TvTfuns Golgi EhmlummedialGolgi cistnrnafi局尔基体概述高尔基体(Golgi apparatus)是由许多扁平的囊泡构成的以分泌为主要功能的细胞器 又称高尔基器或高尔基复合体；在高等植物细胞中称分散高尔基体最早发现于1855年， 1898年由意大利人卡米洛•高尔基(Camillo Golgi，1844-1926)在光学显微镜下研究银盐浸 染的猫头鹰神经细胞内观察到了清晰的结构，因此定名为高尔基体因为这种细胞器的折射 率与细胞质基质很相近，所以在活细胞中不易看到高尔基体从发现至今已有100多年的历 史，其中一半以上的时间是进行关于高尔基体的形态甚至是它是否真实存在的争论细胞学 家赋予它几十种不同的名称，也有很多人认为高尔基体是由于固定和染色而产生的人工假 像直到20世纪50年代应用电子显微镜才清晰地看出它的亚显微结构它不仅存在于动 植物细胞中，而且也存在于原生动物和真菌细胞内形态与组成高尔基体是由数个扁平囊泡堆在一起形成的高度有极性的细胞器常分布于内质网与细胞膜 之间，呈弓形或半球形，凸出的一面对着内质网称为形成面(forming face)或顺面(cis face)。
凹进的一面对着质膜称为成熟面(mature face)或反面(trans face)顺面和反面都有一些或 大或小的运输小泡，在具有极性的细胞中，高尔基体常大量分布于分泌端的细胞质中顺面和反面都有一些或大或小的运输小泡(图6-24)，在具有极性的细胞中，高尔基体常大 量分布于分泌端的细胞质中(图6-25)■v f I *1 ■ jT 'fa ■tB h *t, f 4Ilil— transX 〕『Os Goigi reticulumER to Golgi irartspori vesiclesM:aTR■一贱~ Smooth profusion■ ' ■ * Transitional elements0,5图6-24高尔基体各部分的名称图6-25培养的上皮细胞中高尔基体的分布(高尔基体为红色，核为绿色)引自 http://www.itg.uiuc.edu/因其看上极像滑面内质网，因此有科学家认为它是由滑面内质网进化而来的扁平囊的直径为 却m，由单层膜构成，膜厚6〜7nm，中间形成囊腔，周缘多呈泡状，4~8 个扁平囊在一起，某些藻类可达一二十个，构成高尔基体的主体，称为高尔基堆(Golgi stack)0高尔基体膜含有大约60%的蛋白和40%的脂类，具有一些和ER共同的蛋白成分。
膜脂 中磷脂酰胆碱的含量介于ER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 高尔基体中的酶主要有糖基转移酶、磺基-糖基转移酶、氧化还原酶、磷酸酶、蛋白激酶、 甘露糖苷酶、转移酶和磷脂酶等不同的类型高尔基体由两种膜结构即扁平膜囊和大小不等的液泡组成其表面看上去极像光面内质网 扁平膜囊是高尔基体最富特征性的结构组分在一般的动、植物细胞中，3〜7个扁平膜囊 重叠在一起，略呈弓形弓形囊泡的凸面称为形成面，或未成熟面；凹面称为分泌面，或 成熟面小液泡散在于扁平膜囊周围，多集中在形成面附近一般认为小液泡是由临近高尔 基体的内质网以芽生方式形成的，起着从内质网到高尔基体运输物质的作用糙面内质网腔 中的蛋白质，经芽生的小泡输送到高尔基体，再从形成面到成熟面的过程中逐步加工较大 的液泡是由扁平膜囊末端或分泌面局部膨胀，然后断离所形成由于这种液泡内含扁平膜囊 的分泌物，所以也称分泌泡分泌泡逐渐移向细胞表面，与细胞的质膜融合，而后破裂，内 含物随之排出不同细胞中高尔基体的数目和发达程度，既决定于细胞类型、分化程度， 也取决于细胞的生理状态功能区隔高尔基体顺面的网络结构(cis Golgi network，CGN)，是高尔基体的入口区域，接受 由内质网合成的物质并分类后转入中间膜囊。
