《細(xì)胞生物》課件內(nèi)膜2

1、細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)(Endomembrane System)細(xì)胞生物教研室劉 彤2013. 11高爾基復(fù)合體Golgi body,Golgi complex發(fā)現(xiàn)于1855年，1898年，Golgi用銀染法，在貓頭鷹的神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)觀察到了清晰的嗜銀網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此定名為高爾基體。Golgi1、高爾基體的結(jié)構(gòu)及其化學(xué)組成分布：細(xì)胞核附近，介于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和胞膜之間。不同組織細(xì)胞中具有不同的分布特征。 是具有極性的膜性細(xì)胞器。在細(xì)胞內(nèi)存在一定的方向和位置；物質(zhì)從高爾基復(fù)合體的一側(cè)進(jìn)入，從另一側(cè)輸出結(jié)構(gòu)單位：扁平囊泡 cisterna 小泡 vesicles 大泡 vacuoles 高爾基體的結(jié)構(gòu)1、生成面（for

2、ming face，順面）：CGN（cis Golgi network,順面高爾基網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，cis膜囊），扁囊彎曲凸面分布：靠近內(nèi)質(zhì)網(wǎng)側(cè)形態(tài)：為連續(xù)分支的管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)功能：分選來自ER的蛋白質(zhì)和脂類轉(zhuǎn)入中間膜囊或返送回ER； -連接的糖基化2、高爾基體堆（Golgi stack）：主體部分。 扁平囊泡平行排列 高爾基中間膜囊分布：CGN和TGN之間形態(tài)：由數(shù)層高爾基膜囊和管道構(gòu)成功能：執(zhí)行糖基化修飾、糖脂和多糖合成 3、分泌面（secreting face，反面）或成熟面， TGN（trans Golgi network,反面高爾基網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)）扁囊彎曲凹面分布：靠近胞膜側(cè)，與中間膜囊相連。形態(tài)：動(dòng)

3、態(tài)變化；呈管網(wǎng)狀，與未成熟分泌泡連接。功能：分選和修飾蛋白質(zhì)，通過分泌泡將之輸出細(xì)胞或運(yùn)向溶酶體，并保證物質(zhì)單方向轉(zhuǎn)運(yùn)。順面扁囊磷酸轉(zhuǎn)移酶中間扁囊-乙酰葡萄糖胺轉(zhuǎn)移酶反面扁囊半乳糖基轉(zhuǎn)移酶順面：表面光滑的小泡運(yùn)輸小泡（transfer vesicle， 有衣小泡）：由ER芽生而來。 將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到高爾基體反面：分泌泡（secretory vesicle，大泡）： 由扁平囊泡末端膨大而成，為高爾基體的分泌產(chǎn)物?；瘜W(xué)成分及標(biāo)志反應(yīng)化學(xué)組成：蛋白質(zhì)和脂類 標(biāo)志酶：糖基轉(zhuǎn)移酶 標(biāo)志細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)：生成面：嗜鋨反應(yīng) 中間膜囊：NADP酶（煙酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶）反應(yīng)分泌面： TPP酶（焦磷酸

4、硫胺素酶）反應(yīng)順面，中間，反面2、高爾基復(fù)合體的主要功能1.與細(xì)胞的分泌活動(dòng)有關(guān)，運(yùn)輸分泌中轉(zhuǎn)站 RER上合成蛋白質(zhì)進(jìn)入ER腔COPII運(yùn)輸泡進(jìn)入CGN在medial Golgi中加工在TGN形成運(yùn)輸泡與質(zhì)膜融合、排出。2.加工修飾蛋白質(zhì)和糖脂等3.對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行分選4.水解加工蛋白質(zhì)5.參與膜轉(zhuǎn)化活動(dòng)加工修飾蛋白質(zhì)、糖脂等在高爾基體不同區(qū)隔內(nèi)分別含有特定的酶區(qū)域性。蛋白質(zhì)經(jīng)過膜囊中高度有序的加工，最終形成復(fù)雜的寡糖鏈有序性。連接的糖基化高爾基體中的連接的糖基化水解加工蛋白質(zhì)賦予蛋白質(zhì)以活性。如：胰島素在轉(zhuǎn)變酶的修飾下，成為有活性的胰島素，存于胞質(zhì)中。在一定條件下，釋放出胞。蛋白質(zhì)在高爾基體中酶

5、解加工的幾種類型無生物活性的蛋白原（proprotein）高爾基體切除N-端或兩端的序列成熟的多肽。如胰島素、胰高血糖素及血清白蛋白等。蛋白質(zhì)前體高爾基體水解同種有活性的多肽。含有不同信號(hào)序列的蛋白質(zhì)前體高爾基體加工成不同的產(chǎn)物。同一種蛋白質(zhì)前體不同細(xì)胞、以不同的方式加工不同的多肽。對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行分選TGN形成運(yùn)輸小泡，包裹衣被，成為衣被小泡。小泡中的蛋白經(jīng)過加工帶上分選信號(hào)，可選擇、濃縮形成不同去向的運(yùn)輸小泡。與膜上的特異受體結(jié)合。衣被小泡在運(yùn)送過程中衣被逐漸消失， 小泡返回高爾基體蛋白質(zhì)被排出：如：溶酶體酶帶分選信號(hào)甘露糖-6-磷酸（M6P），當(dāng)運(yùn)輸小泡融合內(nèi)體后，形成溶酶體。這些分泌小泡的

