細胞分子生物學細胞分子生物學1第一節(jié)細胞質基質一、細胞質基質含義二、細胞質基質功能三、胞質溶膠細胞分子生物學第一節(jié)細胞質基質一、細胞質基質含義細胞分子生物學2第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)二、高爾基復合體三、溶酶體與過氧化物酶體四、細胞內(nèi)蛋白質的分選與細胞結構的裝配細胞分子生物學第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)細胞分子生物學3

細胞質基質是一個高度有序的體系,其中細胞質骨架纖維貫穿在粘稠的蛋白質膠體中,多數(shù)的蛋白質直接或間接地與骨架結合,或與生物膜結合,從而完成特定的生物學功能.第一節(jié)細胞質基質一、細胞質基質含義在真核細胞的細胞質中,除去可分辨的細胞器以外的膠狀物質,稱為細胞質基質.細胞質基質中主要含有與中間代謝有關的數(shù)千種酶類,與維持細胞形態(tài)和細胞內(nèi)物質運輸有關的細胞質骨架結構.細胞分子生物學細胞質基質是一個高度有序的體系,其中細胞質骨架纖維貫穿4第一節(jié)細胞質基質二、細胞質基質的功能1.許多中間代謝過程都在細胞質基質中進行,如糖酵解過程、磷酸戊糖途徑、糖醛酸途徑、糖原的合成與部分分解過程等.2.細胞質骨架作為細胞質基質的主要結構成分,不僅與維持細胞的形態(tài)、細胞的運動、細胞內(nèi)的物質運輸與能量傳遞有關,而且也是細胞質基質結構體系的組織者,為細胞質基質中其他成分和細胞器提供錨定位點.細胞分子生物學第一節(jié)細胞質基質二、細胞質基質的功能細胞分子生物學5第一節(jié)細胞質基質二、細胞質基質的功能3.細胞質基質中可進行蛋白質的修飾、控制蛋白質的壽命、降解變性和錯誤折疊的蛋白質、幫助變性或錯誤折疊的蛋白質重新折疊以形成正確的分子構象.細胞分子生物學第一節(jié)細胞質基質二、細胞質基質的功能細胞分子生物學6第一節(jié)細胞質基質(1).蛋白質的修飾在細胞質基質中發(fā)生蛋白質修飾的類型主要有:輔酶或輔基與酶的共價結合;磷酸化與去磷酸化,用以調(diào)節(jié)很多蛋白質的生物活性;糖基化.在細胞質基質中發(fā)現(xiàn)的糖基化是指哺乳動物的細胞中把N-乙酰葡萄糖胺分子加到蛋白質的絲氨酸殘基的羥基上.對某些蛋白質的N端進行甲基化修飾;?；毎肿由飳W第一節(jié)細胞質基質(1).蛋白質的修飾細胞分子生物學7第一節(jié)細胞質基質(2).控制蛋白質的壽命細胞中的蛋白質處于不斷地降解與更新的動態(tài)過程中.決定蛋白質壽命的信號存在于蛋白質N端的第一個氨基酸殘基.識別蛋白質N端不穩(wěn)定的氨基酸信號并準確地將這種蛋白質降解,是依賴于泛素的降解途徑.N端的第一個氨基酸是Met(甲硫氨酸),Ser(絲氨酸),Thr(蘇氨酸),Ala(丙氨酸),Val(纈氨酸),Cys(半胱氨酸),Gly(甘氨酸)或Pro(脯氨酸),則蛋白質是穩(wěn)定的;如果是其他12種氨基酸之一,則是不穩(wěn)定的.細胞分子生物學第一節(jié)細胞質基質(2).控制蛋白質的壽命細胞分子生物學8第一節(jié)細胞質基質(3).降解變性和錯誤折疊的蛋白質細胞基質中的變性蛋白、錯誤折疊的蛋白、含有被氧化或其他非正常修飾氨基酸的蛋白,無論其N端氨基酸殘基是否穩(wěn)定,也常常很快被清除.降解作用可能涉及對畸形蛋白質所暴露出來的氨基酸疏水基團的識別,并由此啟動對蛋白質N端第一個氨基酸殘基的作用,其結果形成了N端不穩(wěn)定的氨基酸,同樣被依賴于泛素的蛋白降解途徑徹底水解.細胞分子生物學第一節(jié)細胞質基質(3).降解變性和錯誤折疊的蛋白質細胞分子9第一節(jié)細胞質基質(4).幫助變性或錯誤折疊的蛋白質重新折疊以形成正確的分子構象這一功能主要靠熱休克蛋白(Hsp)來完成.有證據(jù)表明,在正常細胞中,熱休克蛋白選擇性地與畸形蛋白質結合形成聚合物,利用水解ATP釋放的能量使聚集的蛋白質溶解,并進一步折疊成正確構象的蛋白質.細胞分子生物學第一節(jié)細胞質基質(4).幫助變性或錯誤折疊的蛋白質重新折疊10第一節(jié)細胞質基質三、胞質溶膠1.細胞質基質和胞質溶膠是從不同的角度提出的概念,二者雖然有一些差別,但過去在不少書中,常把這兩個名詞等同起來.2.用差速離心的方法分離細胞勻漿中的各種細胞組分,最終可獲得富含蛋白質的組分.早期的實驗細胞學家和生化學家稱之為胞質溶膠.細胞分子生物學第一節(jié)細胞質基質三、胞質溶膠細胞分子生物學11第一節(jié)細胞質基質三、胞質溶膠3.胞質溶膠中的多數(shù)蛋白質,特別是相對分子質量較大的蛋白質,可能通過較弱的次級健直接或間接地結合在細胞質基質的骨架纖維上.4.對一種蛋白來說是否屬于細胞質基質中的結構成分,主要取決于其在細胞生命活動中,是結合在骨架纖維上,還是游離在周圍的溶液中.細胞分子生物學第一節(jié)細胞質基質三、胞質溶膠細胞分子生物學12第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)二、高爾基復合體三、溶酶體與過氧化物酶體四、細胞內(nèi)蛋白質的分選與細胞結構的裝配細胞分子生物學第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)細胞分子生物學13細胞分子生物學細胞分子生物學14一、內(nèi)質網(wǎng)K.R.Porter等于1945年發(fā)現(xiàn)于培養(yǎng)的小鼠成纖維細胞，因最初看到的是位于細胞質內(nèi)部的網(wǎng)狀結構，故名內(nèi)質網(wǎng)（endoplasmicreticulum，ER）。第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)細胞分子生物學一、內(nèi)質網(wǎng)第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)細胞分子生物學15(一)、形態(tài)與組成第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)1.定義:內(nèi)質網(wǎng)是真核細胞重要的細胞器,它由封閉的膜系統(tǒng)及其圍成的腔形成相互溝通的網(wǎng)狀結構.2.分類:分為粗面型內(nèi)質網(wǎng)（roughendoplasmicreticulum，RER）和光面型內(nèi)質網(wǎng)（smoothendoplasmicreticulum，SER）。3.RER呈扁平囊狀，排列整齊，有核糖體附著。4.SER呈分支管狀或小泡狀，無核糖體附著。5.細胞不含純粹的RER或SER，它們分別是ER連續(xù)結構的一部分。

