《内质网高尔基体》由会员分享，可在线阅读，更多相关《内质网高尔基体（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Endomembrane system内膜系统内膜系统 Medical collegeZhengzhou University 内膜系统内膜系统（endomembrane system）指位于指位于细胞质内，在结构、功能乃至发生上有一定联系的细胞质内，在结构、功能乃至发生上有一定联系的膜性结构的总称，膜性结构的总称，包括包括细胞核、内胞核、内质网、高网、高尔基体、基体、溶溶酶体、内体和分泌泡等。体、内体和分泌泡等。2 第一节第一节 内内 质质 网网 endoplasmic reticulum, ER内质网 是由一层单位膜围成的形状大小不同的小管，小泡，扁囊状结构，相互连接形成一个连续的网状膜系
2、统。3分泌性蛋白质；分泌性蛋白质；粗 面 内 质 网 的 功 能膜整合蛋白质；膜整合蛋白质；驻留在驻留在rERrER的蛋白质；的蛋白质；合成蛋合成蛋白质白质对蛋白质进行对蛋白质进行 加工和修饰加工和修饰对蛋白质进行分选与转运对蛋白质进行分选与转运蛋白质蛋白质折叠折叠蛋白质蛋白质糖基化糖基化修饰修饰多肽链上多肽链上二硫键二硫键的形成的形成定位于高尔基复合体、光面内质网和溶酶体定位于高尔基复合体、光面内质网和溶酶体的蛋白质；的蛋白质；RER与膜脂的合成4糖原代糖原代谢谢合成脂合成脂类类解毒作解毒作用用储存和调储存和调节节CaCa2 2浓浓度度滑 面 内 质 网 的 功 能与胃酸的生成有关与胃酸的生
3、成有关与胆汁的生成有关与胆汁的生成有关与血小板的形成有关与血小板的形成有关5Example 磷磷脂脂酰酰胆胆碱碱(卵卵磷磷脂脂)合合成成过过程程几乎所有生物膜所需几乎所有生物膜所需几乎所有生物膜所需几乎所有生物膜所需脂类脂类脂类脂类的合成都在内质网中完成的合成都在内质网中完成的合成都在内质网中完成的合成都在内质网中完成酰基转移酶酰基转移酶磷脂酸酶磷脂酸酶胆碱转移酶胆碱转移酶胆碱胆碱胆碱胆碱脂肪酸脂肪酸磷酸磷酸甘油甘油三种基本底物三种基本底物三三种种催催化化酶酶（在细胞质基质内）在细胞质基质内）（位于内质网的脂质双层）（位于内质网的脂质双层）（磷脂、胆固醇、糖脂）（磷脂、胆固醇、糖脂）6胆碱胆碱
4、脂肪酸脂肪酸磷酸磷酸甘油甘油缩合缩合非水溶性非水溶性化合物化合物酰基转酰基转移酶移酶磷脂磷脂酸酶酸酶胆胆碱碱转转移移酶酶酸酸酸酸磷磷磷磷脂脂脂脂甘甘甘甘油酯油酯油酯油酯二二二二脂脂脂脂酰酰酰酰缩合缩合二二磷磷酸酸胞胞苷苷甘甘甘甘油酯油酯油酯油酯二二二二脂脂脂脂酰酰酰酰胆碱胆碱二二磷磷酸酸胞胞苷苷嵌入内质嵌入内质网胞质面网胞质面导致内质网膜内外成分差导致内质网膜内外成分差异，膜面积伸展不平行。异，膜面积伸展不平行。合合 成成 过过 程程 7磷脂合成：最先形成的磷脂被包埋在磷脂合成：最先形成的磷脂被包埋在SER膜中膜中,朝向胞质朝向胞质,与胞质中的磷酸与胞质中的磷酸甘油结合甘油结合,然后脱磷然后脱
5、磷,在在胆碱磷脂转移酶胆碱磷脂转移酶的作用下的作用下,与与CDP-胆碱结合形成磷胆碱结合形成磷脂酰胆碱脂酰胆碱,在膜中在膜中磷脂转位酶磷脂转位酶的作用下翻转到内质网的腔面。的作用下翻转到内质网的腔面。8胞液面胞液面胞液面胞液面腔液面腔液面腔液面腔液面翻转酶翻转酶翻转酶翻转酶内质网膜上脂类分子从一侧翻转至另一侧示意图内质网膜上脂类分子从一侧翻转至另一侧示意图脂类分子膜上分布的平衡方式脂类分子膜上分布的平衡方式9光面内质网合成的磷脂运输至质膜，高尔基复合体、溶酶体以及光面内质网合成的磷脂运输至质膜，高尔基复合体、溶酶体以及胞内体膜，都是通过胞内体膜，都是通过膜性小泡膜性小泡进行的；进行的；运输至线
