山大醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)課件05內(nèi)膜系統(tǒng)及囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)

1、第五章 內(nèi)膜系統(tǒng)及囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)膜系統(tǒng)的概念：細(xì)胞內(nèi)發(fā)生與功能相關(guān)的單層膜組成的細(xì)胞器。包括細(xì)胞的核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體及細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)小泡，多數(shù)人把過(guò)氧化物酶體也歸于內(nèi)膜系統(tǒng)。本章要給大家講述的內(nèi)容分泌蛋白形成的過(guò)程膜蛋白形成的過(guò)程溶酶體的形成過(guò)程細(xì)胞內(nèi)膜的動(dòng)態(tài)變化細(xì)胞內(nèi)的運(yùn)載系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體及溶酶體結(jié)構(gòu)功能的比較內(nèi)膜系統(tǒng)中特殊的細(xì)胞器（過(guò)氧化物酶體）內(nèi)膜系統(tǒng)與疾病本章要給大家講述的內(nèi)容分泌蛋白形成的過(guò)程膜蛋白形成的過(guò)程溶酶體的形成過(guò)程細(xì)胞內(nèi)膜的動(dòng)態(tài)變化細(xì)胞內(nèi)的運(yùn)載系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體及溶酶體結(jié)構(gòu)功能的比較內(nèi)膜系統(tǒng)中特殊的細(xì)胞器（過(guò)氧化物酶體）內(nèi)膜系統(tǒng)與疾病分泌蛋白

2、的形成過(guò)程分泌蛋白、膜蛋白及溶酶體蛋白通過(guò)相近的途徑：合成于粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng) （經(jīng)加工）以運(yùn)輸小泡的形式轉(zhuǎn)運(yùn)到 高爾基體（加工、分選）于高爾基體的反面離開(kāi)高爾基體再以分泌小泡的形式運(yùn)輸?shù)劫|(zhì)膜，以外排的形式完成分泌。分泌蛋白的形成過(guò)程分泌蛋白、膜蛋白及溶酶體蛋白通過(guò)相近的途徑：合成于粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng) （經(jīng)加工）以運(yùn)輸小泡的形式轉(zhuǎn)運(yùn)到 高爾基體（加工、分選）于高爾基體的反面離開(kāi)高爾基體再以分泌小泡的形式運(yùn)輸?shù)劫|(zhì)膜，以外排的形式完成分泌。分泌蛋白形成的第一站：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)微粒體的概念標(biāo)志酶：葡萄糖-6-磷酸酶內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能（一） 粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與外輸性蛋白質(zhì)的分泌合成、加工修飾及轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程密切相關(guān)1.作為核糖體附著的支架附著

3、核糖體合成的蛋白外輸性的或分泌性的蛋白質(zhì)膜整合蛋白構(gòu)成細(xì)胞器中駐留蛋白（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，高爾基體）溶酶體蛋白信號(hào)肽學(xué)說(shuō)核糖體是怎樣附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，新形成的肽是怎樣穿越內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜而進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的 ？SRP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)信號(hào)肽引導(dǎo)新合成的肽進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的過(guò)程Translocator 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與功能2. 新生多肽鏈的折疊與裝配內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)：GSSG , 附著與網(wǎng)內(nèi)腔的蛋白二硫鍵異構(gòu)酶（protein disulfide isomerase, PDI),使得二硫鍵形成及多肽折疊加快內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的重鏈結(jié)合蛋白（heavy-chain binding protein, Bip) ，識(shí)別折疊錯(cuò)誤及未完成裝配的蛋白亞單位，并

4、滯留。Heat Shock protein 70, SHP70.“伴侶”蛋白（chaperone protein). 這類蛋白還有鈣網(wǎng)素（calreticulin), 葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白94（glucose regulated protein 94, GRP94). 后者為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)標(biāo)志性分子伴侶。- Lys-Asp-Glu-Leu (in short KDEL) 四氨基酸滯留信號(hào)肽（retention Signal peptide )endoplasmin 這些伴侶蛋白都有下列特殊序列作為滯留的信號(hào)3.蛋白質(zhì)的糖基化（glycosylation)Asn N-linked glycosylationT

