功能區(qū)隔與蛋白分選(翟中和細胞生物學(xué)全套)

INTRACELLULARCOMPARTMENTANDPROTEINSSORTING第六章

細胞內(nèi)功能區(qū)隔

與蛋白質(zhì)分選當(dāng)前1頁，總共107頁。第一節(jié)細胞質(zhì)基質(zhì)第二節(jié)蛋白質(zhì)分選的基本原理第三節(jié)膜泡運輸?shù)谒墓?jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)第五節(jié)高爾基體第六節(jié)溶酶體與過氧化物酶體本章內(nèi)容提要當(dāng)前2頁，總共107頁。第一節(jié)細胞質(zhì)基質(zhì)

一、細胞質(zhì)基質(zhì)的基本涵義二、細胞質(zhì)基質(zhì)的功能

三、細胞質(zhì)基質(zhì)與胞質(zhì)溶膠當(dāng)前3頁，總共107頁。第一節(jié)細胞質(zhì)基質(zhì)一、細胞質(zhì)基質(zhì)的基本涵義

在細胞質(zhì)中，除去可辨認細胞器以外的膠狀物質(zhì)。A

與中間代謝有關(guān)的數(shù)千種酶類例如：糖酵解、磷酸戊糖途徑、糖醛酸途徑；糖原的合成、蛋白質(zhì)與脂肪合成的重要場所B

細胞周期、增殖、分化、衰老、凋亡的調(diào)控因子。

主要成分：蛋白質(zhì)占總量的20~30%，以水化物的形式存在C骨架系統(tǒng)（微絲、微管、中間纖維）:是細胞質(zhì)基質(zhì)的組織者D

mRNA當(dāng)前4頁，總共107頁。一、細胞質(zhì)基質(zhì)的基本涵義細胞質(zhì)基質(zhì)的組織結(jié)構(gòu)

1、細胞質(zhì)基質(zhì)是一個高度有序的凝膠結(jié)構(gòu)體系，形成精細的區(qū)域。

細胞骨架纖維形成復(fù)雜的三維纖維網(wǎng)絡(luò)。多數(shù)蛋白直接或間接地與骨架結(jié)合或與生物膜結(jié)合

2、在細胞質(zhì)基質(zhì)結(jié)構(gòu)體系中，蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)與其他大分子之間都是通過弱鍵相互作用的。

3、各組分之間的作用常常處于動態(tài)平衡之中。

細胞質(zhì)基質(zhì)所依賴的特殊環(huán)境高蛋白濃度；特定的離子環(huán)境當(dāng)前5頁，總共107頁。

中間代謝的過程及其調(diào)節(jié)（底物與產(chǎn)物的定向轉(zhuǎn)運機制？）控制細胞增殖、分化、衰老、凋亡所依賴的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。蛋白的分選及定向運輸由于細胞骨架的組織，使細胞中的成分，在結(jié)構(gòu)功能上形成更為精細的區(qū)域。實現(xiàn)了細胞質(zhì)中各功能的區(qū)域化。二、細胞質(zhì)基質(zhì)的功能各膜質(zhì)細胞器

細胞核細胞質(zhì)基質(zhì)當(dāng)前6頁，總共107頁。蛋白質(zhì)的修飾

1、輔基或輔酶與酶的共價結(jié)合

2、磷酸化與去磷酸化，用以調(diào)節(jié)很多蛋白質(zhì)的生物活性。

3、糖基化。多數(shù)為O-連接的糖基化。在哺乳動物細胞中把N-乙酰葡萄糖胺分子加到蛋白質(zhì)的絲氨酸的羥基上。

4、蛋白質(zhì)N端的甲基化修飾，使蛋白質(zhì)維持較長的壽命。

例如：組蛋白中間纖維

5、?；?。蛋白質(zhì)與脂肪酸形成脂蛋白。跨膜蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體的轉(zhuǎn)運過程中，暴露在細胞質(zhì)基質(zhì)中的結(jié)構(gòu)域被酰基化。酶與癌基因的產(chǎn)物特異性的識別，將脂肪酸鏈共價結(jié)合在特異的蛋白質(zhì)上。例如：Src、Ras中的脂肪酸鏈。當(dāng)前7頁，總共107頁。降解變性與錯誤折疊的蛋白和短壽命蛋白質(zhì)泛素：是一個由76個氨基酸殘基構(gòu)成的小分子蛋白質(zhì)。泛素的功能：幫助清理細胞中短壽命蛋白和錯誤折疊的蛋白質(zhì)；參與細胞周期調(diào)控；DNA修復(fù)；細胞的程序性死亡。容易降解蛋白質(zhì)的特征：決定蛋白質(zhì)壽命的信號是N端第一個氨基酸殘基。MetThrSerValGlyProAlaCys，則穩(wěn)定；之外，則不穩(wěn)定

