋白质 ，谢谢协同翻译插入医学细胞生物学我还是核糖体我还是mRNA我还是信号肽 ，但不在N端不管你在哪段， 我都找你内质网腔细胞质我是穿膜蛋白，谢 谢内信号肽介导的内开始转 移肽插入不关我事医学细胞生物学 第一节 内质网 滑面内质网的功能 1.参与脂质的合成和转运 (脂蛋白、类固醇激素、膜脂) 2.参与糖原代谢 3.细胞解毒的主要场所 4.是肌细胞Ca2+的储存场所 5.与胃酸、胆汁的合成分泌密切相关医学细胞生物学 第二节 高尔基复合体 一、高尔基复合 体的形态结构： 构成

7、：扁平囊泡 、小囊泡、大囊 泡 具有显著极性 不同组织细胞中 分布形式不同凸面、形成面、顺面凹面、成熟面、反面医学细胞生物学 第二节 高尔基复合体 高尔基体的化学组成 1.脂类：基本成分 2.蛋白质：糖基转移酶为标志的多种酶蛋白 体系医学细胞生物学 第二节 高尔基复合体 高尔基复合体的功能： 1.细胞内蛋白质运输分泌的中转站 2.胞内物质加工合成的重要场所 1) 糖蛋白的加工合成（O-糖基化区别、意义） 2) 蛋白质的水解加工 3.胞内蛋白质分选和膜泡定向运输的枢纽医学细胞生物学 第三节 溶酶体 一、溶酶体的形态结构和化学组成 1.是一种具有高度异质性的膜性结构细胞器 2.共同特征 1)一层单

8、位膜包裹而成 2)酸性水解酶（酸性磷酸酶为标志酶） 3)跨膜整合蛋白lgpA和lgpB 4) 质子泵 3.溶酶体膜糖蛋白家族具有高度同源性医学细胞生物学溶酶体的分类溶酶体的分类初级溶酶体（内体性溶酶体）：初级溶酶体（内体性溶酶体）：只含酶，不含底物只含酶，不含底物次级溶酶体（吞噬性溶酶体）：次级溶酶体（吞噬性溶酶体）：初级溶酶体初级溶酶体+ +底物底物异噬性溶酶体：异噬性溶酶体：初级溶酶体初级溶酶体+ +外源性物质外源性物质异噬过程异噬过程自噬性溶酶体：自噬性溶酶体：初级溶酶体初级溶酶体+ +内源性物质内源性物质自体吞噬自体吞噬后溶酶体（终末溶酶体、残留小体）：后溶酶体（终末溶酶体、残留小体）

9、：次级溶酶体内次级溶酶体内 消化消化 分解后的残渣物质。分解后的残渣物质。残留小体脂褐质脂褐质含铁小体含铁小体髓样结构髓样结构医学细胞生物学电电 子子 显显 微微 镜镜 下下 的的 溶溶 酶酶 体体医学细胞生物学巨噬细胞的吞噬作用医学细胞生物学自噬作用自噬作用（autophagyautophagy）医学细胞生物学内吞体无被 小泡有被 小泡反面高尔基体顺面内质网酶前体N-糖基化磷酸化形成M-6-P受体分选转运前溶酶体形成酶溶酶体成熟医学细胞生物学 第三节 溶酶体 内体性溶酶体的形成过程医学细胞生物学 第三节 溶酶体 溶酶体的功能： 1.分解细胞内的外来物质及清除衰老、残损 的细胞器 2.物质消化

10、和细胞营养功能 3.机体防御保护功能 4.参与某些腺体组织细胞分泌过程调节 5.在生物个体发生与发育中起重要作用医学细胞生物学 第四节 过氧化物酶体 一、形态结构 也是一层单位膜包裹而成的膜性结构细胞 器 常常含有电子致密度高、排列规则的晶格 结构（尿酸氧化酶） 内表面可见高电子致密度的条带状结构 边缘板医学细胞生物学 第四节 过氧化物酶体 酶类组成： 1.氧化酶类氧还原为过氧化氢 2.过氧化氢酶类（标志酶）分解过氧化 氢 3.过氧化物酶类分解过氧化氢医学细胞生物学电 镜 下 的 过 氧 化 物 酶 体医学细胞生物学 第四节 过氧化物酶体 过氧化物酶体的功能 1.能有效清除细胞代谢过程中产生的

11、过氧化 氢及其他毒性物质 2.能有效地进行细胞氧张力的调节 3.参与对细胞内脂肪酸等高分子物质的分解 转化医学细胞生物学 第四节 过氧化物酶体 过氧化物酶体的发生： 1.内质网加工后以转运小泡形式转移分化形 成 2.原有过氧化物酶体分裂形成 内质网的作用： 1.膜脂 2.蛋白医学细胞生物学 第五节 囊泡与囊泡转运 真核细胞特有的一种细胞物质内外转运形 式，是细胞内物质定向运输的载体和功能 表现形式。 来源与类型： 1.网格蛋白有被囊泡：高尔基复合体及细胞 膜 2.COPII有被囊泡产生于内质网 3.COPI有被囊泡用于回收转运内质网逃逸蛋 白医学细胞生物学 第五节 囊泡与囊泡转运网格蛋白有被囊

12、泡COPII有被囊泡COPI有被囊泡医学细胞生物学clathrin医学细胞生物学网格蛋白亚基装配医学细胞生物学网格蛋白小泡医学细胞生物学 参与囊泡形成的蛋白质：Adaptin(AP,衔接蛋白):两端分别与网格蛋白重链末端 和被转运的分子相结合，能催化网格蛋白的聚合、捕获 转运分子。Dynamin：由900个AA组成的胞浆蛋白，也是一种小 分子的GTP结合蛋白，可与GTP结合并使其水解。一般聚合于有被小窝的颈部，起剪切作用。分子伴侣Hsp70:分子伴侣Hsp70蛋白参与该过程，并且需要ATP。另外Ca2+也参与了包被的形成和去被的过程。医学细胞生物学 第五节 囊泡与囊泡转运医学细胞生物学 第五节

13、 囊泡与囊泡转运 囊泡转运(定义) 1.是细胞物质定向运输的基本 途径 2.是一个高度有序并受到严格 选择和精密控制的物质运输过 程 3.特异性识别融合是囊泡物质 定向转运和准确卸载的基本保证(SNAREs) 4.是实现细胞膜及内膜系统功 能结构转换和代谢更新的桥梁医学细胞生物学NSF (N-ethylmaleimide-sensitive fusion protein,NSF)可溶性细胞质蛋白。SNAP (可溶性NSF附着蛋白, soluble NSF attachment protein, SNAP) V-SNARE (vesicle-SNAP receptor) SNAP受体。T-SNARE (target-SNAP receptor)SNARE hypothesis医学细胞生物学囊泡的锚定医学细胞生物学 第六节 细胞内膜系统与医学的关系 内质网的病理变化 1.肿胀、肥大或囊池塌陷 2.包含物形成 3.在肿瘤中的多样性改变 高尔基复合体的病理变化 1.代偿性肥大 2.毒性物质导致萎缩和损坏 3.肿瘤细胞分化状态影响高尔基复合体形态医学细胞生物学 第六节 细胞内膜系统与医学的关系 三、溶酶体与疾病 1.缺乏或缺陷为一些先天性疾病 2.酶的释放或外泄导致细胞组织损伤 四、过氧化物酶体与疾病 1.原发性过氧化物酶体缺陷所致的遗传性疾 病 2.疾病过程中的过氧化物酶体病理改变