5、arget sequences: Asn-X-Ser or Asn-X-Thr滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能（插曲）1. 脂質(zhì)合成2. 糖原代謝3. 解毒作用4. 胞內(nèi)鈣濃度調(diào)節(jié)5. 胃酸、膽汁的合成與分泌1. 脂質(zhì)合成 包括磷脂、膽固醇、脂肪、皮質(zhì)激素、糖脂等。滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)能合成脂類和膽固醇；含有合成膽固醇的全套酶系和能夠使膽固醇轉(zhuǎn)化為類固醇激素的酶類及脂類合成酶類，如磷脂酸合成酶等在分泌類固醇激素的細(xì)胞中， SER很發(fā)達(dá)。在生殖腺和腎上腺的內(nèi)分泌細(xì)胞中，SER參與甾體類激素的合成 。 脂質(zhì)合成特點(diǎn)：ER合成細(xì)胞所需絕大多數(shù)膜脂（包括磷脂和膽固醇） 兩種例外： 鞘磷脂和糖脂（ER開(kāi)始Golgi comple

6、x完成） Mit/Chl某些單一脂類是在它們的膜上合成的。 各種不同的細(xì)胞器具有明顯不同的脂類組成： phosphatidylcholine（PC）： ERGCPM（高低） phosphatidylserine（PS）： PMGCER（高低） 合成磷脂所需的三種酶均為ER膜上的整合蛋白： 脂酰基轉(zhuǎn)移酶 磷脂酸酶 膽堿磷酸轉(zhuǎn)移酶磷脂合成酶的活性部位在ER膜的細(xì)胞質(zhì)側(cè)說(shuō)明合成磷脂所需底物來(lái)源于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)基本過(guò)程：3步以卵磷脂（磷脂酰膽堿）的合成過(guò)程：新合成磷脂去向（三種）膜脂的翻轉(zhuǎn)：新合成磷脂最初位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的胞質(zhì)側(cè)，部分磷脂在磷脂轉(zhuǎn)位因子（phospholipd translocator / f

7、lippase翻轉(zhuǎn)酶）的作用下，將其從胞質(zhì)側(cè)翻轉(zhuǎn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔面。在RER中的磷脂反轉(zhuǎn) 運(yùn)輸小泡的轉(zhuǎn)運(yùn)：新合成磷脂或者以出芽形成小泡的形式運(yùn)至高爾基體、溶酶體、質(zhì)膜等。磷脂交換蛋白的作用在膜之間轉(zhuǎn)移磷脂: 在磷脂轉(zhuǎn)換蛋白（phospholipd exchange proteins ，PEP）的作用下完成。以形成復(fù)合物的形式自由擴(kuò)散至細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，然后運(yùn)至線粒體、過(guò)氧化物酶體等。磷脂轉(zhuǎn)換蛋白：水溶性載體蛋白，每一載體蛋白識(shí)別特殊類型的磷脂，且只與一個(gè)磷脂分子結(jié)合，成為水溶性復(fù)合物，觸到缺乏磷脂的線粒體和過(guò)氧化酶體便會(huì)釋放結(jié)合的磷脂分子，安插到該膜的脂雙層中。2. 糖原代謝參與糖原分解： 肝細(xì)胞滑面內(nèi)質(zhì)