降解機制是依賴泛素降解途徑：泛素在一系列酶的作用下與靶蛋白結(jié)合，使靶蛋白被泛素標記，從而被蛋白酶體水解。當(dāng)前8頁，總共107頁。幫助變形或錯誤折疊的蛋白重新折疊，形成正確的分子構(gòu)象利用熱休克蛋白（heatshockprotein）Hsp,在消耗ATP的情況下把變性蛋白重新折疊成正確的構(gòu)象。熱休克蛋白有三個家族：25KD、75KD、90KD錯變形或錯誤折疊的蛋白正確的分子構(gòu)象

HspATPADP當(dāng)前9頁，總共107頁。三、細胞質(zhì)基質(zhì)與胞質(zhì)溶膠細胞質(zhì)基質(zhì)是由微管、微絲和中間纖維等形成的相互聯(lián)系的結(jié)構(gòu)體系。其中蛋白質(zhì)和其他大分子以凝聚狀態(tài)或暫時以凝聚狀態(tài)存在與周圍的溶液分子處于動態(tài)平衡。是一種由精細區(qū)域化的凝膠結(jié)構(gòu)體系，細胞在不同的發(fā)育間段和不同的生理狀態(tài)下，可能有所不同。作為一個蛋白質(zhì)是否屬于細胞質(zhì)基質(zhì)中的結(jié)構(gòu)成分，主要取決于其在生命活動中是結(jié)合在細胞骨架上，還是溶解在周圍的溶液中。當(dāng)前10頁，總共107頁。

胞質(zhì)溶膠早期的實驗細胞學(xué)家和生化學(xué)家用差速離心的方法分離細胞勻漿的各組分，獲得的上清液稱之為胞質(zhì)溶膠。乳膠小球?qū)嶒灒簩⑷槟z小球用微注射的方法注入非洲爪蟾的卵母細胞中，經(jīng)一段時間后，取出乳膠小球，分析滲入小球中的蛋白質(zhì)。結(jié)合在細胞質(zhì)基質(zhì)中的蛋白質(zhì)不容易滲入乳膠小球。