高尔基体中间膜囊（medial Gdgi）,多数糖基修饰，糖脂的形成以及与高尔基体有关的糖合 成均发生此处高尔基体反面的网络结构（trans Golgi network，TGN），由反面一侧的囊泡和网管组成，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Secretory vesicles leaving the trans region 9 aGdlgi sacsTransfer irom the rough ERTransregionMedialregionregion图6-26高尔基体的三个功能区域高尔基体各部分膜囊具有不同的细胞化学反应：①嗜锇反应，经锇酸浸染后，高尔基体的 cis面膜囊被特异地染色；②焦磷酸硫胺素酶（TPP酶）的细胞化学反应，可特异地显示高尔基 体的trans面的1〜2层膜囊；③烟酰胺腺嘌吟二核苷磷酸酶（NADP酶）的细胞化学反应，是 高尔基体中间几层扁平囊的标志反应；④胞嘧啶单核苷酸酶（CMP酶）的细胞化学反应，常常 可显示靠近trans面上的一些膜囊状和管状结构，CMP酶也是溶酶体的标志酶，溶酶体就是 在此处分泌产生的主要功能高尔基体的主要功能是参与细胞的分泌活动，将内质网合成的多种蛋白质进行加工、 分类与包装，并分门别类地运送到细胞的特定部位或分泌到细胞外。
内质网上合成的脂类 一部分也要通过高尔基体向细胞质膜等部位运输因此，高尔基体是细胞内物质运输的交 通枢纽1.蛋白质和脂的运输高尔基复合体位于内质网和质膜之间，是膜结合核糖体合成的蛋白质的分选和运输的中间站1）ER与高尔基体顺面间的蛋白质运输除了内质网结构和功能蛋白质外，其他由内质网合成的蛋白质都是通过小泡转运到高 尔基体的顺面，小泡与顺面高尔基体网络融合之后，转运的蛋白质进入高尔基体腔，这 是内质网与高尔基体间的主流运输偶尔也有从高尔基体各个部位形成的小泡沿微管回流到 内质网（图9-29）图9-29高尔基体和ER间的双向运输的模型从ER出芽形成的小泡到高尔基体顺面称为正向运输，从高尔基体形成的小泡都可独立 地通过微管运回ER2） 内质网滞留信号（ER retention signal）内质网的结构和功能蛋白的羧基端的一个四肽序列：Lys-Asp-Glu-Leu-COO-，即KDEL 信号序列是内质网的滞留信号KDEL信号在高尔基复合体各个部分的膜上都有相应的受体如果ER滞留蛋白质在出 芽时被错误地包进分泌泡而离开了 ER，高尔基复合体膜上的这种信号受体蛋白就会与逃出 的ER蛋白结合，并形成小泡，将这些ER蛋白”押送”回到ER（图9-30）。
内质网腔蛋白的羧基端都有KDEL信号序列，是ER滞留信号KDEL受体主要位于高 尔基体的顺面膜囊和ER到高尔基体顺面运输小泡上主要作用是识别KDEL信号并与之结 合，然后将结合的ER蛋白运回ER.（3） 蛋白质从顺面高尔基网络向反面高尔基网络运输从ER分泌出来的小泡同顺面高尔基网络融合后成为高尔基体的一个部分，然后经 过中间膜囊出芽形式分泌小泡（又称穿梭小泡）逐步向反面高尔基体网络转运，转运时，分 泌小泡与高尔基体膜囊的融合和出芽都是发生在两侧（图9-31），该过程伴随有蛋白质的各 种加工鬲家基体肉质网到胡尔基体前运 输小泡图9-30 KDEL信号及其受体维持ER蛋白的稳定图9-31穿梭小泡从顺面高尔基体网络向反面高尔基体网络移动上述关于分泌蛋白在高尔基体顺面网络和反面网络之间的运输，长期以来只是一种推 测后来由James Rothman和Lelio Orci通过无细胞蛋白质合成体系获得了实验证明2..蛋白质的糖基化（1）N-连接糖基化的修饰蛋白质的N-连接糖基化是在内质网中进行的，而对糖基的修饰则是在高尔基体中完成 的对于进入到高尔基体的糖蛋白来说，形成高甘露糖基寡聚糖侧链所需的修饰比较简单， 只要切除3分子的葡萄糖即可（图9-32），这一过程是在RER中完成的。