細胞分子生物學(一)、形態(tài)與組成第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)1.定義:內(nèi)16(一)、形態(tài)與組成第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)6.主功能:ER主要功能是合成蛋白質和脂類，分泌性蛋白和跨膜蛋白都是在ER中合成的。7.成分:ER膜中含大約60%的蛋白和40%的脂類，脂類主要成分為磷脂，磷脂酰膽堿含量較高，鞘磷脂含量較少，沒有或很少含膽固醇。膜蛋白的分布:約有30多種膜結合蛋白，另有30多種位于內(nèi)質網(wǎng)腔，這些蛋白的分布具有異質性，如,葡糖-6-磷酸酶，普遍存在于內(nèi)質網(wǎng)，被認為是標志酶，核糖體結合糖蛋白（ribophorin）只分布在RER，P450酶系只分布在SER。細胞分子生物學(一)、形態(tài)與組成第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)6.主功能:17ER細胞分子生物學ER細胞分子生物學18RER細胞質基質核糖體ER腔細胞分子生物學RER細胞質基質核糖體ER腔細胞分子生物學19SER細胞分子生物學SER細胞分子生物學20(二)、ER的功能第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)I、蛋白質的合成。II、脂質的合成。III、蛋白質的修飾與加工。IV、新生肽鏈的折疊、組裝和運輸V、其它作用細胞分子生物學(二)、ER的功能第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)I、蛋白質21I、蛋白質的合成。第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(二)、ER的功能1.蛋白質都是在核糖體上合成的，并且起始于細胞質基質，但是有些蛋白質在合成開始不久后便轉在內(nèi)質網(wǎng)上合成，這些蛋白主要有：(1).向細胞外分泌的蛋白.如抗體、激素；(2).膜的整合蛋白；(3).需要與其它細胞組合嚴格分開的酶，如溶酶體的各種水解酶；(4).需要進行修飾的蛋白，如糖蛋白。細胞分子生物學I、蛋白質的合成。第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(二)、E22I、蛋白質的合成。第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(二)、ER的功能2.G.Blobel等1975年提出了信號假說(Signalhypothesis)，認為蛋白質N端的信號肽，指導蛋白質轉至內(nèi)質網(wǎng)上合成，因此獲1999年諾貝爾生理醫(yī)學獎。細胞分子生物學I、蛋白質的合成。第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(二)、E23II、脂質的合成第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(二)、ER的功能1.構成細胞所需要的包括磷脂和膽固醇在內(nèi)的幾乎全部的膜脂都是在內(nèi)質網(wǎng)合成的,其中最主要的磷脂是磷脂酰膽堿(卵磷脂)。2.合成磷脂所需要的3種酶都定位在內(nèi)質網(wǎng)膜上,活性部位在膜的細胞質基質一側.3.合成磷脂的底物來自細胞質基質.反應的第一步是增大膜面積;第二,三兩步確定新合成磷脂的種類.細胞分子生物學II、脂質的合成第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(二)、E24II、脂質的合成第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(二)、ER的功能4.內(nèi)質網(wǎng)合成的磷脂幾分鐘后就由細胞質基質側轉向內(nèi)質網(wǎng)腔面,其轉位速度比自然轉位速度高105倍。5.合成的磷脂由內(nèi)質網(wǎng)向其他膜的轉運主要有兩種方式:一種是以出芽的方式轉運到高爾基體,溶酶體和細胞膜上;另一種方式是憑借一種水溶性的載體蛋白,稱為磷脂轉換蛋白(PEP)在膜之間轉移磷脂.其轉運模式是:PEP+磷脂分子水溶性復合物細胞質基質靶膜PEP釋放磷脂,安插在膜上實現(xiàn)磷脂從含量高的膜轉移到缺少磷脂的膜上,即從磷脂合成部位轉移到線粒體和過氧化物酶體膜上.自由擴散細胞分子生物學II、脂質的合成第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(二)、E25III、蛋白質的修飾與加工第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(二)、ER的功能1.包括糖基化、羥基化、?；⒍蜴I形成等，其中最主要的是糖基化，幾乎所有內(nèi)質網(wǎng)上合成的蛋白質最終被糖基化。糖基化的作用：①使蛋白質能夠抵抗消化酶的作用；②賦予蛋白質傳導信號的功能；③某些蛋白只有在糖基化之后才能正確折疊。細胞分子生物學III、蛋白質的修飾與加工第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(26III、蛋白質的修飾與加工第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(二)、ER的功能糖基一般連接在4種氨基酸上，分為2種：O-連接的糖基化（O-linkedglycosylation）：與Ser、Thr和Hyp的OH連接，連接的糖為半乳糖或N-乙酰半乳糖胺，在RER或高爾基體上進行。N-連接的糖基化（N-linkedglycosylation）：與天冬酰胺殘基的NH2連接，糖為N-乙酰葡糖胺,在RER上進行。細胞分子生物學III、蛋白質的修飾與加工第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(27ProteinglycosylationinRER細胞分子生物學ProteinglycosylationinRER細胞28IV、新生肽鏈的折疊和裝配第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(二)、ER的功能不同的蛋白質在內(nèi)質網(wǎng)腔中停留的時間不同，這主要取決于蛋白質完成正確折疊和組裝的時間，這一過程是在屬于hsp70家族的ATP酶的作用下完成的，需要消耗能量。有些無法完成正確折疊的蛋白質被輸出內(nèi)質網(wǎng)，轉入溶酶體中降解掉，大約90%的新合成的T細胞受體亞單位和乙酰膽堿受體都被降解掉，而從未到達靶細胞膜。細胞分子生物學IV、新生肽鏈的折疊和裝配第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(29V、內(nèi)質網(wǎng)的其它作用第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(二)、ER的功能1.解毒，如肝細胞的細胞色素P450酶系。2.參與甾體類激素的合成。3.儲存鈣離子，作為細胞內(nèi)信號物質，如肌質網(wǎng)(肌肉細胞中的發(fā)達的特化的光面內(nèi)質網(wǎng))4.提供酶附著的位點和機械支撐作用。細胞分子生物學V、內(nèi)質網(wǎng)的其它作用第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(二)、30二、

高爾基體最早發(fā)現(xiàn)于1855年，1889年，Golgi用銀染法，在貓頭鷹的神經(jīng)細胞內(nèi)觀察到了清晰的結構，因此定名為高爾基體。20世紀50年代以后才正確認識它的存在和結構。第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)細胞分子生物學二、高爾基體第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)細胞分子生物學31細胞分子生物學細胞分子生物學32(一)、形態(tài)與組成第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)二、高爾基體1.定義:是由數(shù)個扁平囊泡堆在一起形成的高度有極性的細胞器。2.分布:常分布于內(nèi)質網(wǎng)與細胞膜之間，呈弓形或半球形。3.結構:凸出的一面對著內(nèi)質網(wǎng)稱為形成面或順面（cisface）。凹進的一面對著質膜稱為成熟面或反面（transface）。順面和反面都有一些或大或小的運輸小泡。4.基本構造:扁平囊直徑約1um，單層膜構成，中間為囊腔，周緣多呈泡狀，4-8個扁平囊在一起(某些藻類可達一二十個)，構成高爾基體的主體(Golgistack)。細胞分子生物學(一)、形態(tài)與組成第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)二、高爾基體1.定義:33

高爾基體細胞分子生物學高爾基體細胞分子生物學34細胞分子生物學細胞分子生物學35(一)、形態(tài)與組成第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)二、高爾基體5.成分:高爾基體膜含有大約60%的蛋白和40%的脂類，具有一些和ER共同的蛋白成分。膜脂中磷脂酰膽堿的含量介于ER和質膜之間，中性脂類主要包括膽固醇，膽固醇酯和甘油三酯。6.高爾基體中的酶:主要有糖基轉移酶、磺基-糖基轉移酶、氧化還原酶、磷酸酶、蛋白激酶、甘露糖苷酶、轉移酶和磷脂酶等不同的類型。7.標志酶為糖基轉移酶。細胞分子生物學(一)、形態(tài)與組成第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)二、高爾基體5.成分:36(二)、高爾基體的功能區(qū)隔第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)二、高爾基體1.高爾基體順面的網(wǎng)絡結構（cisGolginetwork，CGN），是高爾基體的入口區(qū)域。2.高爾基體中間膜囊（medialGolgi），多數(shù)糖基修飾，糖脂的形成以及與高爾基體有關的糖合成均發(fā)生此處。3.高爾基體反面的網(wǎng)絡結構（transGolginetwork，TGN），是高爾基體的出口區(qū)域，功能是參與蛋白質的分類與包裝，最后輸出。

