線粒體與過氧化物酶體ppt課件

1、4.4.溶酶體溶酶體(lysosome)(lysosome)動物細胞內的一種細胞器；動物細胞內的一種細胞器；小球狀，外面由一層單位膜包被；小球狀，外面由一層單位膜包被；溶酶體含有溶酶體含有6060多種水解酶類，在細胞內起消化和維多種水解酶類，在細胞內起消化和維護作用；護作用；當細胞被損傷時，溶酶體可釋放出水解酶類，使細當細胞被損傷時，溶酶體可釋放出水解酶類，使細胞自溶。胞自溶。電電子子顯顯微微鏡鏡下下的的溶溶酶酶體體 4.1 溶酶體的形狀構造溶酶體的形狀溶酶體的形狀 溶酶體是一種異質性溶酶體是一種異質性(heterogenous)(heterogenous)的細胞器，的細胞器，呈小球狀。大小變

2、化很大，直徑普通呈小球狀。大小變化很大，直徑普通0.250.250.8m0.8m，最大的可超越最大的可超越1m,1m,最小的直徑只需最小的直徑只需25-50nm25-50nm。 溶酶體的發(fā)現溶酶體的發(fā)現溶酶體膜穩(wěn)定性溶酶體膜穩(wěn)定性種類:A typical lysosome contains approximately 60 different hydrolytic enzymes。 The enzymes of a lysosome all have their optimal activity at an acid pH and thus are acid hydrolases, which

3、 is approximately 4.6。少量的溶酶體酶走漏到細胞質基質中并不會引起細胞損傷。酸性磷酸酶是溶酶體的標志酶。溶溶酶酶體體及及其其酶酶類類初級溶酶體初級溶酶體(primary lysosome)(primary lysosome)次級溶酶體次級溶酶體(secondary lysosome)(secondary lysosome) 自噬性溶酶體自噬性溶酶體(aotolysosome)(aotolysosome) 異噬性溶酶體異噬性溶酶體(heterolysosome)(heterolysosome) 混合性溶酶體混合性溶酶體(ambilysosome)(ambilysosome)后

4、溶酶體后溶酶體(post lysosome)(post lysosome)Plant cell vacuoles 物質消化和細胞營養(yǎng)功能；物質消化和細胞營養(yǎng)功能； 溶酶體對細胞內外來物的分解及衰老、殘損細胞器溶酶體對細胞內外來物的分解及衰老、殘損細胞器的去除；的去除； 吞噬作用吞噬作用(Phagocytosis)(Phagocytosis) 自噬作用自噬作用(Autophagy)(Autophagy) 自溶作用自溶作用(Autolysis)(Autolysis)參與機體防御維護功能；參與機體防御維護功能；參與某些腺體組織細胞分泌過程的調理；參與某些腺體組織細胞分泌過程的調理；胚胎發(fā)育和形狀建成

5、中的作用。胚胎發(fā)育和形狀建成中的作用。 受精作用受精作用(fertilization) (fertilization) Phagocytosis and Autophagy異異噬噬作作用用自噬作用自噬作用 4.5 4.5 溶酶體的生物發(fā)生溶酶體的生物發(fā)生甘露糖甘露糖-6-6-磷酸途徑磷酸途徑非甘露糖非甘露糖-6-6-磷酸途徑磷酸途徑溶酶體酶的構造特征溶酶體酶的構造特征: :溶酶體的酶上都有一個特殊的標志溶酶體的酶上都有一個特殊的標志6-6-磷酸甘磷酸甘露糖露糖(mannose 6-phosphate, M6P)(mannose 6-phosphate, M6P)。高爾基體外側網絡經過對高爾基體

6、外側網絡經過對M6PM6P的識別將溶酶體的的識別將溶酶體的酶分選出來。酶分選出來。這一標志是溶酶體在粗面內質網合成后經過糖這一標志是溶酶體在粗面內質網合成后經過糖基化和磷酸化添加上去的?；土姿峄砑由先サ摹Ｈ苊阁w酶的加工溶酶體酶的加工粗面內質網中進展粗面內質網中進展N-N-銜接糖基化，然后轉運到高爾銜接糖基化，然后轉運到高爾基體中進一步加工基體中進一步加工甘露糖甘露糖-6-6-磷酸化磷酸化 N-N-乙酰葡萄糖胺磷酸轉移酶乙酰葡萄糖胺磷酸轉移酶 (N-acetyglucosamine phosphotransferase) (N-acetyglucosamine phosphotransfe

7、rase) N-N-乙酰葡萄糖苷酶。乙酰葡萄糖苷酶。溶溶酶酶體體酶酶的的加加工工信號斑信號斑(signal patch)(signal patch) 是溶酶體酶構成的一個特殊的空間構造，是溶酶體酶構成的一個特殊的空間構造，信號斑是由幾段信號肽構成的一個三維信號斑是由幾段信號肽構成的一個三維構造的外表構造的外表, , 這幾段信號肽聚集在一同這幾段信號肽聚集在一同, , 構成一個斑點被磷酸轉移酶識別。構成一個斑點被磷酸轉移酶識別。信號斑與信號肽信號斑與信號肽甘露糖甘露糖 6-6-磷酸標志磷酸標志Lysosome Formation 溶酶體的構成溶酶體的構成發(fā)現發(fā)現: : 黏脂病黏脂病(mucoli