6、三種可能去向1.以有被小泡形式被轉(zhuǎn)運(yùn)到溶酶體2.以有被小泡的形式運(yùn)向細(xì)胞膜或分泌到細(xì)胞外3.以分泌小泡的形式暫時(shí)儲(chǔ)存在細(xì)胞質(zhì)中。參與膜轉(zhuǎn)化活動(dòng)膜轉(zhuǎn)化（membrane differentiation）。即在rER上合成的基本膜，經(jīng)過加工修飾，在化學(xué)成份、結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生差異，成為各種功能不同的膜的變化過程。高爾基體的分泌泡在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，補(bǔ)充 細(xì)胞膜、胞質(zhì)內(nèi)膜性細(xì)胞器的膜成分，參與膜流活動(dòng)。第三節(jié) 溶酶體(lysosome)形態(tài)結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成分布：動(dòng)物細(xì)胞（除外成熟RBC）胞質(zhì)中；植物細(xì)胞、原生動(dòng)物細(xì)胞中。形態(tài)：圓形或卵圓形，囊狀結(jié)構(gòu)，異質(zhì)性細(xì)胞器。 來源：高爾基體芽生的運(yùn)輸小泡與內(nèi)體合并而成。

7、組成：單位膜，60種以上酸性水解酶。膜內(nèi)存在質(zhì)子泵，能將質(zhì)子泵入溶酶體內(nèi)，保持內(nèi)部酸性環(huán)境。膜蛋白高度糖基化。標(biāo)志酶：酸性磷酸酶。最適PH值：3.5-5.5。 溶酶體膜的特征： 嵌有質(zhì)子泵，形成和維持溶酶體中酸性的內(nèi)環(huán)境； 具有多種載體蛋白用于水解的產(chǎn)物向外轉(zhuǎn)運(yùn)；膜蛋白高度糖基化，可能有利于防止自身膜蛋白的降解。溶酶體膜糖蛋白家族（LAMP）類型根據(jù)其功能狀態(tài)的不同1、初級(jí)溶酶體， 前、原溶酶體， 無酶活性2、次級(jí)溶酶體 自噬溶酶體 吞噬溶酶體 吞噬體 吞飲體3、三級(jí)溶酶體 殘余小體根據(jù)形成過程的不同內(nèi)體性溶酶體(endolysosome)由高爾基體運(yùn)輸小泡和內(nèi)體合并而成。吞噬性溶酶體(pha

8、golysosome)由內(nèi)體性溶酶體和吞噬底物融合而成。溶酶體酶的合成及N-連接的糖基化修飾（RER） 高爾基體cis膜囊寡糖鏈上的甘露糖殘基磷酸化M6P高爾基體trans-膜囊和TGN膜（M6P受體）溶酶體酶分選與局部濃縮以出芽的方式形成運(yùn)輸小泡，脫衣被磷酸葡萄糖苷酶磷酸化識(shí)別信號(hào)：信號(hào)斑N-乙酰葡萄糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶發(fā)生途徑 早起內(nèi)體，晚期內(nèi)體，內(nèi)體性溶酶體吞噬性溶酶體分類自噬性溶酶體 吞噬底物來自細(xì)胞內(nèi)異噬性溶酶體吞噬底物來自細(xì)胞外吞噬或吞飲攝入的外源性物質(zhì)殘余小體末期階段的吞噬性溶酶體殘余小體含有脂滴的脂褐素充滿鐵顆粒的含鐵小體由許多小泡構(gòu)成的多泡體膜性內(nèi)容物呈板層排列的髓鞘樣結(jié)構(gòu)溶酶體的

9、主要功能分解胞內(nèi)的外來物質(zhì)及清除衰老、殘損細(xì)胞器。物質(zhì)消化與營養(yǎng)作用 自噬機(jī)體防御保護(hù)功能 巨噬細(xì)胞 參與某些腺體組織細(xì)胞分泌過程的調(diào)節(jié)參與生物個(gè)體發(fā)生于發(fā)育過程吞噬自噬溶酶體與疾病溶酶體酶缺陷貯積病泰薩氏病（黑朦性先天愚?。┤苊阁w破裂矽肺二氧化矽矽酸分子巨噬細(xì)胞死亡（重復(fù)）溶酶體酶釋放類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎溶酶體與癌癥的治療臺(tái)-薩氏綜合癥溶酶體的同心圓結(jié)構(gòu)第四節(jié) 過氧化物酶體(Peroxisome)形態(tài)結(jié)構(gòu)過氧化物酶體又稱微體（microbody） 是由單層膜圍繞的內(nèi)含一種或幾種氧化酶類的異質(zhì)性細(xì)胞器來源：可能由sER出芽形成。結(jié)構(gòu)： 單位膜 顆粒性內(nèi)容物類核體（nucleoid）：高電子密度的結(jié)晶狀