細胞分子生物學(二)、高爾基體的功能區(qū)隔第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)二、高爾基體37(二)、高爾基體的功能區(qū)隔第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)二、高爾基體4.高爾基體各部分膜囊具有不同的細胞化學反應：①嗜鋨反應：cis面膜囊被鋨酸特異地染色；②焦磷酸硫胺素酶(TPP酶)：可特異顯示高爾基體的trans面的1～2層膜囊；③煙酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶(NADP酶)：可顯示高爾基體中間幾層扁平囊；④胞嘧啶單核苷酸酶(CMP酶)：可顯示靠近trans面上的一些膜囊狀和管狀結構，CMP酶也是溶酶體的標志酶。細胞分子生物學(二)、高爾基體的功能區(qū)隔第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)二、高爾基體38(三)、高爾基體的功能第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)二、高爾基體1、參與細胞分泌活動RER上合成蛋白質→進入ER腔→COPII運輸泡→進入CGN→在medialGdgi中加工→在TGN形成運輸泡→運輸與質膜融合、排出。高爾基體對蛋白質的分類，依據(jù)的是蛋白質上的信號肽或信號斑。2、蛋白質的糖基化O-連接的糖基化在高爾基體中進行，糖的供體為核苷糖。細胞分子生物學(三)、高爾基體的功能第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)二、高爾基體1、39(三)、高爾基體的功能第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)二、高爾基體3、進行膜的轉化功能內(nèi)質網(wǎng)上合成的新膜脂轉移至高爾基體后，經(jīng)過修飾和加工，形成運輸泡與質膜融合。4、將蛋白水解為活性物質如將蛋白質N端或C端切除，成為有活性的物質，如胰島素（C端）；或將含有多個相同氨基序列的前體水解為有活性的多肽，如神經(jīng)肽。5、參與形成溶酶體。6、參與植物細胞壁的形成，合成纖維素和果膠質。細胞分子生物學(三)、高爾基體的功能第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)二、高爾基體3、40高爾基體分泌功能示意圖細胞分子生物學高爾基體分泌細胞分子生物學41三、溶酶體與過氧化物酶體第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)(一)、溶酶體的結構(二)、溶酶體的功能(三)、溶酶體的發(fā)生(四)、溶酶體與疾病(五)、過氧化物酶體細胞分子生物學三、溶酶體與過氧化物酶體第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)(一)、溶酶體的42(一)、溶酶體的結構第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過氧化物酶體1、發(fā)現(xiàn):deDuve與Novikoff1955合作首次用電子顯微鏡證明了溶酶體的存在。2、定義:是單層膜圍繞、內(nèi)含多種酸性水解酶類的囊泡狀細胞器，其主要功能是進行細胞內(nèi)消化。3、特點:具有異質性，形態(tài)大小及內(nèi)含的水解酶種類都可能有很大的不同。酸性磷酸酶是標志酶。膜有質子泵，將H+泵入溶酶體，使其PH值降低。膜蛋白高度糖基化，可能有利于防止自身膜蛋白降解4、分類:根據(jù)溶酶體所處的完成其生理功能的不同階段,大致可分為初級溶酶體、次級溶酶體和殘余體。細胞分子生物學(一)、溶酶體的結構第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)1、發(fā)現(xiàn)43線粒體溶酶體小鼠脾臟巨噬細胞中的溶酶體細胞分子生物學線粒體溶酶體小鼠脾臟巨噬細胞中的溶酶體細胞分子生物學44(一)、溶酶體的結構第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過氧化物酶體(1)、初級溶酶體（primarylysosome）直徑約，有多種酸性水解酶，但沒有活性，包括蛋白酶，核酸酶、脂酶、磷酶酶等60余種，反應的最適PH值為5左右。細胞分子生物學(一)、溶酶體的結構第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)(1)、45(一)、溶酶體的結構第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過氧化物酶體(2)、次級溶酶體（secondarylysosome）是正在進行或完成消化作用的溶酶體，內(nèi)含水解酶和相應的底物，可分為自噬溶酶體（autophagolysosome）和異噬溶酶體(phagolysosome)。(3)、殘體（residualbody）又稱后溶酶體（post-lysosome）已失去酶活性，僅留未消化的殘渣，故名。殘體可通過外排作用排出細胞，也可能留在細胞內(nèi)逐年增多，如表皮細胞的老年斑，肝細胞的脂褐質。細胞分子生物學(一)、溶酶體的結構第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)(2)、46

次級溶酶體細胞分子生物學次級溶酶體細胞分子生物學47肝細胞脂褐質細胞分子生物學肝細胞脂褐質細胞分子生物學48(二)、溶酶體的功能第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過氧化物酶體1、清除無用的生物大分子、衰老的細胞器及衰老損傷和死亡的細胞。2、防御功能。是某些細胞特有的功能,它可以識別并吞噬入侵的病毒或細菌,在溶酶體作用下將其殺死并進一步降解.3、其他重要的生理功能:細胞分子生物學(二)、溶酶體的功能第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)1、清除49(二)、溶酶體的功能第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過氧化物酶體(1)、細胞內(nèi)消化：如高等動物內(nèi)吞低密脂蛋白獲得膽固醇，單細胞真核生物利用溶酶體的消化食物。(2)、參與分泌過程的調(diào)節(jié)：如將甲狀腺球蛋白降解成有活性的甲狀腺素。(3)、兩棲類發(fā)育過程中蝌蚪尾巴的退化,哺乳動物斷奶后乳腺的退行性變化等都涉及某些特定細胞編程性死亡及周圍活細胞對其的清除,這些過程都與溶酶體有關.(4)、形成精子的頂體。精子的頂體相當于特化的溶酶體,其中含有多種水解酶,能溶解卵細胞的外被及濾泡細胞,產(chǎn)生孔道,使精子進入卵細胞.細胞分子生物學(二)、溶酶體的功能第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)(1)、50(三)、溶酶體的發(fā)生第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過氧化物酶體1、初級溶酶體是在高爾基體的trans面以出芽的形式形成，形成過程：內(nèi)質網(wǎng)上核糖體合成溶酶體蛋白→進入內(nèi)質網(wǎng)腔進行N-連接的糖基化修飾→進入高爾基體cis面膜囊→磷酸轉移酶識別溶酶體水解酶的信號區(qū)→將乙酰葡糖胺磷酸轉移在1-2個甘露糖殘基上→在中間膜囊切去N-乙酰葡糖胺形成M6P配體→與trans膜囊上的受體結合→通過clathrin衣被包裝成初級溶酶體。細胞分子生物學(三)、溶酶體的發(fā)生第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)1、初級51

溶酶體水解酶的運輸細胞分子生物學溶酶體水解酶的運輸細胞分子生物學52(四)、溶酶體與疾病第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過氧化物酶體1、矽肺：二氧化硅塵粒（矽塵）吸入肺泡后被巨噬細胞吞噬，導致吞噬細胞溶酶體破裂，水解酶釋放，細胞崩解，矽塵釋出，后又被其他巨噬細內(nèi)吞噬，如此反復進行。激活成纖維細胞，導致膠原纖維沉積，肺組織纖維化。2、肺結核：結核桿菌不產(chǎn)生內(nèi)、外毒素,也無莢膜和侵襲性酶。但是菌體成分硫酸腦苷脂能抵抗溶酶體的殺傷作用,使結核桿菌在肺泡內(nèi)大量生長繁殖,導致巨噬細胞裂解,釋放出的結核桿菌再被吞噬而重復上述過程，引起肺組織鈣化和纖維化。3、類風濕性關節(jié)炎：溶酶體膜很易脆裂。細胞分子生物學(四)、溶酶體與疾病第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)1、矽肺53(四)、溶酶體與疾病第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過氧化物酶體4、各類貯積癥臺-薩氏綜合征（Tay-Sachsdiesease）：溶酶體缺少氨基已糖酯酶A，導致神經(jīng)節(jié)甘脂GM2積累。II型糖原累積?。≒ompe病）：缺乏α-1,4-葡萄糖苷酶，糖原在溶酶體中積累。Gaucher?。喝狈Ζ?葡萄糖苷酶，葡糖腦苷脂沉積。細胞內(nèi)含物?。╥nclusion-celldisease）：N-乙酰葡糖胺磷酸轉移酶單基因突變。高爾基體中加工的溶酶體前酶上不能形成M6P分選信號，病人成纖維細胞的溶酶體中沒有水解酶，底物在溶酶體中貯積，形成“包涵體”。細胞分子生物學(四)、溶酶體與疾病第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)4、各54