8、網(wǎng) (胞質(zhì)面?) 糖原顆粒磷酸化酶催化1-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖，SER膜上的葡萄糖-6-磷酸酶脫掉6-磷酸葡萄糖的磷酸根，葡萄糖轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中，最后被釋放到血液 。參與糖原的合成：2種不同觀點(diǎn) 3. 解毒作用 肝細(xì)胞中SER上細(xì)胞色素b5，細(xì)胞色素P450，NADPH-細(xì)胞色素C還原酶， NADH -細(xì)胞色素b5還原酶等電子傳遞酶系，具有羥化酶和氧化酶功能，即有解毒作用，通過(guò)氧化、羥化有毒物質(zhì)，使毒性破壞、極性增強(qiáng)，代謝為水溶性物質(zhì)排出體外。4. Ca2+貯存及調(diào)節(jié)肌細(xì)胞中的肌漿網(wǎng)特化的SER參與肌原纖維收縮中的鈣離子濃度調(diào)節(jié)儲(chǔ)存鈣離子，作為細(xì)胞內(nèi)信號(hào)物質(zhì)。5. 胃酸、膽汁的合成與分泌

9、 胃壁腺上皮細(xì)胞中，參與胃酸形成 肝細(xì)胞中參與膽汁的合成與分泌分泌蛋白形成的第二站：高爾基體（一）形態(tài)類型 1.扁平囊泡： 3-8個(gè),弓形排列(膜厚6-8nm，寬15-20nm，囊間距20 30nm ) 2.小囊泡（運(yùn)輸囊泡）：（ 4080nm ） 3.大囊泡（分泌泡）：（ 100500nm）電鏡下： 光滑的膜組成的膜性細(xì)胞器，分為三個(gè)區(qū)室高爾基體的立體三維結(jié)構(gòu)(極性)順面高爾基網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（cis Golgi network,CGN ） 中間膜囊：糖基化等修飾 反面高爾基網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（trans Golgi network,TGN） （三）分布形式形態(tài)、分布、生理狀態(tài)與細(xì)胞類型及功能有關(guān)；發(fā)達(dá)程度與

10、細(xì)胞分化程度呈正比；高爾基體與細(xì)胞骨架關(guān)系密切： 在非極性細(xì)胞中，高爾基體分布在MTOC(負(fù)端) 高爾基體的膜囊上存在微管的馬達(dá)蛋白（cytoplasmic dynein和kinesin）和微絲的馬達(dá)蛋白（myosin）。 二、高爾基復(fù)合體的化學(xué)組成脂類：膜脂成分介于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和質(zhì)膜間，40%； 蛋白質(zhì)：60% 酶類：種類較多，如：糖基轉(zhuǎn)移酶、磷脂 酶、氧化還原酶(成熟面含酶多)；糖類：多糖分布從形成面到成熟面呈梯度 上升； 種類 功能糖基轉(zhuǎn)移酶 參與糖蛋白合成 （標(biāo)志酶） 甘露糖轉(zhuǎn)移酶 N-乙酰半乳糖轉(zhuǎn)移酶 N-乙酰葡萄糖胺轉(zhuǎn)移酶 唾液酸轉(zhuǎn)移酶 半乳糖基轉(zhuǎn)移酶 巖藻糖轉(zhuǎn)移酶高爾基體中的糖基轉(zhuǎn)移酶

11、順面扁囊反面扁囊中間扁囊三、高爾基復(fù)合體的功能（一）參與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸和分泌 外分泌性蛋白、細(xì)胞膜 蛋白、溶酶體酶蛋白、細(xì)胞外基質(zhì)蛋白等都通高爾基體修飾和轉(zhuǎn)運(yùn)（二）胞內(nèi)物質(zhì)加工合成的場(chǎng)所 1.糖蛋白的加工合成 糖蛋白的糖基化 糖脂的糖基化糖基化修飾的蛋白有兩種連接方式： N連接： N連接在ER腔內(nèi)完成，仍需在高爾基復(fù)合體內(nèi)進(jìn)一步加工修飾（剪切和補(bǔ)加某些基團(tuán)） O連接： O連接主要發(fā)生在Golgi complex-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。 蛋白質(zhì)糖基化類型(N-連接與O-連接的寡糖比較) 特 征 N-連接 O-連接1. 合成部位 粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體