胞質(zhì)溶膠與細胞質(zhì)基質(zhì)的關(guān)系包涵關(guān)系當(dāng)前11頁，總共107頁。定義：結(jié)構(gòu)、功能和發(fā)生上相關(guān)的內(nèi)膜形成的細胞結(jié)構(gòu)稱為細胞內(nèi)膜系統(tǒng)。功能：區(qū)隔化；增加表面積。系統(tǒng)發(fā)生上內(nèi)膜起源于質(zhì)膜的內(nèi)陷和內(nèi)共生。個體發(fā)生上內(nèi)膜來源于原有內(nèi)膜系統(tǒng)的分裂，具有epigenetic的特性。細胞內(nèi)膜系統(tǒng)當(dāng)前12頁，總共107頁。第二節(jié)蛋白質(zhì)分選的基本原理細胞內(nèi)合成的蛋白質(zhì)、脂類等物質(zhì)之所以能夠定向的轉(zhuǎn)運到特定的細胞器取決于兩個方面：其一是蛋白質(zhì)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）。當(dāng)前13頁，總共107頁。一、蛋白質(zhì)分選信號①信號序列（signalsequence）：引導(dǎo)蛋白質(zhì)定向轉(zhuǎn)移的線性序列，通常15-60個氨基酸殘基，對所引導(dǎo)的蛋白質(zhì)沒有特異性要求。②信號斑（signalpatch）：存在于完成折疊的蛋白質(zhì)中，構(gòu)成信號斑的信號序列之間可以不相鄰，折疊在一起構(gòu)成蛋白質(zhì)分選的信號。當(dāng)前14頁，總共107頁。signalsequenceandsignalpatch當(dāng)前15頁，總共107頁。當(dāng)前16頁，總共107頁。二、蛋白質(zhì)分選運輸機制1、門控運輸（gatedtransport）：如通過核孔復(fù)合體的運輸。2、跨膜運輸（transmembranetransport）：蛋白質(zhì)通過跨膜通道進入目的細胞器。3、膜泡運輸（vesiculartransport）：蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體中被包裝成衣被小泡，選擇性地運輸?shù)桨屑毎?。?dāng)前17頁，總共107頁。第三節(jié)胞內(nèi)膜泡運輸內(nèi)膜系統(tǒng)之間的物質(zhì)傳遞常通過膜泡運輸進行。多數(shù)運輸小泡在膜的特定區(qū)域以出芽的方式產(chǎn)生。表面具有一個籠子狀的由蛋白質(zhì)構(gòu)成的衣被（coat）。衣被在運輸小泡與靶細胞器的膜融合之前解體。當(dāng)前18頁，總共107頁。衣被小泡在細胞內(nèi)沿微管或微絲運輸。與膜泡運輸有關(guān)的馬達蛋白有3類，在這些馬達蛋白的牽引下，可將膜泡運到特定的區(qū)域。動力蛋白（dynein），趨向微管負端；驅(qū)動蛋白（kinesin），趨向微管正端；肌球蛋白（myosin），趨向微絲的正極。當(dāng)前19頁，總共107頁。一、衣被類型已知三類：籠形蛋白（clathrin）COPICOPII主要作用：選擇性的將特定蛋白聚集在一起，形成運輸小泡；如同模具一樣決定運輸小泡的外部特征。當(dāng)前20頁，總共107頁。三種衣被小泡的功能衣被類型GTP酶組成與銜接蛋白運輸方向clathrinARFClathrin重鏈與輕鏈，AP2質(zhì)膜→內(nèi)體Clathrin重鏈與輕鏈，AP1高爾基體→內(nèi)體Clathrin重鏈與輕鏈，AP3高爾基體→溶酶體，植物液泡COPIARFCOPαββ’γδεζ高爾基體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)COPIISar1Sec23/Sec24復(fù)合體，Sec13/31復(fù)合體，Sec16內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體當(dāng)前21頁，總共107頁。（一）籠形蛋白衣被小泡運輸途徑：質(zhì)膜→內(nèi)體；高爾基體→內(nèi)體；高爾基體→溶酶體、植物液泡。衣被結(jié)構(gòu)：3重鏈、3輕鏈，形如triskelion。clathrin的曲臂交織在一起，形成5邊形網(wǎng)孔的籠子。銜接蛋白：連接衣被與受體。當(dāng)前22頁，總共107頁。Clathrincoatedvesicles當(dāng)前23頁，總共107頁。Deep-etchviewofatypicalclathrinlattice當(dāng)前24頁，總共107頁。Selectivetransportbyclathrincoatedvesicles當(dāng)前25頁，總共107頁。當(dāng)衣被小泡形成時，可溶性蛋白dynamin聚集成一圈圍繞在芽的柄部，使柄部的膜盡可能地拉近（小于1.5nm），導(dǎo)致膜融合，pinchoff衣被小泡。當(dāng)前26頁，總共107頁。（二）COPI衣被小泡功能：回收、轉(zhuǎn)運內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白（escapedproteins）返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)；也可介導(dǎo)高爾基體不同區(qū)域間的蛋白質(zhì)運輸。組成：由7種蛋白組成?；厥招盘枺篖ys-Asp-Glu-Leu（KDEL）。當(dāng)前27頁，總共107頁。