图9-32高甘露糖侧链的修饰而形成复合寡聚糖则比较复杂，要切除5分子甘露糖，加上2分子N-乙酰葡萄糖胺、 2分子半乳糖、2分子唾液酸（9-33），有时还要加上岩藻糖图9-33哺乳动物高尔基体中进行的N-连接糖基化修饰过程（2）O-连接的糖基化（O-linked glycosylation）高尔基体中进行的另一种蛋白质的糖基化是O-连接的糖基化，将糖链转移到多肽链的 丝氨酸、苏氨酸或羟赖氨酸的羟基的氧原子上3.蛋白聚糖（proteoglycan）的合成除了蛋白质的糖基化以外，高尔基体中也可以进行多糖的合成动物细胞中合成的多糖 主要是透明质酸，这是一种氨基聚糖，是细胞外基质的主要成分植物细胞壁中的几种多 糖，包括半纤维素、果胶也是在高尔基体中合成的4.蛋白原的水解胰岛素是在胰岛B细胞中合成的，刚从内质网合成的多肽在N-末端有信号肽链，称 前胰岛素原（preproinsulin），相对分子质量为12，000.随后在内质网的信号肽酶的作用下， 切除信号肽，成为胰岛素原（proinsulin），相对分子质量9, 000，含84个氨基酸运输 到高尔基体后，通过蛋白酶的水解作用，生成一个分子由51个氨基酸残基组成的胰岛素 和一个分子C肽（图9-34）。
图9-34胰岛素分子的加工成熟和运输5.蛋白质的分选（1）高尔基体反面网络的功能是进行蛋白质的分选（图9-35）2）分选作用主要是由信号序列和受体之间的相互作用决定的，如KDEL序列是内质网 的滞留信号一样，不同部位的蛋白具有不同的信号，在反面高尔基网络被分选包装到不同的 小泡，没有特别信号的则进入非特异的分泌小泡图9-35高尔基体反面网络的蛋白分选胡复体高基合高尔基体研究新发现1.高尔基体糖蛋白-73 (GP73)一种新的血清标记物一一高尔基体糖蛋白-73(GP73)有望成为肝癌早期诊断的新指标， 其敏感性远高于传统方法中国医学科学工作者率先在亚洲地区就此指标进行了针对中国人 群的初步检测和调查，取得了可喜结果，目前，有待扩大样本量和更多细节的完善此方法 一旦成熟、并投入临床使用后，将成为方便、有效、准确的肝癌早期“指示灯”此研究报 告刊登于《中华医学杂志》2008年第14期，题为“新的肝癌血清标记物GP73在肝癌诊断 中的初步研究”，第一作者为北京协和医院肝脏外科的毛一雷医师此项研究为美国中华医 学基金会基金和中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助项目肝癌是我国位 居第二的癌症“杀手”，病人早期一般没有什么不适，一旦出现症状就诊，往往已属中晚期， 一般发病后生存时间仅为6个月，人称“癌中之王”。
我国是肝炎大国，为肝癌的发生提供 了庞大的基数人群，据新近统计，世界上每新增2例肝癌就有1例发生在中国，严重威胁着 我国公众的生命健康，并给国家医疗资源带来了巨大负担挽救肝癌患者生命的关键是早期 发现早期手术，临床中常用的早期检查方法有影像学和血清标记物检测，但都各有不足之处： 影像学检查往往不能成为普查方式，且常在肿瘤长到0.5〜1cm以上时才在影像中肉眼可见， 早期发现概率并不高；几十年来，临床上最常用、也几乎是惟一的肝癌早期筛查血清标记物 就是甲胎蛋白(AFP),但其敏感性有限，平均仅为56%，不能成为肝癌早期诊断的理想手 段近年来开展的蛋白组学技术为找出新的肝癌标记物提供了可能2007年11月1日一篇 发表在Nature Medicine上的研究报道提示，检测血清中GP73可能成为肝癌早期诊断的重要 方法，其敏感性和特异性明显超过了 AFP，引起了业界关注，但来自全世界的相关研究报。