8、pidosis) (mucolipidosis) 種類種類: : 溶酶體膜中的糖蛋白溶酶體膜中的糖蛋白: : - -葡糖腦苷脂酶葡糖腦苷脂酶(-glucocerebrosidedase) (-glucocerebrosidedase) 溶酶體膜結合蛋白前體被合成的溶酶體酶溶酶體膜結合蛋白前體被合成的溶酶體酶: : 酸性磷酸酶酸性磷酸酶 信號信號: :酪氨酸酪氨酸 能夠機制能夠機制: : 包涵體細胞病包涵體細胞病(inclusion cell disease)(inclusion cell disease)矽肺病矽肺病(cilicosis)(cilicosis)糖原貯積癥糖原貯積癥(glycog

9、en storage disease)(glycogen storage disease) 休克休克(shock)(shock) 細胞分泌概述細胞分泌概述概念概念細胞分泌活動的過程細胞分泌活動的過程 內質網內質網: : 高爾基體高爾基體: : 細胞質膜細胞質膜: :分泌活動的類型分泌活動的類型組成型分泌途徑組成型分泌途徑 (Constitutive secretory pathway) (Constitutive secretory pathway)調理型分泌途徑調理型分泌途徑 (Regulated secretory pathway) (Regulated secretory pathway

10、)Constitutive and regulated secretory pathway 極性細胞的分泌活動極性細胞的分泌活動分泌過程中的蛋白質加工分泌過程中的蛋白質加工內質網內質網信號肽切除信號肽切除; ;高爾基體高爾基體分泌泡分泌泡: : 高爾基體蛋白的駐留高爾基體蛋白的駐留胰島素原的加工胰島素原的加工 胞吐作用胞吐作用(exocytosis)(exocytosis)概念概念胞吐作用與分泌活動胞吐作用與分泌活動胞吐作用的意義胞吐作用的意義胞吐作用與膜交融胞吐作用與膜交融胞胞吐吐作作用用 膜膜 融融 合合吞噬作用吞噬作用(phagocytosis)(phagocytosis) 巨噬細胞巨噬

11、細胞(macrophage) (macrophage) 中性細胞中性細胞(neutrophils)(neutrophils)胞吞作用胞吞作用(endocytosis)(endocytosis)吞飲作用吞飲作用(pinocytosis)(pinocytosis) 液相內吞液相內吞(fluid-phase endocytosis)(fluid-phase endocytosis) 吸附內吞吸附內吞(absorption endocytosis)(absorption endocytosis)Endocytosis巨噬細胞的吞噬作用巨噬細胞的吞噬作用中中性性細細胞胞的的吞吞噬噬作作用用受體受體配體配

12、體(ligand) (ligand) . .營養(yǎng)物、營養(yǎng)物、 . .有害物質有害物質 . .免疫物質、免疫物質、.信號物質信號物質內吞過程內吞過程 小窩小窩內吞泡的構成內吞泡的構成初級內體初級內體次級次級內體內體 溶酶體。溶酶體。Receptor-mediated endocytosis受體介導的內吞過程受體介導的內吞過程 內吞過程中受體與配體的命運內吞過程中受體與配體的命運 受體再循環(huán)、配體被降解受體再循環(huán)、配體被降解 受體與配體一同再循環(huán)受體與配體一同再循環(huán) 受體與配體都被降解受體與配體都被降解 轉胞吞作用轉胞吞作用 受受 體體 與與 配配 體體 的的 命命 運運 受體介導的受體介導的LD

13、LLDL內吞過程內吞過程轉轉鐵鐵蛋蛋白白 小泡運輸的三個關鍵問題： 小泡是如何構成的?為什么有些膜整合蛋白可以 被選擇性地包入小泡? 不同類型的運輸小泡具有什么樣的信號標志，這 些標志如何協(xié)助它們同特定類型細胞器的膜結合? 運輸小泡的膜同靶膜相互交融的機理是什么?被膜小泡被膜小泡(coated vesicles)(coated vesicles)類型類型 披網格蛋白小泡披網格蛋白小泡(clathrin-coated (clathrin-coated vesicle)vesicle) COPIICOPII被膜小泡被膜小泡(COPII coated vesicles)(COPII coated v

14、esicles) COPICOPI被膜小泡被膜小泡(COPI coated vesicles)(COPI coated vesicles) Caveolin(Caveolin(小窩蛋白小窩蛋白) )真核細胞內發(fā)現的小泡與運輸途徑真核細胞內發(fā)現的小泡與運輸途徑被膜小泡運輸途徑被膜小泡運輸途徑COPII-coated vesicles move materials from the ER “forward to the ERGIC and Golgi complex.COPI-coated vesicles move materials in a retrograde direction from