COPIVesicles當(dāng)前28頁，總共107頁。CopIandIIVesicles當(dāng)前29頁，總共107頁。Lys-Asp-Glu-Leu（KDEL）當(dāng)前30頁，總共107頁。（三）COPⅡ衣被小泡介導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的物質(zhì)運輸。形成于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)出口位點，該處無核糖體。主要亞基：Sar1GTP、Sec23/Sec24、Sec13/Sec31。多數(shù)跨膜蛋白直接與COPII結(jié)合，少數(shù)跨膜蛋白和多數(shù)可溶性蛋白通過受體與COPII結(jié)合。分選信號：位于跨膜蛋白胞質(zhì)面，形式多樣，常包含雙酸性基序[DE]X[DE]，如Asp-X-Glu。當(dāng)前31頁，總共107頁。COPIIVesicles當(dāng)前32頁，總共107頁。COPIICoatedvesicle當(dāng)前33頁，總共107頁。二、衣被形成衣被召集GTP酶：為G蛋白，活化狀態(tài)可引起衣被蛋白聚集，包括ARF和SAR1。存在于細胞質(zhì)，激活后轉(zhuǎn)位到膜上。ARF：參與clathrin和COPI衣被的形成。SAR1：參與COPII衣被的形成。當(dāng)前34頁，總共107頁。ER上形成COPII小泡時，SAR1交換GDP/GTP而激活。激活的SAR1暴露出脂肪酸鏈尾巴，插入ER膜，促進衣被蛋白的核化和組裝。SAR1可激活磷脂酶D，將一些磷脂水解，使衣被蛋白牢固地結(jié)合在膜上。當(dāng)小泡從膜上釋放后，衣被很快就解體。當(dāng)前35頁，總共107頁。Coatassembly當(dāng)前36頁，總共107頁。三、膜泡運輸?shù)亩ㄏ驒C制（一）SNAREs功能：介導(dǎo)運輸小泡與靶膜的融合。類型：v-SNAREs和t-SNAREs。結(jié)構(gòu)：具有一個螺旋結(jié)構(gòu)域，相互纏繞形成跨SNAREs復(fù)合體，將小泡與靶膜拉在一起。當(dāng)前37頁，總共107頁。SNAREs當(dāng)前38頁，總共107頁。SNAREsinvesicletransport當(dāng)前39頁，總共107頁。神經(jīng)細胞中，SNAREs負責(zé)突觸小泡的停泊和融合。破傷風(fēng)毒素和肉毒素能選擇性地降解SNAREs，阻斷神經(jīng)傳導(dǎo)。病毒融合蛋白的工作原理與SNAREs相似，介導(dǎo)病毒與宿主質(zhì)膜的融合。當(dāng)前40頁，總共107頁。HIVfusionprotein當(dāng)前41頁，總共107頁。（二）Rabs也叫targetingGTPase，屬于G蛋白，起分子開關(guān)作用。已知30余種，不同膜上具有不同的Rabs。Rabs促進和調(diào)節(jié)運輸小泡的停泊和融合。Rabs還有許多效應(yīng)因子，幫助運輸小泡聚集和靠近靶膜，觸發(fā)SNAREs抑制因子。當(dāng)前42頁，總共107頁。Rabsindocking當(dāng)前43頁，總共107頁。四、受體介導(dǎo)的內(nèi)吞批量內(nèi)吞（Bulk-phaseendocytosis）：非特異性的攝入細胞外物質(zhì)，穴樣內(nèi)陷（caveolae）是發(fā)生批量內(nèi)吞的部位。受體介導(dǎo)的內(nèi)吞(receptormediatedendocytosis)是一種選擇濃縮機制。LDL、運鐵蛋白、生長因子、胰島素等都通過RME轉(zhuǎn)運。當(dāng)前44頁，總共107頁。衣被小窩（coatedpits）是質(zhì)膜內(nèi)凹的部位，相當(dāng)于分子過濾器(約占肝細胞表面積2%)。受體、籠形蛋白和銜接蛋白大量集中于此處。受體胞質(zhì)端的Tyr-X-X-Φ是銜接蛋白識別的信號，X為任何氨基酸，Φ為分子較大的疏水氨基酸(如Phe、Leu、Met)。受體同配體結(jié)合后啟動內(nèi)化作用，衣被開始組裝。當(dāng)前45頁，總共107頁。Clathrincoatedpitonthecytosolicfaceofacell當(dāng)前46頁，總共107頁。低密脂蛋白的吸收：膽固醇主要在肝細胞中合成，以低密脂蛋白（low-densitylipoproteins，LDL）釋放到血液。LDL顆粒芯部含有被長鏈脂肪酸酯化的膽固醇分子。周圍由磷脂和膽固醇構(gòu)成的脂單層包圍，有一個較大的Apo-B蛋白（配體）。當(dāng)前47頁，總共107頁。LDLParticle當(dāng)前48頁，總共107頁。LDLendocytosis當(dāng)前49頁，總共107頁。細胞需要膽固醇時，合成LDL跨膜受體蛋白。受體與LDL顆粒結(jié)合后，形成衣被小泡；進入細胞質(zhì)的小泡隨即脫掉衣被，成為平滑小泡，同早期內(nèi)體融合，內(nèi)體中PH值低，使受體與LDL顆粒分離；再經(jīng)晚期內(nèi)體將LDL送人溶酶體。在溶酶體中，LDL被水解成游離的膽固醇。當(dāng)前50頁，總共107頁。Thereceptor-mediatedendocytosisofLDL當(dāng)前51頁，總共107頁。LDLEndocytosis當(dāng)前52頁，總共107頁。