臺-薩氏綜合癥溶酶體的同心圓結構細胞分子生物學臺-薩氏綜合癥溶酶體的同心圓結構細胞分子生物學55(五)、過氧化物酶體第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過氧化物酶體1、發(fā)現(xiàn):Rhodin1954發(fā)現(xiàn)于鼠腎小管上皮細胞。2、定義:又叫微體,是一種具有異質性的細胞器。直徑通常，呈圓形，橢圓形或啞呤形不等，由單層膜圍繞而成,內(nèi)含一種或幾種氧化酶類的細胞器。3、特點：含過氧化氫酶（標志酶）和一至多種依賴黃素（flavin）的氧化酶，已發(fā)現(xiàn)40多種氧化酶，各類氧化酶的共性是將底物氧化后生成過氧化氫。而過氧化氫酶又利用H2O2去氧化其它底物。RH2+O2→R+H2O2細胞分子生物學(五)、過氧化物酶體第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)1、發(fā)現(xiàn):56煙草葉肉細胞的過氧化物酶體（中央具有尿酸氧化酶形成的晶體狀核心）細胞分子生物學煙草葉肉細胞的過氧化物酶體（中央具有尿酸氧化酶形成的晶體狀核57(五)、過氧化物酶體第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過氧化物酶體4、功能:(1)在動物中：①參與脂肪酸的β-氧化；②具有解毒作用，過氧化氫酶利用H2O2將酚、甲醛、甲酸和醇等有害物質氧化，飲入的酒精1/4是在微體中氧化為乙醛。(2)在植物中：①參與光呼吸，將光合作用的副產(chǎn)物乙醇酸氧化為乙醛酸和過氧化氫，②在萌發(fā)的種子中，進行脂肪的β-氧化，產(chǎn)生乙酰輔酶A，經(jīng)乙醛酸循環(huán)，由異檸檬酸裂解為乙醛酸和琥珀酸，加入三羧酸循環(huán)，因涉及乙醛酸循環(huán)，又稱乙醛酸循環(huán)體。細胞分子生物學(五)、過氧化物酶體第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)4、功能:58(五)、過氧化物酶體第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過氧化物酶體5、發(fā)生:(1)過氧化物酶體中所有的酶都由核基因編碼，在細胞質基質中合成，在信號肽的引導下，進入過氧化物酶體。(2)已有的過氧化物酶體在細胞分裂時，以分裂方式傳給子代細胞。再進行進一步的裝配。

細胞分子生物學(五)、過氧化物酶體第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)5、發(fā)生:59細胞分子生物學細胞分子生物學60四、細胞內(nèi)蛋白質的分選與細胞結構的裝配

有的蛋白質在細胞質基質合成,而有些在糙面內(nèi)質網(wǎng)上合成第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)細胞分子生物學四、細胞內(nèi)蛋白質的分選與細胞結構的裝配第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)細61(一)、信號假說與蛋白質分選信號第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)四、細胞內(nèi)蛋白質的分選與細胞結構的裝配1、等提出信號假說(signalhypothesis),即分泌蛋白N端序列為信號肽,指導分泌蛋白到內(nèi)質網(wǎng)膜上合成,在蛋白質合成結束之前信號肽被切除。2、信號肽位于蛋白質的N端,一般有16-26個氨基酸殘基,其中包括疏水核心區(qū),信號肽的C端和N端等三部分。3、信號識別蛋白由6種多肽和一個7S的RNA組成的復合物,既可與新生肽信號序列和核糖體結合,又可與內(nèi)質網(wǎng)膜上的信號識別顆粒的受體(又叫?？康鞍?結合.

細胞分子生物學(一)、信號假說與蛋白質分選信號第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)162(一)、信號假說與蛋白質分選信號第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)四、細胞內(nèi)蛋白質的分選與細胞結構的裝配4、細胞內(nèi)合成的蛋白質、脂類等物質之所以能夠定向的轉運到特定的細胞器取決于兩個方面其一是蛋白質中包含特殊的信號序列（signalsequence）。其二是細胞器上具特定的信號識別裝置（分選受體，sortingreceptor）。細胞分子生物學(一)、信號假說與蛋白質分選信號第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)463signalsequenceandsignalpatch細胞分子生物學signalsequenceandsignalpat64(一)、信號假說與蛋白質分選信號第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)四、細胞內(nèi)蛋白質的分選與細胞結構的裝配5、蛋白質轉移到內(nèi)質網(wǎng)合成涉及以下成分：(1)信號肽（signalpeptide），位于新合成肽鏈的N端，一般16~30個氨基酸殘基，含有6-15個連續(xù)排列的帶正電荷的非極性氨基酸，由于信號肽又是引導肽鏈進入內(nèi)質網(wǎng)腔的一段序列，又稱開始轉移序列（starttransfersequence）；細胞分子生物學(一)、信號假說與蛋白質分選信號第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)565(一)、信號假說與蛋白質分選信號第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)四、細胞內(nèi)蛋白質的分選與細胞結構的裝配(2)信號識別顆粒（signalrecognitionparticle，SRP），由6種多肽組成，結合一個7SRNA，屬于一種RNP(ribonucleoprotein)。能與信號序列結合，導致蛋白質合成暫停。(3)SRP受體（SPRreceptor），內(nèi)質網(wǎng)膜的整合蛋白，異二聚體，可與SRP特異結合。(4)停止轉移序列（stoptransfersequence），與內(nèi)質網(wǎng)膜的親合力很高，阻止肽鏈繼續(xù)進入網(wǎng)腔，成為跨膜Pr。(5)轉位因子（translocator，translocon），由3-4個Sec61蛋白構成的通道，每個Sec61由3條肽鏈組成。；細胞分子生物學(一)、信號假說與蛋白質分選信號第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)(66TranslocationofsolubleproteinsacrossER細胞分子生物學Translocationofsolubleprote67(一)、信號假說與蛋白質分選信號第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)四、細胞內(nèi)蛋白質的分選與細胞結構的裝配5、蛋白質轉移到內(nèi)質網(wǎng)合成涉及以下成分(小結)：信號肽與SRP結合→肽鏈延伸終止→SRP與受體結合→SRP脫離信號肽→肽鏈在內(nèi)質網(wǎng)上繼續(xù)合成，同時信號肽引導新生肽鏈進入內(nèi)質網(wǎng)腔→信號肽切除→肽鏈延伸至終止。細胞分子生物學(一)、信號假說與蛋白質分選信號第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)568(二)、蛋白質分選運輸機制第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)四、細胞內(nèi)蛋白質的分選與細胞結構的裝配1、門控運輸（gatedtransport）：如通過核孔復合體的運輸。2、跨膜運輸（transmembranetransport）：蛋白質通過跨膜通道進入目的地。如細胞質中合成的蛋白質通過線粒體上的轉位因子（translocator）進入線粒體。3、膜泡運輸（vesiculartransport）：被運輸?shù)奈镔|在內(nèi)質網(wǎng)或高爾基體中加工成衣被小泡，選擇性地運輸?shù)桨屑毎?。細胞分子生物學(二)、蛋白質分選運輸機制第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)1、門69(三)、膜泡運輸?shù)诙?jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)四、細胞內(nèi)蛋白質的分選與細胞結構的裝配1、細胞內(nèi)膜系統(tǒng)之間的物質傳遞常常通過膜泡運輸方式進行。各類運輸泡之所能夠被準確地運到靶細胞器，主要取決于膜的表面識別特征。2、大多數(shù)運輸小泡是在膜的特定區(qū)域以出芽的方式產(chǎn)生的。其表面具有一個籠子狀的由蛋白質構成的衣被（coat）。這種衣被在運輸小泡與靶細胞器的膜融合之前解體。細胞分子生物學(三)、膜泡運輸?shù)诙?jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)1、細胞70(三)、膜泡運輸?shù)诙?jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)四、細胞內(nèi)蛋白質的分選與細胞結構的裝配3、衣被類型:已知三類：(1)籠形蛋白（clathrin）(2)COPI(3)COPII