12、2. 合成方式 來(lái)自同一個(gè) 寡糖前體一個(gè)個(gè)單糖加上去3. 與之結(jié)合的 氨基酸殘基 天冬酰胺 絲氨酸、蘇氨酸、羥賴氨酸、羥脯氨酸4 最終長(zhǎng)度 至少5個(gè) 糖殘基一般16個(gè)糖殘基，但ABO血型抗原較長(zhǎng)5.第一個(gè)糖殘基N乙酰葡萄糖胺半乳糖, N乙酰半乳糖胺The core carbohydrate of N-linked oligosaccharides is assembled in the rER. Modifications to N-linked oligosaccharides are completed in the Golgi complex. O-linked oligosacchar

13、ides takes place in Golgi complex.高爾基復(fù)合體中的蛋白質(zhì)糖鏈的加工修飾具有嚴(yán)格的順序性和區(qū)域性。RER溶酶體酶寡糖磷酸化去除甘露糖去除甘露糖、加上N-乙酰葡萄糖胺加上半乳糖加上唾液酸、糖蛋白分選溶酶體質(zhì)膜分泌泡（3）高爾基體糖基化修飾的特點(diǎn)高爾基體的糖基化修飾加工酶都是整合膜蛋白；定位區(qū)域不同酶加工區(qū)室化；加工酶的活性部位面向高爾基體腔面；作用：切去或加上單糖基；（4）糖基化的作用：對(duì)蛋白質(zhì)有保護(hù)作用,使蛋白質(zhì)能夠抵抗消化酶的作用；賦予蛋白質(zhì)運(yùn)輸信號(hào)的功能；某些蛋白只有在糖基化之后才能正確折疊。參與形成細(xì)胞表面的糖被.(1)無(wú)生物活性的蛋白原高爾基體切除N-端

14、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。(2)含多個(gè)相同氨基酸的蛋白質(zhì)前體高爾基體水解同種有活性的 多肽; 如神經(jīng)肽等。(3)在高爾基體中進(jìn)行的肽鏈酪氨酸殘基的硫酸化作用 硫酸根轉(zhuǎn)移到酪氨酸羥基上蛋白聚糖； 2.蛋白質(zhì)的水解加工胰島素的加工過(guò)程 蛋白質(zhì)由RER合成、修飾后在高爾基體內(nèi)分選，后再由運(yùn)輸小泡送往細(xì)胞的不同靶結(jié)構(gòu)部位。分選基礎(chǔ)：糖蛋白的修飾具有方向性，使蛋白具有特異的分選標(biāo)志；甘露糖基磷酸化也是分選的標(biāo)簽。高爾基體作用：膜泡運(yùn)輸?shù)闹匾獦屑~；（三）蛋白質(zhì)的分選與胞內(nèi)膜泡運(yùn)輸形式：形成運(yùn)輸小泡或分泌小泡膜蛋白的形成過(guò)程分泌蛋白膜蛋白溶酶體的形成過(guò)程：溶酶體內(nèi)蛋白的

15、形成溶酶體結(jié)構(gòu)功能特點(diǎn) 溶酶體 (lysosome) 它是單層膜圍繞、內(nèi)含多種酸性水解酶類的囊泡狀細(xì)胞器，其主要功能是進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)消化。 具有異質(zhì)性（heterogenous），形態(tài)大小及內(nèi)含的水解酶種類都可能有很大的不同。 一、溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成大小多為0.20.8m, 可從0.05數(shù)m，有多種形態(tài)和名稱，因而有稱之異質(zhì)性細(xì)胞器。（一）溶酶體的結(jié)構(gòu)特征1.單層膜包裹的囊球狀小體，圓形或卵圓形。2. 溶酶體的主要成分： 含有多種水解酶，但沒(méi)有活性，只有當(dāng)溶酶體破裂，或其它物質(zhì)進(jìn)入，才有酶活性。其水解酶已知60余種，這些酶均屬于酸性水解酶，反應(yīng)的最適PH值為5.0左右。 溶酶體的標(biāo)志酶：酸

