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1、细胞内膜系统与囊泡转运,Endomembrane system & Vesicles transport,内膜系统endomembrane system,细胞内结构、功能、发生上密切关联的所有膜性细胞器。 Endoplasmic reticulum Golgi complex Lysosome Peroxisome Vesicles & Vacuoles Nuclear envelope,内膜系统endomembrane system,compartmentalization divide the cell into functional and structural compartments
2、 expand membrane area material consumption and reproduction sorting and transporting by vesicles,内质网endoplasmic reticulum, ER,a network of tubules and vesicles that are interconnected and often extends throughout most of the cell. The largest membrane system in mammalian cell. 内质网数量、结构、发达程度与细胞的类型、状态
3、相关。,微粒体microsome,经密度梯度离心后内质网断裂形成 A small particle, typically consisting of fragmented endoplasmic reticulum to which ribosomes are attached.,化学组成,脂类 、 蛋白质 网膜蛋白 电子传递体系electron transport system（cyt.P450） 脂类代谢酶类 糖类代谢酶类glucose-6-phosphatase 网质蛋白reticulo-plasmin 羧基端含驻留信号(KDEL/HDEL) molecular chaperone, e
4、ndoplasmin, calreticulin,分子伴侣molecular chaperon,应激反应中大量表达，确保细胞正常生理生化状态的恢复。 正常细胞中也能恒定表达，通过识别并结合多肽链，帮助多肽链进行正确的折叠、组装(或去折叠，解体)及成熟、转运等过程。 本身不参与最终产物形成，也不会改变自身的特性。,形态结构,tubule vesicle lamina/cisternae 相互连通，构成膜性管网结构 与核膜相连，可扩展到细胞膜，并且和高尔基体、溶酶体关系密切。,分类,根据表面核糖体附着情况，内质网可分为糙面内质网（rough endoplasmic reticulum，RER）和光
5、面内质网（smooth endoplasmic reticulum，SER）两类。,糙面内质网RER,RER - ribosomes bound to the cytosolic side of the endoplasmic reticulum membrane. The presence of ribosomes on the RER indicates that it is involved in protein synthesis.,糙面内质网RER,多呈扁平囊状，排列较整齐，膜围成的空间称为ER腔，在分泌活动旺盛、分化完全的细胞（胰腺细胞、消化道某些上皮细胞）中含量丰富。,光面内质网
6、SER,SER多呈分支管状或小泡状，可与RER相互连通。,RER和SER在不同细胞中分布状况不同，有时甚至可以相互发生类型的转换。,RER的功能,蛋白合成 蛋白折叠与装配 糖基化 胞内蛋白转运,蛋白合成,Not all cellular proteins are synthesized on the RER include proteins that are found in the cytoplasm, mitochondria, nuclear and many cytoskeleton proteins.,蛋白合成,The proteins that are synthesized on
7、 the RER are those that will be secreted those that will be sent to the intracellular organelles that are a part of the endomembrane system those that will be membrane integral proteins,蛋白折叠与装配,氧化型谷胱甘肽形成蛋白二硫键 蛋白二硫键异构酶加快速度 分子伴侣监控,蛋白质糖基化Protein glycosylation,糖基化：单糖或寡糖与蛋白质之间通过共价键结合形成糖蛋白的过程。 大多数内质网上合成的蛋
8、白质最终都被糖基化。,糖分子首先连接到RER膜上的多萜醇分子上，装配成寡糖链并被活化，再被糖基转移酶催化转到新合成肽链的特定序列（Asn-X-Ser或Asn-X-Thr）的天冬酰胺残基上（N连接）。,蛋白质胞内转运,蛋白合成,A mammalian cell contains about 10,000 different kinds of proteins, each of them must be localized to the correct destination. Directing newly made proteins to their correct organelle is
9、critical to the organization and function of eukaryotic cells.,新生肽链的转移,所有蛋白质多肽链的合成均起始于胞质的游离核糖体。,信号肽假说signal peptide hypothesis,G. Blobel和D. Sabatini提出多肽链上的特殊氨基酸序列（信号肽）可指导蛋白质转至内质网上合成。,将要进入内质网的蛋白质，其mRNA的5端起始密码子之后有一组特殊的编码序列，指导合成蛋白质N端的一段多肽链，即信号肽（signal peptide） 。,凡能先合成该蛋白序列的核糖体都与内质网靠拢并附着其上。 多数情况下信号肽在加工成
10、熟过程中被信号肽酶切除。,不能合成该肽段的核糖体蛋白复合物则留在细胞质中，成为游离核糖体。 游离核糖体与膜结合核糖体在结构和功能上相同，但合成的蛋白质种类不同。,核糖体的结构,电镜显示核糖体的结构均有大小两个亚单位。 核糖体组装时rRNA折叠成复杂的三维结构，组成核糖体的骨架，,两个亚基在胞质中完成组装。,蛋白质合成过程,信号识别颗粒Signal recognition particle,核糖体在内质网的定位与肽链的穿膜转运还需依赖信号识别颗粒（SRP）及其在内质网膜上的受体（SRP-R）及转运体蛋白。,Signal recognition particle, SRP,由6种结构不同的多肽组成
11、，结合一个7S RNA。 can recognizes and binds the signal sequence translated on ribosome in cytosol, and can also bind to an SRP receptor on the RER.,信号肽假说signal peptide hypothesis,游离核糖体上合成信号肽信号肽与SRP结合肽链延伸终止SRP与内质网上受体结合，介导核糖体定位于内质网。,信号肽假说signal peptide hypothesis,SRP脱离信号肽肽链在内质网上继续合成，同时信号肽引导新生肽链进入内质网腔信号肽切除肽链
12、延伸至终止核糖体分离，蛋白质释放。,信号肽假说signal peptide hypothesis,在信号肽的引导下，肽链通过核糖体大亚基和转运体蛋白共同形成的通道进入内质网网腔。,信号肽假说,Gnter Blobels work received the 1999 Nobel Prize. - “for the discovery that proteins have intrinsic signals that govern their transport and localization in the cell“,RER上的蛋白质合成后根据穿膜信号的不同可进入网腔中形成游离蛋白质，也可以参
13、与内质网膜的组建。,游离蛋白质,跨膜蛋白形成,单次跨膜蛋白： 1.多肽链有N端的起始转移信号肽，在肽链中部有一段终止转移信号序列。,单次跨膜蛋白,跨膜蛋白形成,单次跨膜蛋白： 2.信号肽位于多肽链内部，称为内信号肽（internal signal peptide），介导内开始转移肽插入转移。,肽链转移方向根据内信号肽序列两侧氨基酸所带电荷而定。,肽链转移方向根据内信号肽序列两侧氨基酸所带电荷而定。,多次跨膜蛋白质,多次跨膜蛋白质,不同的信号序列决定不同蛋白质的去向。,信号斑（signal patch）：存在于完成折叠的蛋白质中，指导某些特定酶蛋白的转运，构成信号斑的信号序列之间可以不相邻，折叠在一起构成蛋白质分选的信号。转运完成后被保留。,SER的功能,功能多样化 脂质合成、转运 脂肪分解物SER合成新生脂类与蛋白质形成脂蛋白GC分泌 大量合成膜脂，以小泡形式转运或和磷脂交换蛋白形成脂蛋白形式扩散转运,Ca2贮存（肌肉）,分解糖原（肝脏） 解毒（肝细胞SER含大量电子传递链相关酶，通过氧化或羟化作用解毒） 胃酸、胆汁形成。,The end,