主要作用：(1)選擇性的將特定蛋白聚集在一起，形成運輸小泡；(2)如同模具一樣決定運輸小泡的外部特征。細胞分子生物學(三)、膜泡運輸?shù)诙?jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)3、衣被71(三)、膜泡運輸?shù)诙?jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)四、細胞內(nèi)蛋白質的分選與細胞結構的裝配(1)籠形蛋白（clathrin）相關運輸途徑：質膜→內(nèi)體，高爾基體→內(nèi)體，高爾基體→溶酶體、植物液泡。

細胞分子生物學(三)、膜泡運輸?shù)诙?jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)(1)籠72Clathrincoatedvesicles細胞分子生物學Clathrincoatedvesicles細胞分子生物73(三)、膜泡運輸?shù)诙?jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)四、細胞內(nèi)蛋白質的分選與細胞結構的裝配(2)COPI衣被小泡。功能：負責回收、轉運內(nèi)質網(wǎng)逃逸蛋白（escapedproteins）返回內(nèi)質網(wǎng)，由7種蛋白組成?；厥招盘枺篖ys-Asp-Glu-Leu（KDEL）。內(nèi)質網(wǎng)的膜蛋白（如SRP受體）在C端有一個不同的回收信號Lys-Lys-X-X。COPI還可以介導高爾基體不同區(qū)域間的蛋白質運輸

細胞分子生物學(三)、膜泡運輸?shù)诙?jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)(2)74CopIVesicles細胞分子生物學CopIVesicles細胞分子生物學75(三)、膜泡運輸?shù)诙?jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)四、細胞內(nèi)蛋白質的分選與細胞結構的裝配(3)COPII衣被小泡。介導從內(nèi)質網(wǎng)到高爾基體的物質運輸。由多種蛋白質構成，Sar1GTP酶與Sec23/Sec24復合體結合在一起，Sec13/Sec31復合體覆蓋在外層。衣被小泡形成的部位，稱為內(nèi)質網(wǎng)出口（exitsites），該處沒有核糖體。大多數(shù)跨膜蛋白是直接結合在COPII衣被上，少數(shù)跨膜蛋白和多數(shù)可溶性蛋白通過受體與COPII衣被結合。分選信號位于跨膜蛋白胞質面的結構域，形式多樣，有些包含雙酸性基序[DE]X[DE]，如Asp-X-Glu序列。細胞分子生物學(三)、膜泡運輸?shù)诙?jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)(3)76(四)、細胞結構體系的裝配第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)四、細胞內(nèi)蛋白質的分選與細胞結構的裝配1、減少和校正蛋白質合成中出現(xiàn)的錯誤。2、減少所需的遺傳物質信息量。3、通過裝配與去裝配更容易調(diào)節(jié)與控制多種生物學過程細胞分子生物學(四)、細胞結構體系的裝配第二節(jié)細胞內(nèi)膜系77細胞分子生物學細胞分子生物學78第一節(jié)細胞質基質一、細胞質基質含義二、細胞質基質功能三、胞質溶膠細胞分子生物學第一節(jié)細胞質基質一、細胞質基質含義細胞分子生物學79第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)二、高爾基復合體三、溶酶體與過氧化物酶體四、細胞內(nèi)蛋白質的分選與細胞結構的裝配細胞分子生物學第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)細胞分子生物學80

細胞質基質是一個高度有序的體系,其中細胞質骨架纖維貫穿在粘稠的蛋白質膠體中,多數(shù)的蛋白質直接或間接地與骨架結合,或與生物膜結合,從而完成特定的生物學功能.第一節(jié)細胞質基質一、細胞質基質含義在真核細胞的細胞質中,除去可分辨的細胞器以外的膠狀物質,稱為細胞質基質.細胞質基質中主要含有與中間代謝有關的數(shù)千種酶類,與維持細胞形態(tài)和細胞內(nèi)物質運輸有關的細胞質骨架結構.細胞分子生物學細胞質基質是一個高度有序的體系,其中細胞質骨架纖維貫穿81第一節(jié)細胞質基質二、細胞質基質的功能1.許多中間代謝過程都在細胞質基質中進行,如糖酵解過程、磷酸戊糖途徑、糖醛酸途徑、糖原的合成與部分分解過程等.2.細胞質骨架作為細胞質基質的主要結構成分,不僅與維持細胞的形態(tài)、細胞的運動、細胞內(nèi)的物質運輸與能量傳遞有關,而且也是細胞質基質結構體系的組織者,為細胞質基質中其他成分和細胞器提供錨定位點.細胞分子生物學第一節(jié)細胞質基質二、細胞質基質的功能細胞分子生物學82第一節(jié)細胞質基質二、細胞質基質的功能3.細胞質基質中可進行蛋白質的修飾、控制蛋白質的壽命、降解變性和錯誤折疊的蛋白質、幫助變性或錯誤折疊的蛋白質重新折疊以形成正確的分子構象.細胞分子生物學第一節(jié)細胞質基質二、細胞質基質的功能細胞分子生物學83第一節(jié)細胞質基質(1).蛋白質的修飾在細胞質基質中發(fā)生蛋白質修飾的類型主要有:輔酶或輔基與酶的共價結合;磷酸化與去磷酸化,用以調(diào)節(jié)很多蛋白質的生物活性;糖基化.在細胞質基質中發(fā)現(xiàn)的糖基化是指哺乳動物的細胞中把N-乙酰葡萄糖胺分子加到蛋白質的絲氨酸殘基的羥基上.對某些蛋白質的N端進行甲基化修飾;?；毎肿由飳W第一節(jié)細胞質基質(1).蛋白質的修飾細胞分子生物學84第一節(jié)細胞質基質(2).控制蛋白質的壽命細胞中的蛋白質處于不斷地降解與更新的動態(tài)過程中.決定蛋白質壽命的信號存在于蛋白質N端的第一個氨基酸殘基.識別蛋白質N端不穩(wěn)定的氨基酸信號并準確地將這種蛋白質降解,是依賴于泛素的降解途徑.N端的第一個氨基酸是Met(甲硫氨酸),Ser(絲氨酸),Thr(蘇氨酸),Ala(丙氨酸),Val(纈氨酸),Cys(半胱氨酸),Gly(甘氨酸)或Pro(脯氨酸),則蛋白質是穩(wěn)定的;如果是其他12種氨基酸之一,則是不穩(wěn)定的.細胞分子生物學第一節(jié)細胞質基質(2).控制蛋白質的壽命細胞分子生物學85第一節(jié)細胞質基質(3).降解變性和錯誤折疊的蛋白質細胞基質中的變性蛋白、錯誤折疊的蛋白、含有被氧化或其他非正常修飾氨基酸的蛋白,無論其N端氨基酸殘基是否穩(wěn)定,也常常很快被清除.降解作用可能涉及對畸形蛋白質所暴露出來的氨基酸疏水基團的識別,并由此啟動對蛋白質N端第一個氨基酸殘基的作用,其結果形成了N端不穩(wěn)定的氨基酸,同樣被依賴于泛素的蛋白降解途徑徹底水解.細胞分子生物學第一節(jié)細胞質基質(3).降解變性和錯誤折疊的蛋白質細胞分子86第一節(jié)細胞質基質(4).幫助變性或錯誤折疊的蛋白質重新折疊以形成正確的分子構象這一功能主要靠熱休克蛋白(Hsp)來完成.有證據(jù)表明,在正常細胞中,熱休克蛋白選擇性地與畸形蛋白質結合形成聚合物,利用水解ATP釋放的能量使聚集的蛋白質溶解,并進一步折疊成正確構象的蛋白質.細胞分子生物學第一節(jié)細胞質基質(4).幫助變性或錯誤折疊的蛋白質重新折疊87第一節(jié)細胞質基質三、胞質溶膠1.細胞質基質和胞質溶膠是從不同的角度提出的概念,二者雖然有一些差別,但過去在不少書中,常把這兩個名詞等同起來.2.用差速離心的方法分離細胞勻漿中的各種細胞組分,最終可獲得富含蛋白質的組分.早期的實驗細胞學家和生化學家稱之為胞質溶膠.細胞分子生物學第一節(jié)細胞質基質三、胞質溶膠細胞分子生物學88第一節(jié)細胞質基質三、胞質溶膠3.胞質溶膠中的多數(shù)蛋白質,特別是相對分子質量較大的蛋白質,可能通過較弱的次級健直接或間接地結合在細胞質基質的骨架纖維上.4.對一種蛋白來說是否屬于細胞質基質中的結構成分,主要取決于其在細胞生命活動中,是結合在骨架纖維上,還是游離在周圍的溶液中.細胞分子生物學第一節(jié)細胞質基質三、胞質溶膠細胞分子生物學89第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)二、高爾基復合體三、溶酶體與過氧化物酶體四、細胞內(nèi)蛋白質的分選與細胞結構的裝配細胞分子生物學第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)細胞分子生物學90細胞分子生物學細胞分子生物學91一、內(nèi)質網(wǎng)K.R.Porter等于1945年發(fā)現(xiàn)于培養(yǎng)的小鼠成纖維細胞，因最初看到的是位于細胞質內(nèi)部的網(wǎng)狀結構，故名內(nèi)質網(wǎng)（endoplasmicreticulum，ER）。第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)細胞分子生物學一、內(nèi)質網(wǎng)第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)細胞分子生物學92(一)、形態(tài)與組成第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)1.定義:內(nèi)質網(wǎng)是真核細胞重要的細胞器,它由封閉的膜系統(tǒng)及其圍成的腔形成相互溝通的網(wǎng)狀結構.2.分類:分為粗面型內(nèi)質網(wǎng)（roughendoplasmicreticulum，RER）和光面型內(nèi)質網(wǎng)（smoothendoplasmicreticulum，SER）。3.RER呈扁平囊狀，排列整齊，有核糖體附著。4.SER呈分支管狀或小泡狀，無核糖體附著。5.細胞不含純粹的RER或SER，它們分別是ER連續(xù)結構的一部分。