16、性磷酸酶（acid phosphatase）小鼠腹腔巨噬細(xì)胞3. 溶酶體膜蛋白高度糖基化，可有利于防止自身膜蛋白的降解。如lgpA、lgpB4. 膜上嵌有質(zhì)子泵，形成和維持溶酶體中酸性的內(nèi)環(huán)境； 并且具有多種載體蛋白，用于水解的產(chǎn)物向外轉(zhuǎn)運(yùn)； （二）溶酶體膜糖蛋白家族的同源性溶酶體結(jié)合蛋白（lysosomal-associated membrane protein，LAMP） 溶酶體整合膜蛋白（lysosomal integral membrane protein，LIMP）結(jié)構(gòu)組成 N-端信號(hào)肽序列 腔內(nèi)區(qū)（高度糖基化） 跨膜區(qū)（單次） C-端胞質(zhì)尾區(qū)（10個(gè)AA組成，高度保守） 可能是蛋白

17、分選的識(shí)別信號(hào)二、溶酶體的類型（一）根據(jù)溶酶體的功能狀態(tài)分為三類 初級(jí)溶酶體（primary lysosome）次級(jí)溶酶體（secondary lysosome）三級(jí)溶酶體（tertiary lysosome） 后溶酶體（post- lysosome ） 殘留小體（residual body） 終末溶酶體（telolysosome ） 1.初級(jí)溶酶體（primary lysosome）直徑約0.20.5um，膜厚7.5nm， 內(nèi)含物均一，無(wú)明顯顆粒，PH為 5.0左右，是高爾基體 分泌形成的剛形成的成熟溶酶體， 不含底物。前溶酶體含有多種水解酶，但 沒(méi)有活性，只有當(dāng)溶 酶體破裂，或其它物 質(zhì)進(jìn)

18、入，才有酶活性。小鼠脾臟巨噬細(xì)胞中的溶酶體用電鏡細(xì)胞化學(xué)技術(shù)顯示其中含有的酸性磷酸酶。 M：線粒體，L：溶酶體（樸英杰）2.次級(jí)溶酶體由初級(jí)溶酶體融入來(lái)自細(xì)胞外或細(xì)胞內(nèi)消化底物而形成，是將要或正在進(jìn)行消化作用的溶酶體，內(nèi)含水解酶和相應(yīng)的底物。分類： （1）根據(jù)與其融合的底物性質(zhì)的不同分為： 吞噬溶酶體（phagolysosome） 由初級(jí)溶酶體和吞噬體融合而成。 多泡小體（multivesicular body） 初級(jí)溶酶體和吞飲體融合而成。（2）根據(jù)其消化底物的來(lái)源不同又分為 自噬溶酶體(autophagic lysosome) 初級(jí)溶酶體與自噬體融合形成的次級(jí)溶酶體， 消化細(xì)胞自身的組分或

19、衰老、破碎的細(xì)胞器 （自噬體+初級(jí)溶酶體） 異噬溶酶體(heterophagic lysosome) 初級(jí)溶酶體與吞噬體或吞飲體融合形成， 消化來(lái)源于細(xì)胞外的物質(zhì) （吞噬體/吞飲體+ 初級(jí)溶酶體）Phagocytosis and Autophagy3.三級(jí)溶酶體（tertiary lysosome）又稱后溶酶體（post-lysosome），已失去酶活性也為殘余小體或終末溶酶體（telolysosome）脂褐質(zhì)、含鐵小體、多泡體、髓樣結(jié)構(gòu)1）脂褐色素(lipofusion)內(nèi)含脂滴，外被單位膜，形狀不規(guī)則。常見(jiàn)于神經(jīng)細(xì)胞和心肌細(xì)胞隨細(xì)胞生存時(shí)間的延長(zhǎng)，數(shù)量增多，而使神經(jīng)細(xì)胞等功能急劇下降2）含