10、核心 邊緣板：形狀化學(xué)組成三類主要酶系：氧化酶過氧化氫酶（標(biāo)志酶）過氧化物酶功能清除細(xì)胞代謝過程中產(chǎn)生的過氧化氫及其他毒性物質(zhì)。調(diào)節(jié)細(xì)胞氧張力。分解轉(zhuǎn)化細(xì)胞內(nèi)脂肪酸 線粒體（mitochondria）線粒體對(duì)核編碼蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn) p144線粒體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具有雙層膜的封閉性膜囊結(jié)構(gòu)。能量轉(zhuǎn)換的場所。是有半自主性的細(xì)胞器（semiautonomous organelle）: 細(xì)胞核與線粒體基因組合成蛋白質(zhì)線粒體對(duì)核編碼蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)線粒體中，多數(shù)蛋白由核基因組編碼并由胞質(zhì)核糖體合成，轉(zhuǎn)入線粒體。過程：帶有MTS的前體蛋白解折疊穿膜MTS降解，多肽鏈重新折疊。需分子伴侶（如mthsp70）協(xié)助消耗能量。細(xì)胞

11、內(nèi)的囊泡運(yùn)輸與蛋白質(zhì)分選細(xì)胞內(nèi)合成的蛋白質(zhì)、脂類等物質(zhì)之所以能夠定向的轉(zhuǎn)運(yùn)到特定的細(xì)胞器取決于兩個(gè)方面：其一是蛋白質(zhì)中包含特殊的信號(hào)序列（signal sequence）。其二是細(xì)胞器上具特定的信號(hào)識(shí)別裝置（分選受體，sorting receptor）。蛋白質(zhì)分選運(yùn)輸?shù)脑淼鞍踪|(zhì)分選運(yùn)輸?shù)耐緩介T控運(yùn)輸（gated transport）：如核孔選擇性的主動(dòng)運(yùn)輸大分子物質(zhì)，并允許小分子物質(zhì)自由進(jìn)出細(xì)胞核?？缒み\(yùn)輸（transmembrane transport）：如細(xì)胞質(zhì)中合成的蛋白質(zhì)在信號(hào)肽引導(dǎo)下，通過轉(zhuǎn)位因子，解折疊進(jìn)入線粒體。囊泡運(yùn)輸（vesicular transport）：經(jīng)運(yùn)輸小泡，定

12、向轉(zhuǎn)運(yùn)到靶細(xì)胞器。如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向高爾基體的物質(zhì)運(yùn)輸、高爾基體分泌形成溶酶體、細(xì)胞攝入某些物質(zhì)或激素。囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)（vesicular transport）胞外物質(zhì)胞吞囊泡胞內(nèi)囊泡溶酶體胞質(zhì)物質(zhì)囊泡內(nèi)質(zhì)網(wǎng)囊泡高爾基體囊泡靶細(xì)胞器指囊泡以出芽的方式，從一種細(xì)胞器產(chǎn)生、脫離后又定向地與另一種細(xì)胞器膜相互融合的過程囊泡分類網(wǎng)格蛋白包被囊泡負(fù)責(zé)蛋白質(zhì)從高爾基體TGN質(zhì)膜、胞內(nèi)體或溶酶體運(yùn)輸； 在受體介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)吞途徑也負(fù)責(zé)將物質(zhì)從質(zhì)膜內(nèi)吞泡(細(xì)胞質(zhì)) 胞內(nèi)體溶酶體運(yùn)輸COP II 包被囊泡負(fù)責(zé)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體的物質(zhì)運(yùn)輸； COPII包被小泡具有對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)的選擇性并使之濃縮COP I包被囊泡負(fù)責(zé)回收、轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白(escaped proteins） ER； 細(xì)胞器中保留及回收蛋白質(zhì)的兩種機(jī)制： 轉(zhuǎn)運(yùn)泡將應(yīng)被保留的駐留蛋白排斥在外，防止出芽轉(zhuǎn)運(yùn)； 通過識(shí)別駐留蛋白C-端的回收信號(hào)(lys-asp-glu-leu,KDEL) 的特異性受體，以COPI-包被小泡的形式捕獲逃逸蛋白。網(wǎng)格蛋白COPII 小泡受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)亩ㄏ蜻\(yùn)輸?shù)幕就緩礁叨扔行虿⑹艿絿?yán)格選擇和精密控制的物質(zhì)運(yùn)輸過程特異性識(shí)別融合是囊泡物質(zhì)定向轉(zhuǎn)運(yùn)和準(zhǔn)確卸