6、粒体和微体的膜则是通过运输至线粒体和微体的膜则是通过磷脂转移蛋白磷脂转移蛋白介导的。磷脂转介导的。磷脂转移酶是一种水溶性载体蛋白，可将磷脂埋藏在其分子内转移。移酶是一种水溶性载体蛋白，可将磷脂埋藏在其分子内转移。磷脂的运输10解毒作用 机体内的外源性和内源性毒物以及药物均是通过肝细机体内的外源性和内源性毒物以及药物均是通过肝细胞的光面内质网完成解毒过程。胞的光面内质网完成解毒过程。细胞色素酶细胞色素酶P450P450NADPH-NADPH-细胞色素细胞色素c c还原酶还原酶细胞色素酶细胞色素酶b5b5NADH-NADH-细胞色素细胞色素b5b5还原酶还原酶细胞色素酶细胞色素酶P450P450还
7、原酶还原酶形成光面内质网的电子传递体系，在电子传递、形成光面内质网的电子传递体系，在电子传递、氧化还原过程中，催化多种化合物氧化、羟化、氧化还原过程中，催化多种化合物氧化、羟化、从而钝化或破坏毒物或药物的毒性；同时，由于从而钝化或破坏毒物或药物的毒性；同时，由于羟化作用，化合物的水溶性增强，易于排泄。羟化作用，化合物的水溶性增强，易于排泄。11 氧化氧化酶系系的的核心成核心成员是是细胞色素胞色素P-450。它它参与有毒物参与有毒物质以及以及类固醇和脂肪酸的固醇和脂肪酸的羟基化基化。被氧化的物被氧化的物质同同细胞色素胞色素P-450结合合细胞色素胞色素P-450中的中的铁原子被原子被NADPH还
8、原原氧同氧同细胞色素胞色素P-450结合合底物底物结合一个氧原子被氧化合一个氧原子被氧化,另一个氧原子用于形成另一个氧原子用于形成水。被氧化的底物由于水。被氧化的底物由于带上上羟基基,增增强水溶性水溶性,容易被分泌排出。容易被分泌排出。12 糖原代谢糖原代谢 肝细胞的一个重要功肝细胞的一个重要功能是维持血液中葡萄能是维持血液中葡萄糖水平的恒定糖水平的恒定, , 这一这一功能与葡萄糖功能与葡萄糖-6-6-磷酸磷酸酶的作用密切相关。酶的作用密切相关。光面内质网中的葡萄光面内质网中的葡萄糖糖-6-6-磷酸酶将葡萄糖磷酸酶将葡萄糖-6-6-磷酸水解生成葡萄磷酸水解生成葡萄糖和无机磷，释放游糖和无机磷，
9、释放游离的葡萄糖进入血液，离的葡萄糖进入血液，供细胞之用。供细胞之用。 磷酸化的葡萄糖磷酸化的葡萄糖不能通不能通过细胞胞质膜膜葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸在在SER上被上被水解水解13储存和调节Ca2+浓度14内 质 网 的 病 理 性 改 变1 1肿胀肿胀2 2肥大肥大3 3有包含物的内质网有包含物的内质网15内质网与阿尔茨海默病内质网与阿尔茨海默病v大脑皮层大脑皮层- -淀粉样蛋白聚集淀粉样蛋白聚集v内质网内质网Ca2+Ca2+信号调节紊乱，将改变信号调节紊乱，将改变- -淀粉样前体蛋白在内淀粉样前体蛋白在内质网的加工质网的加工 ，过量生成，过量生成- -淀粉样蛋白，沉积于内质网、淀粉样蛋白
10、，沉积于内质网、胞质和分泌到细胞外，形成胞质和分泌到细胞外，形成ADAD病变。病变。16Segment 2高高 尔尔 基基 复复 合合 体体18981898意大利意大利, , 高尔基（高尔基（Camillo Golgi)-Camillo Golgi)-光镜光镜-枭、枭、猫猫-神经细胞发现。神经细胞发现。结结 构构 ？功功 能能 ？17Clinical linkContentsStructure of Golgi complexChemical composition of Golgi complexPolarity of Golgi complexFunction of Golgi compl