20、鐵小體 內(nèi)部充滿鐵顆粒，外被單位膜攝入鐵過(guò)量時(shí)形成。可見(jiàn)肝腎等器官出現(xiàn)許多含鐵小體。 3）多泡體 內(nèi)含許多小泡在神經(jīng)細(xì)胞、卵母細(xì)胞中可見(jiàn)。 4）髓樣結(jié)構(gòu)內(nèi)含膜性成分，呈同心層狀、板狀、指紋狀排列。常見(jiàn)于巨噬細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞及病毒感染的細(xì)胞。肝細(xì)胞中的脂褐質(zhì)溶酶體內(nèi)的蛋白是怎樣形成的，又是怎樣轉(zhuǎn)運(yùn)的？溶酶體蛋白膜蛋白（高度糖基化的蛋白，防止溶酶體的酶破壞膜結(jié)構(gòu)）形成的過(guò)程與細(xì)胞外膜的蛋白相近溶酶體內(nèi)的酶蛋白（在酸性環(huán)境pH5.0,被活化） 形成過(guò)程與分泌蛋白相近，分選信號(hào)M-6-P（一）溶酶體水解酶的形成從反面高爾基體以出芽方式形成的過(guò)程 甘露糖-6-磷酸發(fā)生途徑1. 溶酶體酶蛋白的N-糖基化與內(nèi)

21、質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)運(yùn) 粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中酶蛋白合成，進(jìn)行N-連接糖基化，然后轉(zhuǎn)運(yùn)小泡運(yùn)輸?shù)礁郀柣w的形成面。2. 溶酶體酶蛋白在高爾基體內(nèi)的加工與轉(zhuǎn)移 （糖基化與磷酸化） 在順面高爾基網(wǎng)處作標(biāo)記：甘露糖-6-磷酸(mannose-6-phosphate,M6P)甘露糖-6-磷酸化 N-乙酰葡萄糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶 (N-acetyglucosamine phosphotransferase) N-乙酰葡萄糖胺磷酸糖苷酶溶酶體酶的加工 3. 酶蛋白的分選與轉(zhuǎn)運(yùn)在反面高爾基網(wǎng)有受體識(shí)別、結(jié)合M-6-P，出芽，以有被小泡形式脫離高爾基體。4. 前溶酶體的形成無(wú)被小泡與晚期內(nèi)體結(jié)合而成5. 溶酶體的成熟 在酸性環(huán)境下，溶酶體

22、酶去磷酸化；膜M-6-P受體重回到高爾基體trans面高爾基體cis膜囊寡糖鏈上的甘露糖殘基磷酸化M-6-PN-乙酰葡萄糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶高爾基體trans-膜囊和TGN膜（M-6-P受體）溶酶體酶分選與局部濃縮以出芽的方式轉(zhuǎn)運(yùn)到晚期內(nèi)體磷酸葡萄糖苷酶磷酸化識(shí)別信號(hào)：信號(hào)斑溶酶體酶的合成及N-連接的糖基化修飾（RER） 發(fā)生途徑M-6-P與受體分離去磷酸化溶酶體酶內(nèi)體性溶酶體形成受體循環(huán)出芽酸性環(huán)境The recognition of a lysosomal hydrolase. The GlcNAc phosphotransferase enzyme that recognizes lysoso

23、mal hydrolases in the Golgi apparatus has separate catalytic and recognition sites. The catalytic site binds both high-mannose N-linked oligosaccharides and UDP-GlcNAc. The recognition site binds to a signal patch that is present only on the surface of lysosomal hydrolases. 溶酶體分選的信號(hào)斑溶酶體的形成過(guò)程 從反面高爾基體

24、以出芽方式形成過(guò)程：溶酶體酶的分選信號(hào)是甘露糖-6-磷酸(M-6-P)在反面高爾基復(fù)合體含有識(shí)別M-6-P的膜結(jié)合蛋白受體從RER合成的含有M-6-P的酶與反面高爾基復(fù)合體膜上 M-6-P受體特異結(jié)合、包裝，從反面高爾基復(fù)合體以出芽方式形成有被小泡。有被小泡離開(kāi)高爾基復(fù)合體后立即脫去衣被，成為無(wú)被運(yùn)輸小泡。運(yùn)輸小泡與內(nèi)體（PH=6）融合成為內(nèi)體性溶酶體。M-6-P去P后與受體分離，受體返回Golgi再循環(huán)，內(nèi)體性溶酶體PH值進(jìn)一步下降成為成熟的溶酶體。四、溶酶體的功能（一） 作為細(xì)胞內(nèi)的消化“器官”: 分解細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)，清除衰老、損壞的細(xì)胞器，以維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，并為細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng) 如血清脂蛋白（

