同濟大學細胞生物學課件-內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

1、內(nèi) 質(zhì) 網(wǎng)（endoplasmic reticulum）內(nèi)膜系統(tǒng)中占有中心地位的 細胞器 第一節(jié) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)與類型 一）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmic reticulum，ER)：細胞質(zhì)中由單位膜圍成的小管(tubule)、小泡( vesicle)或扁囊(cisternae)連接成的連續(xù)的網(wǎng)狀膜系統(tǒng)。 二）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的分類糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(rough endoplasmic reticulum，rER)：表面粗糙，有核糖體附著，常由板層狀排列的扁囊構(gòu)成，腔內(nèi)含有均質(zhì)的低或中等電子密度的蛋白樣物質(zhì)。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(smooth endoplasmic reticulum，sER)：表面

2、光滑，沒有核糖體附著，常由分支小管或圓形小泡構(gòu)成，小管直徑50100nm，很少有扁囊。 三）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在不同細胞中的分布情況rER：分泌蛋白質(zhì)旺盛的細胞，大量合成膜脂的細胞sER：脂類合成旺盛細胞，一些特化細胞（肌漿網(wǎng)(sarcoplasmic reticulum)） 四）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的研究材料微粒體(microsome)：應用蔗糖密度梯度離心法從細胞勻漿中分離出內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的碎片，直徑約100nm，是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)斷裂后形成許多封閉小泡。 第二節(jié) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的化學組成脂類內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中脂類主要是磷脂，卵磷脂含量很多，鞘磷脂含量則很少。蛋白質(zhì)含大量蛋白酶類。葡萄糖-6-磷酸酶被認為是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的標志酶第三節(jié) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能 蛋白

3、質(zhì)合成、脂類合成、糖代謝解毒作用；并參與物質(zhì)運輸、物質(zhì)交換和對細胞的機械支持 一、粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能 首要功能：提供合成四大類蛋白質(zhì)的場所。游離核糖體（細胞質(zhì)中）： 結(jié)構(gòu)蛋白：細胞生長代謝所需酶、組蛋白、骨架蛋白、核糖體蛋白等附著核糖體（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜）：分泌蛋白：抗體、肽類激素、消化酶、神經(jīng)遞質(zhì)、膠原蛋白等跨膜蛋白駐留蛋白溶酶體蛋白（一）分泌蛋白質(zhì)的合成 （1） 翻譯信號肽 （2） 信號識別顆粒識別信號肽 （3） 信號肽被引導到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上 （4） 蛋白質(zhì)在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上繼續(xù)合成 （1） 翻譯信號肽信號密碼(signal codon)：分泌蛋白mRNA 5端起始密碼AUG后，有一組編碼特殊氨基酸序列的密

4、碼子。信號肽(signal peptide)：游離核糖體上，信號密碼翻譯出一段由1830個疏水氨基酸組成的肽鏈。（2） 信號識別顆粒識別信號肽信號識別顆粒（signal recognition particle，SRP）：由一個7S RNA(約300個堿基)和6種不同的蛋白質(zhì)緊密結(jié)合組成的復合物。SRP功能 1.SRP既能識別露出核糖體之外的信號肽 2.又能識別粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的 SRP受體。 3.當形成 SRP-核糖體復合體時，占據(jù)A位點，使蛋白質(zhì)合成暫停。 （3） 信號肽被引導到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上SRP受體也稱?？康鞍?docking protein)：膜整合蛋白，暴露于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜表面。過程1. SR

5、P與膜上受體結(jié)合,SRP-核糖體復合體被引導到ER膜上，與ER膜接觸。2. 核糖體與ER膜結(jié)合成為附著核糖體，SRP從核糖體上解離，參加下次循環(huán)。（4） 蛋白質(zhì)在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上繼續(xù)合成1. 處于暫停狀態(tài)的蛋白質(zhì)合成重新開始。2. 信號肽便經(jīng)轉(zhuǎn)移器，通過疏水節(jié)段插入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜內(nèi)。3. 肽鏈以袢環(huán)形式進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔，直至合成完整多肽鏈。4. 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的信號肽，被腔面的信號肽酶切掉降解。5. 核糖體脫離內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，重新加入新的蛋白質(zhì)合成。（二）分泌蛋白和跨膜蛋白形成 分泌蛋白：多肽鏈全部穿過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜進入ER腔中。跨膜蛋白：多肽鏈疏水性節(jié)段形成的螺旋跨膜。內(nèi)信號肽：位于多肽鏈內(nèi)部的疏水性信號序列。內(nèi)信號肽具有

6、起始轉(zhuǎn)移和終止轉(zhuǎn)移信號功能。停止信號可以使蛋白轉(zhuǎn)移器鈍化，使多肽鏈轉(zhuǎn)移停止，跨膜。單次跨膜蛋白：一個開始轉(zhuǎn)移信號，一個停止轉(zhuǎn)移信號。一個位于內(nèi)部的內(nèi)信號肽疏水序列。多次跨膜蛋白：多個起始信號和多個終止信號。 （三）蛋白質(zhì)的糖基化 N-連接糖基化：寡糖鏈中的糖基與多肽鏈中的天冬酰胺殘基的酰胺N原子共價連接，形成N-連接寡糖。前體：寡糖多萜醇中間產(chǎn)物。催化反應酶：膜內(nèi)側(cè)面的糖基轉(zhuǎn)移酶。糖基轉(zhuǎn)移酶位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔面， N連接糖基化只能在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的腔側(cè)面進行 （四）蛋白質(zhì)的分選與轉(zhuǎn)運 1.大多數(shù)蛋白通過高爾基復合體經(jīng)進一步加工、修飾后排出細胞外。2.羧基端擁有信號序列（-賴-天冬-谷-亮-COO-）， 能將

7、蛋白駐留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中（如蛋白二硫鍵異構(gòu)酶、結(jié)合蛋白、分子伴侶），形成駐留蛋白 （五）膜脂的合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜能合成幾乎所有細胞膜需要的脂類。1） 。新合成的脂類分子最初只嵌入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脂雙層的細胞質(zhì)基質(zhì)面。 2） 翻轉(zhuǎn)酶(flipase)，能選擇性地將脂類分子從細胞質(zhì)基質(zhì)面的膜層“翻轉(zhuǎn)”到ER腔面的膜層中。脂類去向： 一、嵌入到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脂類雙層中，補充自身膜損失。二、輸送到其它膜性細胞器，補充其他膜相損失。（五）貯存鈣離子細胞膜和ER膜上有Ca2+-泵，能將胞質(zhì)中的Ca2+泵出胞外或貯存在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（Ca2+-庫）中，使細胞質(zhì)中的Ca2+和細胞外及Ca2+-庫的Ca2+保持極大的濃度差。二、滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能 （一）脂類的合成（二） 糖原代謝（三）生物轉(zhuǎn)化作用（四）肌漿網(wǎng)調(diào)節(jié)肌肉的收縮活動（一）脂類的合成SER包含一整套合成脂類的酶系，合成幾乎所有脂類（除了合成膜脂以外，還合成包括脂肪、磷脂、膽固醇、甾類激素等其它的脂類）。 （二） 糖原代謝肝細胞內(nèi)的滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)胞質(zhì)面附著的糖原顆粒，可被6-磷酸葡萄糖酶催化降解，生成