11、ex18Camillo Golgi 1843-1926vItalian physician/scientistvShared Nobel Prize (1906) with Santiago Ramn y Cajal (Spanish)for their work on the structure of the nervous system. (reticularist vs. neuronalist)19The Golgi is usually located near the cell nucleus and the centrosome.Golgi complex in an anima
12、l cell.Structure of Golgi complex20 高尔基复合体是由一层单位膜包围而成的复杂高尔基复合体是由一层单位膜包围而成的复杂的囊的囊泡系统，电镜下由小囊泡、扁平囊和大囊泡组泡系统，电镜下由小囊泡、扁平囊和大囊泡组成。成。.Structure of Golgi complex21 高尔基体的发达程度与高尔基体的发达程度与细胞分化程度呈正相关。分细胞分化程度呈正相关。分化好的细胞中，高尔基体较化好的细胞中，高尔基体较发达；在未分化的细胞中，发达；在未分化的细胞中，高尔基体往往较同类成熟型高尔基体往往较同类成熟型细胞少的多。细胞少的多。 高尔基复合体的分布特点高尔基复合体
13、的分布特点凡是具有分泌作用的细胞，高尔基体均很发达，可见凡是具有分泌作用的细胞，高尔基体均很发达，可见多个高尔基体围成环状或半环状。如杯形细胞、胰腺多个高尔基体围成环状或半环状。如杯形细胞、胰腺细胞、唾液腺细胞和小肠上皮细胞等可见到；而肌细细胞、唾液腺细胞和小肠上皮细胞等可见到；而肌细胞及淋巴细胞中，高尔基体则罕见。胞及淋巴细胞中，高尔基体则罕见。22w高尔基复合体的结构可分为三个部分：高尔基复合体的结构可分为三个部分： 顺面高尔基网（顺面高尔基网（cis-Golgicis-Golgi network network，CGNCGN），）， 中间高尔基网（中间高尔基网（medial medial
14、 GlogiGlogi network network，MGNMGN） 反面高尔基网（反面高尔基网（trans trans GlogiGlogi network network，TGNTGN）. Structure of Golgi complex23光光 镜镜电电 镜镜扁平囊扁平囊成成 熟熟 面面小囊泡小囊泡大囊泡大囊泡形形 成成 面面网状结构网状结构. Structure of Golgi complex24扁扁 平平 囊囊呈盘状，呈盘状，3-103-10层称层称高尔基堆高尔基堆扁平囊间距：扁平囊间距：20 - 30 20 - 30 nmnm；凹凹 面：面：成熟（反）面成熟（反）面凸凸 面
15、：面：形成（顺）面；形成（顺）面；凸面：形成（顺）面；凸面：形成（顺）面；形成面膜厚：形成面膜厚： 6 6nm;nm; 囊囊 腔腔 内含：内含：中等电子密度的物质中等电子密度的物质. .来来 源：源：小囊泡融合。小囊泡融合。凹凹 面：成熟（反）面面：成熟（反）面成熟面膜厚：成熟面膜厚： 8 8nm.nm.囊囊 腔腔 宽：宽：6 15 6 15 nmnm25小小 囊囊 泡泡直直 径：径： 30-80 30-80nm nm 球形小泡球形小泡膜膜 厚：厚： 6 6nm;nm;泡内含物质：低电子密度物质，较透明。泡内含物质：低电子密度物质，较透明。来来 源：由源：由rERrER芽生芽生而来。而来。直直