25、膽固醇）（二） 防御保護(hù)功能（病原體感染刺激單核細(xì)胞分化成巨噬細(xì)胞而吞噬、消化） 過(guò)程： phagocytosis phagosomeendocytosis early endosome late endosomelysosome autophagy autophagosomeDigestion of bacteria or virus （三） 參與某些激素的形成 某些分泌腺細(xì)胞中，溶酶體攝入分泌顆粒參與分泌過(guò)程的調(diào)節(jié) 如甲狀腺素、粒溶（分泌性自噬）；濾泡腔甲狀腺球蛋白I2溶酶體甲狀腺素甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞（四） 在個(gè)體發(fā)生、發(fā)育過(guò)程起重要作用 參與清除贅生組織或退行性變化的細(xì)胞；骨骼發(fā)生中骨質(zhì)

26、更新哺乳類動(dòng)物子宮內(nèi)膜的周期性萎縮 受精過(guò)程中的精子的頂體（acrosome）反應(yīng)細(xì)胞膜的動(dòng)態(tài)變化：細(xì)胞內(nèi)的運(yùn)載系統(tǒng)（囊泡運(yùn)輸）有被囊泡的種類及定向轉(zhuǎn)運(yùn)92 常見(jiàn)的三種類型包被1. 網(wǎng)格蛋白包被小泡2. COPII包被小泡3. COPI包被小泡網(wǎng)格蛋白有被囊泡(clathrin-coated vesicle)網(wǎng)格蛋白+銜接蛋白（不同種類決定運(yùn)轉(zhuǎn)情況）銜接蛋白： 目前至少發(fā)現(xiàn)4種不同類型，可分別結(jié)合不同類型的受體， 形成不同性質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)小泡，如 AP1：高爾基體內(nèi)體的運(yùn)輸 AP2：質(zhì)膜內(nèi)體的運(yùn)輸 AP3：高爾基體溶酶體的運(yùn)輸。95Selective transport by clathrin co

27、ated vesicles96衣被小泡的形成與分離過(guò)程 97（二）COP包被小泡 (COP coated vesicles)負(fù)責(zé)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體的物質(zhì)運(yùn)輸（順向運(yùn)輸）； COP包被蛋白由5種亞基組成，有sec12p、 sec24p、sec23p、sec13p、sec31p； 包被蛋白的裝配受Sar蛋白控制；COP包被小泡對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)具有選擇性并使之濃縮。 原因： a. COP蛋白能識(shí)別并結(jié)合跨內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜蛋白胞質(zhì)面一端的信號(hào)序列； b. 跨膜內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白腔面一端作為受體與ER腔中的可溶性蛋白結(jié)合。 COP包被成熟折疊蛋白的衣被小泡從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的過(guò)渡成分（無(wú)核糖體）出芽。運(yùn)輸小泡一旦形成， COP 衣被便消

28、失，小泡運(yùn)輸?shù)巾樏娓郀柣鶑?fù)合體并將內(nèi)容物釋放。98COPII包被小泡的裝配Sar-GTP與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的結(jié)合起始COPII亞基的裝配，形成小泡的包被并出芽，跨膜受體在腔面捕獲并富集被轉(zhuǎn)運(yùn)的可溶性蛋白 COP II衣被小泡形成于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的特殊部位，稱為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)出口（exit sites），這些部位沒(méi)有核糖體，由交織在一起的管道和囊泡組成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。99（三）COP包被小泡 (COPcoated vesicles)負(fù)責(zé)回收、轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白 (escaped proteins） ER。（如分子伴侶） （逆向運(yùn)輸） 高爾基體膜內(nèi)蛋白的逆向運(yùn)輸 COP包被含有8種蛋白亞基， 包被蛋白復(fù)合物的裝配與去裝 配依賴