15、 the ERGIC and Golgi stack “backwards to the ER. Clathrin-coated vesicles They move materials from the TGN to endosomes, lysosomes, and plant vacuoles. They also move materials from the plasma membrane to cytoplasmic compartments along the endocytic pathway. 三種類型被膜小泡運輸途徑三種類型被膜小泡運輸途徑被膜小泡運輸的信號及相關性質被膜小

16、泡運輸的信號及相關性質網格蛋白及被膜亞基網格蛋白及被膜亞基(coat subunits)(coat subunits) 二聚體二聚體(Dimer):(Dimer): 三聯(lián)體骨架三聯(lián)體骨架(triskeliton):(triskeliton): 被膜亞基被膜亞基(coat subunits):(coat subunits):網網格格蛋蛋白白 網格蛋白亞基的裝配網格蛋白亞基的裝配披披網網格格蛋蛋白白小小泡泡 披網格蛋白小泡的構成披網格蛋白小泡的構成 披網格蛋白小窩披網格蛋白小窩(Clathrin-Coated Pit)(Clathrin-Coated Pit) 披網格蛋白小泡披網格蛋白小泡(Cla

17、thrin-Coated (Clathrin-Coated Vesicles) Vesicles) 有被小泡有被小泡(Coat Vesicles)(Coat Vesicles) 無被小泡無被小泡(Uncoat Vesicles)(Uncoat Vesicles) 分子伴侶分子伴侶Hsp70Hsp70蛋白參與該過程，并且需求蛋白參與該過程，并且需求ATPATP。另外。另外Ca2+Ca2+也參與了包被的構成和去被的也參與了包被的構成和去被的過程。過程。Clathrin-Coated Vesicles Formation銜接蛋白銜接蛋白(adaptin)(adaptin)與發(fā)動蛋白與發(fā)動蛋白 銜接蛋

18、白的作用銜接蛋白的作用 On their outer (cytosolic) surface, the On their outer (cytosolic) surface, the adaptors bind to clathrin molecules, holding adaptors bind to clathrin molecules, holding the clathrin scaffolding onto the surface of the clathrin scaffolding onto the surface of the vesicle. the vesicle. On

19、 their inner surface, the adaptors bind On their inner surface, the adaptors bind to sorting signals in the cytosolic tails of to sorting signals in the cytosolic tails of integral membrane proteins. integral membrane proteins. 銜接蛋白的種類銜接蛋白的種類 AP1:AP1:識別識別M6PM6P受體受體 AP2:AP2:識別細胞質膜受體識別細胞質膜受體銜銜接接蛋蛋白白的的

20、作作用用AP2AP2在網格蛋白小泡裝配中的作用在網格蛋白小泡裝配中的作用發(fā)動蛋白發(fā)動蛋白(dynamin)(dynamin) 發(fā)動蛋白在網格蛋白小泡構成過程中同出芽發(fā)動蛋白在網格蛋白小泡構成過程中同出芽的頸部結合，一旦小泡裝配完成，發(fā)動蛋白立的頸部結合，一旦小泡裝配完成，發(fā)動蛋白立刻水解其本身結合的刻水解其本身結合的GTPGTP從而將小泡與質膜切從而將小泡與質膜切離。離。 發(fā)發(fā) 動動 蛋蛋 白白 的的 作作 用用6.3 COP-6.3 COP-被膜小泡構成的機理被膜小泡構成的機理Small GTP-binding proteins單體單體G蛋白蛋白(monomeric GTP-binding

21、protein)活性調理活性調理 鳥嘌呤核苷釋放蛋白鳥嘌呤核苷釋放蛋白(guanine- nucleotide-releasing protein, GNRP) GTP酶激活蛋白酶激活蛋白(GTPase-activating protein, GAP)Types ARF :Assembly reaction factor, 參與參與COPI被膜小泡的裝配被膜小泡的裝配Sar1 參與參與COPII被膜小泡的裝配被膜小泡的裝配功能功能 Which appear to regulate the binding of coat proteins to the membrane. ARFARF在在COP

22、COP被膜小泡構成中作用被膜小泡構成中作用COPII-COPII-被膜小泡的構成被膜小泡的構成6.4 6.4 小泡的定向運輸、停靠和交融機理小泡的定向運輸、停靠和交融機理SNARE hypothesisNSF (N-ethylmaleimide-sensitive fusion protein，NSF)SNAP (可溶性可溶性NSF附著蛋白，附著蛋白，soluble NSF attachment protein，SNAP) V-SNARE(vesicle-SNAP receptor) T-SNARE(target-SNAP receptor)小泡運輸的導航標志小泡運輸的導航標志Rab-proteinThe Rab proteins are a family of small GTP-binding proteins that are related to the Ras proteins.More than 30 different Rab proteins have been identified and shown t