16、 径：径：100 500 100 500 nm;nm;膜膜 厚：厚： 8 8nm;nm;泡内含物质：高电子密度物质，浓缩泡。泡内含物质：高电子密度物质，浓缩泡。来来 源：扁平囊周边或局部球源：扁平囊周边或局部球 状膨突脱落形成。状膨突脱落形成。大大 囊囊 泡泡凸面、顺面、未凸面、顺面、未成熟面、成熟面、形成面形成面凹凹 面、反面、成熟面、分泌面面、反面、成熟面、分泌面26 高尔基体周围有一些膜囊周缘膨大、出芽形成的高尔基体周围有一些膜囊周缘膨大、出芽形成的囊泡，负责膜囊之间的物质运输，称穿梭小泡。囊泡，负责膜囊之间的物质运输，称穿梭小泡。高尔基复合体的形态结构高尔基复合体的形态结构27 膜脂膜
17、脂种类种类 内质网膜内质网膜 高尔基体膜高尔基体膜 质膜质膜 脂类总量脂类总量 30.0 35.0 42.0 磷脂磷脂 26.6 28.5 29.8 鞘磷脂鞘磷脂 1.3 3.5 5.6 卵卵磷脂磷脂 13.5 14.6 14.0 磷脂磷脂酰乙醇胺乙醇胺 6.4 6.6 6.9 磷脂磷脂酰丝氨酸氨酸 1.3 1.2 1.2 磷脂磷脂酰酰肌醇肌醇 2.1 2.6 2.1 胆固醇胆固醇 1.0 1.7 5.2 糖脂糖脂 0.4 1.5 2.5Chemical composition of Golgi complex. chemical composition of Golgi complex28脂
18、类成分脂类成分脂类成分的脂类成分的含量含量介于内质网和质膜介于内质网和质膜之间之间。脂类成分的脂类成分的种类种类与内质网和质膜与内质网和质膜相同相同。酶酶 成成 分分磺基磺基 - - 糖基转移酶：糖基转移酶：催化糖脂合成催化糖脂合成。糖基转移酶糖基转移酶: :催化糖蛋白合成催化糖蛋白合成。酰基转移酶：酰基转移酶：催化磷脂合成催化磷脂合成。糖苷酶：糖苷酶：去除糖分子去除糖分子。其他酶其他酶: :氧化还原酶、磷酸酶、激酶、磷酯酶。氧化还原酶、磷酸酶、激酶、磷酯酶。特征特征性酶性酶. chemical composition of Golgi complex29蛋白质合成蛋白质合成溶酶体蛋白寡糖的磷
19、酸化作用溶酶体蛋白寡糖的磷酸化作用去除去除3分子甘露糖分子甘露糖去除去除2 分子甘露糖；分子甘露糖； 加入加入N-乙酰葡萄糖乙酰葡萄糖加入半乳糖；加入半乳糖； 加入唾液酸糖加入唾液酸糖高尔基复合体功能区隔化示意图高尔基复合体功能区隔化示意图溶酶体分泌泡加入分选信号；分选加入分选信号；分选内质网内质网反面扁囊反面扁囊顺面高尔基网顺面高尔基网顺面扁囊顺面扁囊反面高尔基网反面高尔基网质膜质膜中间扁囊中间扁囊. Polarity of Golgi complex30. . Function of Golgi complex高尔基复合体与高尔基复合体与高尔基复合体与高尔基复合体与细胞的分泌活动细胞的分泌
20、活动细胞的分泌活动细胞的分泌活动高尔基复合体对蛋高尔基复合体对蛋高尔基复合体对蛋高尔基复合体对蛋白质的修饰加工白质的修饰加工白质的修饰加工白质的修饰加工高尔基复合高尔基复合高尔基复合高尔基复合体对蛋白质体对蛋白质体对蛋白质体对蛋白质的分选运输的分选运输的分选运输的分选运输31. Function of Golgi complex蛋白质的糖基化溶酶体酶的磷酸化高尔基复合体蛋白质的分选分泌性蛋白部分肽链的水解高尔基复合体对蛋白质的加工高尔基复合体与细胞的分泌活动32 （一）高尔基复合体与细胞的分泌活动（一）高尔基复合体与细胞的分泌活动高尔基复合体在高尔基复合体在细胞分泌活动中细胞分泌活动中起着重要
21、的运输起着重要的运输作用；在分泌颗作用；在分泌颗粒的形成过程中粒的形成过程中起着浓缩、修饰、起着浓缩、修饰、加工等作用。加工等作用。333分钟分钟17分钟分钟117分钟分钟3 3H H标记亮氨酸标记亮氨酸放射性探测放射性探测34（二）高尔基复合体对蛋白质的修饰加工（二）高尔基复合体对蛋白质的修饰加工1.1.参与糖蛋白的合成和修饰参与糖蛋白的合成和修饰N-N-连接的寡糖链：在连接的寡糖链：在rERrER腔内腔内合成。合成。糖糖蛋蛋白白3 3H H标记甘露糖标记甘露糖3 3H H标记半乳糖；唾液糖标记半乳糖；唾液糖3 3H H标记标记N-N-乙酰葡萄乙酰葡萄糖胺糖胺O - O - 连接的寡糖链：蛋