細胞分子生物學(一)、形態(tài)與組成第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)1.定義:內(nèi)93(一)、形態(tài)與組成第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)6.主功能:ER主要功能是合成蛋白質和脂類，分泌性蛋白和跨膜蛋白都是在ER中合成的。7.成分:ER膜中含大約60%的蛋白和40%的脂類，脂類主要成分為磷脂，磷脂酰膽堿含量較高，鞘磷脂含量較少，沒有或很少含膽固醇。膜蛋白的分布:約有30多種膜結合蛋白，另有30多種位于內(nèi)質網(wǎng)腔，這些蛋白的分布具有異質性，如,葡糖-6-磷酸酶，普遍存在于內(nèi)質網(wǎng)，被認為是標志酶，核糖體結合糖蛋白（ribophorin）只分布在RER，P450酶系只分布在SER。細胞分子生物學(一)、形態(tài)與組成第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)6.主功能:94ER細胞分子生物學ER細胞分子生物學95RER細胞質基質核糖體ER腔細胞分子生物學RER細胞質基質核糖體ER腔細胞分子生物學96SER細胞分子生物學SER細胞分子生物學97(二)、ER的功能第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)I、蛋白質的合成。II、脂質的合成。III、蛋白質的修飾與加工。IV、新生肽鏈的折疊、組裝和運輸V、其它作用細胞分子生物學(二)、ER的功能第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)I、蛋白質98I、蛋白質的合成。第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(二)、ER的功能1.蛋白質都是在核糖體上合成的，并且起始于細胞質基質，但是有些蛋白質在合成開始不久后便轉在內(nèi)質網(wǎng)上合成，這些蛋白主要有：(1).向細胞外分泌的蛋白.如抗體、激素；(2).膜的整合蛋白；(3).需要與其它細胞組合嚴格分開的酶，如溶酶體的各種水解酶；(4).需要進行修飾的蛋白，如糖蛋白。細胞分子生物學I、蛋白質的合成。第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(二)、E99I、蛋白質的合成。第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(二)、ER的功能2.G.Blobel等1975年提出了信號假說(Signalhypothesis)，認為蛋白質N端的信號肽，指導蛋白質轉至內(nèi)質網(wǎng)上合成，因此獲1999年諾貝爾生理醫(yī)學獎。細胞分子生物學I、蛋白質的合成。第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(二)、E100II、脂質的合成第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(二)、ER的功能1.構成細胞所需要的包括磷脂和膽固醇在內(nèi)的幾乎全部的膜脂都是在內(nèi)質網(wǎng)合成的,其中最主要的磷脂是磷脂酰膽堿(卵磷脂)。2.合成磷脂所需要的3種酶都定位在內(nèi)質網(wǎng)膜上,活性部位在膜的細胞質基質一側.3.合成磷脂的底物來自細胞質基質.反應的第一步是增大膜面積;第二,三兩步確定新合成磷脂的種類.細胞分子生物學II、脂質的合成第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(二)、E101II、脂質的合成第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(二)、ER的功能4.內(nèi)質網(wǎng)合成的磷脂幾分鐘后就由細胞質基質側轉向內(nèi)質網(wǎng)腔面,其轉位速度比自然轉位速度高105倍。5.合成的磷脂由內(nèi)質網(wǎng)向其他膜的轉運主要有兩種方式:一種是以出芽的方式轉運到高爾基體,溶酶體和細胞膜上;另一種方式是憑借一種水溶性的載體蛋白,稱為磷脂轉換蛋白(PEP)在膜之間轉移磷脂.其轉運模式是:PEP+磷脂分子水溶性復合物細胞質基質靶膜PEP釋放磷脂,安插在膜上實現(xiàn)磷脂從含量高的膜轉移到缺少磷脂的膜上,即從磷脂合成部位轉移到線粒體和過氧化物酶體膜上.自由擴散細胞分子生物學II、脂質的合成第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(二)、E102III、蛋白質的修飾與加工第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(二)、ER的功能1.包括糖基化、羥基化、酰基化、二硫鍵形成等，其中最主要的是糖基化，幾乎所有內(nèi)質網(wǎng)上合成的蛋白質最終被糖基化。糖基化的作用：①使蛋白質能夠抵抗消化酶的作用；②賦予蛋白質傳導信號的功能；③某些蛋白只有在糖基化之后才能正確折疊。細胞分子生物學III、蛋白質的修飾與加工第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(103III、蛋白質的修飾與加工第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(二)、ER的功能糖基一般連接在4種氨基酸上，分為2種：O-連接的糖基化（O-linkedglycosylation）：與Ser、Thr和Hyp的OH連接，連接的糖為半乳糖或N-乙酰半乳糖胺，在RER或高爾基體上進行。N-連接的糖基化（N-linkedglycosylation）：與天冬酰胺殘基的NH2連接，糖為N-乙酰葡糖胺,在RER上進行。細胞分子生物學III、蛋白質的修飾與加工第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(104ProteinglycosylationinRER細胞分子生物學ProteinglycosylationinRER細胞105IV、新生肽鏈的折疊和裝配第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(二)、ER的功能不同的蛋白質在內(nèi)質網(wǎng)腔中停留的時間不同，這主要取決于蛋白質完成正確折疊和組裝的時間，這一過程是在屬于hsp70家族的ATP酶的作用下完成的，需要消耗能量。有些無法完成正確折疊的蛋白質被輸出內(nèi)質網(wǎng)，轉入溶酶體中降解掉，大約90%的新合成的T細胞受體亞單位和乙酰膽堿受體都被降解掉，而從未到達靶細胞膜。細胞分子生物學IV、新生肽鏈的折疊和裝配第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(106V、內(nèi)質網(wǎng)的其它作用第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(二)、ER的功能1.解毒，如肝細胞的細胞色素P450酶系。2.參與甾體類激素的合成。3.儲存鈣離子，作為細胞內(nèi)信號物質，如肌質網(wǎng)(肌肉細胞中的發(fā)達的特化的光面內(nèi)質網(wǎng))4.提供酶附著的位點和機械支撐作用。細胞分子生物學V、內(nèi)質網(wǎng)的其它作用第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質網(wǎng)(二)、107二、