29、于ARF (GTP-binding protein)； 裝配過(guò)程100COPI衣被小泡101細(xì)胞器中保留及回收蛋白質(zhì)的兩種機(jī)制： a.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)； b.通過(guò)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COP包被小泡的形式捕獲逃逸蛋白。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜蛋白（如SRP受體）在C端有一個(gè)不同的回收信號(hào)，通常是Lys-Lys-X-X（KKXX，X-任意氨基酸），同樣可保證它們的回收。 COP包被小泡在批量運(yùn)輸( bulk flow)中行使功能, 負(fù)責(zé) RER Golgi SV PM。COP包被小泡除行使 GolgiER逆行轉(zhuǎn)

30、運(yùn)外， 也可行使順行轉(zhuǎn)運(yùn)功能, ERER-Golgi ICGolgi。 102內(nèi)質(zhì)網(wǎng)駐留蛋白的回收?qǐng)D解103衣被小泡的類型與功能內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體Sec23/Sec24復(fù)合體，Sec 13/31復(fù)合體， Sec 12Sar 1COP II高爾基體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)COPARFCOP I質(zhì)膜內(nèi)體高爾基體內(nèi)體高爾基體溶酶體高爾基體植物液泡Clathrin重鏈與輕鏈，AP2Clathrin重鏈與輕鏈，AP1Clathrin重鏈與輕鏈，AP3ARFclathrin運(yùn)輸方向組成與銜接蛋白 GTP結(jié)合蛋白衣被類型104特異性識(shí)別融合是囊泡物質(zhì)定向轉(zhuǎn)運(yùn)和準(zhǔn)確卸載的基本保證特異性識(shí)別與融合。包被小泡沿著細(xì)胞內(nèi)的“軌道”被運(yùn)輸

31、到靶細(xì)胞器，馬達(dá)蛋白水解ATP提供運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力。各類運(yùn)輸小泡之所以能夠被準(zhǔn)確地與靶膜融合，是因?yàn)檫\(yùn)輸小泡表面的標(biāo)志蛋白能被靶膜上的受體識(shí)別，其中涉及識(shí)別過(guò)程的兩類關(guān)鍵性的蛋白質(zhì)是SNAREs（soluble NSF attachment protein receptor）：介導(dǎo)運(yùn)輸小泡特異性停泊和融合Rabs（targeting GTPase）：其作用是使運(yùn)輸小泡靠近靶膜，催化融合的發(fā)生。1051.SNAREs （1）功能：介導(dǎo)運(yùn)輸小泡與靶膜的融合。（2）類型：動(dòng)物細(xì)胞中已發(fā)現(xiàn)20多種SNAREs， 分別分布于特定的膜上。v-SNAREs：運(yùn)輸小泡膜上（囊泡相關(guān)膜蛋白）t-SNAREs：靶膜上（聯(lián)接蛋白）106（3）結(jié)構(gòu)：具有一個(gè)螺旋結(jié)構(gòu)域，相互纏繞形成跨膜SNAREs復(fù)合體，將小泡與靶膜拉在一起，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸小泡特異性停泊和融合。（4）活性變化：在SNAREs接到新一輪的運(yùn)輸小泡停泊之前，SNAREs必須以分離的狀態(tài)存在，NSF催化 SNAREs的分離。 NSF是一種類似分子伴侶的ATP酶，能夠利用ATP作為能量通過(guò)插入幾個(gè)適配蛋白（adaptor protein）將SNAREs復(fù)合體的螺旋纏繞分開(kāi)。107SNAREs in vesicle transport（ T-SNARE ， V-SNARE ）108SNARE復(fù)合體的解離內(nèi)膜系統(tǒng)中特殊的細(xì)胞器（過(guò)氧化物酶體）過(guò)氧化物