22、白质的酪连接的寡糖链：蛋白质的酪氨酸、丝氨酸、苏氨酸残基的氨酸、丝氨酸、苏氨酸残基的OHOH基与寡糖共价结合。基与寡糖共价结合。35甘露糖甘露糖N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺半乳糖半乳糖唾液酸唾液酸高尔基复合体高尔基复合体中糖的终加工中糖的终加工内质网中完成内质网中完成糖的初加工糖的初加工（二）高尔基复合体对蛋白质的修饰加工（二）高尔基复合体对蛋白质的修饰加工3637 M-6-P M-6-P是溶酶体酶是溶酶体酶的分选信号，这种磷的分选信号，这种磷酸化甘露糖的形成，酸化甘露糖的形成，一方面保护了甘露糖一方面保护了甘露糖免受高尔基网中甘露免受高尔基网中甘露糖酶的切割，同时，糖酶的切割，同时，也防止了
23、高尔基体中也防止了高尔基体中N-N-乙酰葡萄糖胺，半乙酰葡萄糖胺，半乳糖，唾液酸等的掺乳糖，唾液酸等的掺入而形成其他分泌蛋入而形成其他分泌蛋白。白。2.2.溶酶体酶的磷酸化溶酶体酶的磷酸化 溶酶体的酶内含有甘露糖溶酶体的酶内含有甘露糖-6-6-磷酸，高尔基复合体反面扁囊膜上有磷酸，高尔基复合体反面扁囊膜上有甘露糖甘露糖-6-6-磷酸受体，能特异与其结合，诱导溶酶体酶聚集并磷酸受体，能特异与其结合，诱导溶酶体酶聚集并出芽出芽离开高尔基复合体形成溶酶体。离开高尔基复合体形成溶酶体。38 有些多肽，在转有些多肽，在转运至高尔基体的运至高尔基体的TGNTGN或或TGNTGN所形成所形成的分泌小泡中时，
24、的分泌小泡中时，经特异地水解，经特异地水解，才成为有生物活才成为有生物活性的多肽。性的多肽。 3. 3.蛋白酶的水解蛋白酶的水解39 （三）高尔基复合体对蛋白质的分拣运输（三）高尔基复合体对蛋白质的分拣运输蛋白质合成蛋白质合成溶酶体寡聚糖磷酸化溶酶体寡聚糖磷酸化切除甘露糖切除甘露糖加加N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺加半乳糖加半乳糖加唾液酸；分拣加唾液酸；分拣溶酶体溶酶体蛋白质在高尔基复合体加工过程中，被加上不同的分选信号蛋白质在高尔基复合体加工过程中，被加上不同的分选信号蛋白质在高尔基复合体加工过程中，被加上不同的分选信号蛋白质在高尔基复合体加工过程中，被加上不同的分选信号( ( ( (如如如如
25、磷酸、半乳糖、唾液酸等磷酸、半乳糖、唾液酸等磷酸、半乳糖、唾液酸等磷酸、半乳糖、唾液酸等), ), ), ), 带有不同分选信号的蛋白质可被反带有不同分选信号的蛋白质可被反带有不同分选信号的蛋白质可被反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而输送到细胞的不同部位。运输小泡而输送到细胞的不同部位。运输小泡而输送到细胞的不同部位。运输小泡而输送到细胞的不同部位。4041高高 尔
26、尔 基基 复复 合合 体体 的的 病病 理理 性性 变变 化化药物中毒药物中毒高尔基复合体囊泡肿胀高尔基复合体囊泡肿胀肿瘤细胞肿瘤细胞高尔基复合体囊泡解体或塌陷高尔基复合体囊泡解体或塌陷高尔基复合体中内容物的改变高尔基复合体中内容物的改变42key Point综合叙述蛋白质的糖基化修饰与运输过程综合叙述蛋白质的糖基化修饰与运输过程综合叙述蛋白质的糖基化修饰与运输过程综合叙述蛋白质的糖基化修饰与运输过程高尔基复合体的形态结构高尔基复合体的形态结构高尔基复合体的形态结构高尔基复合体的形态结构高尔基复合体的功能高尔基复合体的功能高尔基复合体的功能高尔基复合体的功能内质网的类型与功能内质网的类型与功能43