高爾基體最早發(fā)現(xiàn)于1855年，1889年，Golgi用銀染法，在貓頭鷹的神經(jīng)細胞內(nèi)觀察到了清晰的結構，因此定名為高爾基體。20世紀50年代以后才正確認識它的存在和結構。第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)細胞分子生物學二、高爾基體第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)細胞分子生物學108細胞分子生物學細胞分子生物學109(一)、形態(tài)與組成第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)二、高爾基體1.定義:是由數(shù)個扁平囊泡堆在一起形成的高度有極性的細胞器。2.分布:常分布于內(nèi)質網(wǎng)與細胞膜之間，呈弓形或半球形。3.結構:凸出的一面對著內(nèi)質網(wǎng)稱為形成面或順面（cisface）。凹進的一面對著質膜稱為成熟面或反面（transface）。順面和反面都有一些或大或小的運輸小泡。4.基本構造:扁平囊直徑約1um，單層膜構成，中間為囊腔，周緣多呈泡狀，4-8個扁平囊在一起(某些藻類可達一二十個)，構成高爾基體的主體(Golgistack)。細胞分子生物學(一)、形態(tài)與組成第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)二、高爾基體1.定義:110

高爾基體細胞分子生物學高爾基體細胞分子生物學111細胞分子生物學細胞分子生物學112(一)、形態(tài)與組成第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)二、高爾基體5.成分:高爾基體膜含有大約60%的蛋白和40%的脂類，具有一些和ER共同的蛋白成分。膜脂中磷脂酰膽堿的含量介于ER和質膜之間，中性脂類主要包括膽固醇，膽固醇酯和甘油三酯。6.高爾基體中的酶:主要有糖基轉移酶、磺基-糖基轉移酶、氧化還原酶、磷酸酶、蛋白激酶、甘露糖苷酶、轉移酶和磷脂酶等不同的類型。7.標志酶為糖基轉移酶。細胞分子生物學(一)、形態(tài)與組成第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)二、高爾基體5.成分:113(二)、高爾基體的功能區(qū)隔第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)二、高爾基體1.高爾基體順面的網(wǎng)絡結構（cisGolginetwork，CGN），是高爾基體的入口區(qū)域。2.高爾基體中間膜囊（medialGolgi），多數(shù)糖基修飾，糖脂的形成以及與高爾基體有關的糖合成均發(fā)生此處。3.高爾基體反面的網(wǎng)絡結構（transGolginetwork，TGN），是高爾基體的出口區(qū)域，功能是參與蛋白質的分類與包裝，最后輸出。

細胞分子生物學(二)、高爾基體的功能區(qū)隔第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)二、高爾基體114(二)、高爾基體的功能區(qū)隔第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)二、高爾基體4.高爾基體各部分膜囊具有不同的細胞化學反應：①嗜鋨反應：cis面膜囊被鋨酸特異地染色；②焦磷酸硫胺素酶(TPP酶)：可特異顯示高爾基體的trans面的1～2層膜囊；③煙酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶(NADP酶)：可顯示高爾基體中間幾層扁平囊；④胞嘧啶單核苷酸酶(CMP酶)：可顯示靠近trans面上的一些膜囊狀和管狀結構，CMP酶也是溶酶體的標志酶。細胞分子生物學(二)、高爾基體的功能區(qū)隔第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)二、高爾基體115(三)、高爾基體的功能第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)二、高爾基體1、參與細胞分泌活動RER上合成蛋白質→進入ER腔→COPII運輸泡→進入CGN→在medialGdgi中加工→在TGN形成運輸泡→運輸與質膜融合、排出。高爾基體對蛋白質的分類，依據(jù)的是蛋白質上的信號肽或信號斑。2、蛋白質的糖基化O-連接的糖基化在高爾基體中進行，糖的供體為核苷糖。細胞分子生物學(三)、高爾基體的功能第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)二、高爾基體1、116(三)、高爾基體的功能第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)二、高爾基體3、進行膜的轉化功能內(nèi)質網(wǎng)上合成的新膜脂轉移至高爾基體后，經(jīng)過修飾和加工，形成運輸泡與質膜融合。4、將蛋白水解為活性物質如將蛋白質N端或C端切除，成為有活性的物質，如胰島素（C端）；或將含有多個相同氨基序列的前體水解為有活性的多肽，如神經(jīng)肽。5、參與形成溶酶體。6、參與植物細胞壁的形成，合成纖維素和果膠質。細胞分子生物學(三)、高爾基體的功能第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)二、高爾基體3、117高爾基體分泌功能示意圖細胞分子生物學高爾基體分泌細胞分子生物學118三、溶酶體與過氧化物酶體第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)(一)、溶酶體的結構(二)、溶酶體的功能(三)、溶酶體的發(fā)生(四)、溶酶體與疾病(五)、過氧化物酶體細胞分子生物學三、溶酶體與過氧化物酶體第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)(一)、溶酶體的119(一)、溶酶體的結構第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過氧化物酶體1、發(fā)現(xiàn):deDuve與Novikoff1955合作首次用電子顯微鏡證明了溶酶體的存在。2、定義:是單層膜圍繞、內(nèi)含多種酸性水解酶類的囊泡狀細胞器，其主要功能是進行細胞內(nèi)消化。3、特點:具有異質性，形態(tài)大小及內(nèi)含的水解酶種類都可能有很大的不同。酸性磷酸酶是標志酶。膜有質子泵，將H+泵入溶酶體，使其PH值降低。膜蛋白高度糖基化，可能有利于防止自身膜蛋白降解4、分類:根據(jù)溶酶體所處的完成其生理功能的不同階段,大致可分為初級溶酶體、次級溶酶體和殘余體。細胞分子生物學(一)、溶酶體的結構第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)1、發(fā)現(xiàn)120線粒體溶酶體小鼠脾臟巨噬細胞中的溶酶體細胞分子生物學線粒體溶酶體小鼠脾臟巨噬細胞中的溶酶體細胞分子生物學121(一)、溶酶體的結構第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過氧化物酶體(1)、初級溶酶體（primarylysosome）直徑約，有多種酸性水解酶，但沒有活性，包括蛋白酶，核酸酶、脂酶、磷酶酶等60余種，反應的最適PH值為5左右。細胞分子生物學(一)、溶酶體的結構第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)(1)、122(一)、溶酶體的結構第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過氧化物酶體(2)、次級溶酶體（secondarylysosome）是正在進行或完成消化作用的溶酶體，內(nèi)含水解酶和相應的底物，可分為自噬溶酶體（autophagolysosome）和異噬溶酶體(phagolysosome)。(3)、殘體（residualbody）又稱后溶酶體（post-lysosome）已失去酶活性，僅留未消化的殘渣，故名。殘體可通過外排作用排出細胞，也可能留在細胞內(nèi)逐年增多，如表皮細胞的老年斑，肝細胞的脂褐質。細胞分子生物學(一)、溶酶體的結構第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)(2)、123

次級溶酶體細胞分子生物學次級溶酶體細胞分子生物學124肝細胞脂褐質細胞分子生物學肝細胞脂褐質細胞分子生物學125(二)、溶酶體的功能第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過氧化物酶體1、清除無用的生物大分子、衰老的細胞器及衰老損傷和死亡的細胞。2、防御功能。是某些細胞特有的功能,它可以識別并吞噬入侵的病毒或細菌,在溶酶體作用下將其殺死并進一步降解.3、其他重要的生理功能:細胞分子生物學(二)、溶酶體的功能第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)1、清除126(二)、溶酶體的功能第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過氧化物酶體(1)、細胞內(nèi)消化：如高等動物內(nèi)吞低密脂蛋白獲得膽固醇，單細胞真核生物利用溶酶體的消化食物。(2)、參與分泌過程的調(diào)節(jié)：如將甲狀腺球蛋白降解成有活性的甲狀腺素。(3)、兩棲類發(fā)育過程中蝌蚪尾巴的退化,哺乳動物斷奶后乳腺的退行性變化等都涉及某些特定細胞編程性死亡及周圍活細胞對其的清除,這些過程都與溶酶體有關.(4)、形成精子的頂體。精子的頂體相當于特化的溶酶體,其中含有多種水解酶,能溶解卵細胞的外被及濾泡細胞,產(chǎn)生孔道,使精子進入卵細胞.細胞分子生物學(二)、溶酶體的功能第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)(1)、127(三)、溶酶體的發(fā)生第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過氧化物酶體1、初級溶酶體是在高爾基體的trans面以出芽的形式形成，形成過程：內(nèi)質網(wǎng)上核糖體合成溶酶體蛋白→進入內(nèi)質網(wǎng)腔進行N-連接的糖基化修飾→進入高爾基體cis面膜囊→磷酸轉移酶識別溶酶體水解酶的信號區(qū)→將乙酰葡糖胺磷酸轉移在1-2個甘露糖殘基上→在中間膜囊切去N-乙酰葡糖胺形成M6P配體→與trans膜囊上的受體結合→通過clathrin衣被包裝成初級溶酶體。細胞分子生物學(三)、溶酶體的發(fā)生第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)1、初級128

溶酶體水解酶的運輸細胞分子生物學溶酶體水解酶的運輸細胞分子生物學129(四)、溶酶體與疾病第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過氧化物酶體1、矽肺：二氧化硅塵粒（矽塵）吸入肺泡后被巨噬細胞吞噬，導致吞噬細胞溶酶體破裂，水解酶釋放，細胞崩解，矽塵釋出，后又被其他巨噬細內(nèi)吞噬，如此反復進行。激活成纖維細胞，導致膠原纖維沉積，肺組織纖維化。2、肺結核：結核桿菌不產(chǎn)生內(nèi)、外毒素,也無莢膜和侵襲性酶。但是菌體成分硫酸腦苷脂能抵抗溶酶體的殺傷作用,使結核桿菌在肺泡內(nèi)大量生長繁殖,導致巨噬細胞裂解,釋放出的結核桿菌再被吞噬而重復上述過程，引起肺組織鈣化和纖維化。3、類風濕性關節(jié)炎：溶酶體膜很易脆裂。細胞分子生物學(四)、溶酶體與疾病第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)1、矽肺130(四)、溶酶體與疾病第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過氧化物酶體4、各類貯積癥臺-薩氏綜合征（Tay-Sachsdiesease）：溶酶體缺少氨基已糖酯酶A，導致神經(jīng)節(jié)甘脂GM2積累。II型糖原累積病（Pompe?。喝狈Ζ?1,4-葡萄糖苷酶，糖原在溶酶體中積累。Gaucher?。喝狈Ζ?葡萄糖苷酶，葡糖腦苷脂沉積。細胞內(nèi)含物?。╥nclusion-celldisease）：N-乙酰葡糖胺磷酸轉移酶單基因突變。高爾基體中加工的溶酶體前酶上不能形成M6P分選信號，病人成纖維細胞的溶酶體中沒有水解酶，底物在溶酶體中貯積，形成“包涵體”。細胞分子生物學(四)、溶酶體與疾病第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)4、各131

臺-薩氏綜合癥溶酶體的同心圓結構細胞分子生物學臺-薩氏綜合癥溶酶體的同心圓結構細胞分子生物學132(五)、過氧化物酶體第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過氧化物酶體1、發(fā)現(xiàn):Rhodin1954發(fā)現(xiàn)于鼠腎小管上皮細胞。2、定義:又叫微體,是一種具有異質性的細胞器。直徑通常，呈圓形，橢圓形或啞呤形不等，由單層膜圍繞而成,內(nèi)含一種或幾種氧化酶類的細胞器。3、特點：含過氧化氫酶（標志酶）和一至多種依賴黃素（flavin）的氧化酶，已發(fā)現(xiàn)40多種氧化酶，各類氧化酶的共性是將底物氧化后生成過氧化氫。而過氧化氫酶又利用H2O2去氧化其它底物。RH2+O2→R+H2O2細胞分子生物學(五)、過氧化物酶體第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)1、發(fā)現(xiàn):133煙草葉肉細胞的過氧化物酶體（中央具有尿酸氧化酶形成的晶體狀核心）細胞分子生物學煙草葉肉細胞的過氧化物酶體（中央具有尿酸氧化酶形成的晶體狀核134(五)、過氧化物酶體第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過氧化物酶體4、功能:(1)在動物中：①參與脂肪酸的β-氧化；②具有解毒作用，過氧化氫酶利用H2O2將酚、甲醛、甲酸和醇等有害物質氧化，飲入的酒精1/4是在微體中氧化為乙醛。(2)在植物中：①參與光呼吸，將光合作用的副產(chǎn)物乙醇酸氧化為乙醛酸和過氧化氫，②在萌發(fā)的種子中，進行脂肪的β-氧化，產(chǎn)生乙酰輔酶A，經(jīng)乙醛酸循環(huán)，由異檸檬酸裂解為乙醛酸和琥珀酸，加入三羧酸循環(huán)，因涉及乙醛酸循環(huán)，又稱乙醛酸循環(huán)體。細胞分子生物學(五)、過氧化物酶體第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)4、功能:135(五)、過氧化物酶體第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過氧化物酶體5、發(fā)生:(1)過氧化物酶體中所有的酶都由核基因編碼，在細胞質基質中合成，在信號肽的引導下，進入過氧化物酶體。(2)已有的過氧化物酶體在細胞分裂時，以分裂方式傳給子代細胞。再進行進一步的裝配。

細胞分子生物學(五)、過氧化物酶體第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)5、發(fā)生:136細胞分子生物學細胞分子生物學137四、細胞內(nèi)蛋白質的分選與細胞結構的裝配

有的蛋白質在細胞質基質合成,而有些在糙面內(nèi)質網(wǎng)上合成第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)細胞分子生物學四、細胞內(nèi)蛋白質的分選與細胞結構的裝配第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)細138(一)、信號假說與蛋白質分選信號第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)四、細胞內(nèi)蛋白質的分選與細胞結構的裝配1、等提出信號假說(signalhypothesis),即分泌蛋白N端序列為信號肽,指導分泌蛋白到內(nèi)質網(wǎng)膜上合成,在蛋白質合成結束之前信號肽被切除。2、信號肽位于蛋白質的N端,一般有16-26個氨基酸殘基,其中包括疏水核心區(qū),信號肽的C端和N端等三部分。3、信號識別蛋白由6種多肽和一個7S的RNA組成的復合物,既可與新生肽信號序列和核糖體結合,又可與內(nèi)質網(wǎng)膜上的信號識別顆粒的受體(又叫?？康鞍?結合.

細胞分子生物學(一)、信號假說與蛋白質分選信號第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)1139(一)、信號假說與蛋白質分選信號第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)四、細胞內(nèi)蛋白質的分選與細胞結構的裝配4、細胞內(nèi)合成的蛋白質、脂類等物質之所以能夠定向的轉運到特定的細胞器取決于兩個方面其一是蛋白質中包含特殊的信號序列（signalsequence）。其二是細胞器上具特定的信號識別裝置（分選受體，sortingreceptor）。細胞分子生物學(一)、信號假說與