受體回收途徑：①大部分返回原來的質(zhì)膜結(jié)構(gòu)域，如LDL受體；②有些進入溶酶體被消化，如EGF的受體，稱為受體下行調(diào)節(jié)（receptordown-regulation）；③有些被運至質(zhì)膜不同的結(jié)構(gòu)域，形成穿胞運輸（transcytosis）。當(dāng)前53頁，總共107頁。Transcytosis當(dāng)前54頁，總共107頁。五、外排作用組成型外排途徑：由TGN區(qū)分泌囊泡向質(zhì)膜運輸，通過defaultpathway完成轉(zhuǎn)運。更新膜蛋白和膜脂、形成ECM、營養(yǎng)成分或信號分子。調(diào)節(jié)型外排途徑：如激素或酶儲于分泌泡內(nèi)，當(dāng)細胞在受到胞外信號刺激時，分泌泡釋放出去。當(dāng)前55頁，總共107頁。Theconstitutiveandregulatedsecretorypathways當(dāng)前56頁，總共107頁。第四節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)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(zhì)內(nèi)部的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，故名endoplasmicreticulum，ER。當(dāng)前57頁，總共107頁。一、形態(tài)與組成約占細胞總膜面積的一半，是封閉的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。分為RER和SER。RER呈扁平囊狀，排列整齊，有核糖體附著。SER呈分支管狀或小泡狀，無核糖體附著。細胞不含純粹的RER或SER，它們分別是ER連續(xù)結(jié)構(gòu)的一部分。當(dāng)前58頁，總共107頁。RER當(dāng)前59頁，總共107頁。SER當(dāng)前60頁，總共107頁。膜含60%的蛋白和40%的脂類，PC含量較高，SM含量較少，沒有或很少含膽固醇。約30多種膜結(jié)合蛋白，另有30多種位于ER網(wǎng)腔。葡糖-6-磷酸酶是ER標志酶，核糖體結(jié)合糖蛋白（ribophorin）只分布在RER，P450酶系只分布在SER。當(dāng)前61頁，總共107頁。二、ER的功能（一）蛋白質(zhì)合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白主要有：向細胞外分泌的蛋白、如抗體、激素；膜的整合蛋白；需要與其它細胞組分嚴格分開的酶，如溶酶體的各種水解酶；需要進行修飾的蛋白，如糖蛋白。當(dāng)前62頁，總共107頁。Blobel等（1975）提出信號假說，認為蛋白質(zhì)N端的信號肽，指導(dǎo)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成，獲1999年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎。BlobelwithmembersofhislaboratoryGünterBlobel當(dāng)前63頁，總共107頁。蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成涉及以下成分：信號肽：位于N端，約16~30個氨基酸，含有6-15個連續(xù)排列的帶正電荷的非極性氨基酸，又稱開始轉(zhuǎn)移序列。信號識別顆粒（SRP）：6種多肽和1個7SRNA組成，屬RNP。與信號序列結(jié)合，導(dǎo)致Pr合成暫停。當(dāng)前64頁，總共107頁。AASequencesofERSignalPeptides當(dāng)前65頁，總共107頁。SRP受體，ER膜的整合蛋白，異二聚體，可與SRP特異結(jié)合。停止轉(zhuǎn)移序列，與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的親合力很高，阻止肽鏈繼續(xù)進入網(wǎng)腔，成為跨膜蛋白。轉(zhuǎn)位因子，由3-4個Sec61蛋白構(gòu)成的通道，每個Sec61由3條肽鏈組成。當(dāng)前66頁，總共107頁。TranslocationofproteinsacrossER當(dāng)前67頁，總共107頁。蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的過程：信號肽與SRP結(jié)合→肽鏈延伸終止→SRP與受體結(jié)合→SRP脫離→肽鏈進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→信號肽切除→肽鏈延伸至終止。這種肽鏈邊合成邊向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔轉(zhuǎn)移的方式，稱為co-translation。當(dāng)前68頁，總共107頁。InsertionofTransmembraneproteinintotheERmembrane當(dāng)前69頁，總共107頁。（二）蛋白質(zhì)的修飾與加工包括糖基化、羥基化、?；?、二硫鍵形成等，幾乎所有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白最終都被糖基化。糖基化的作用：①使蛋白質(zhì)能夠抵抗消化酶的作用；②賦予蛋白質(zhì)傳導(dǎo)信號的功能；③某些蛋白只有在糖基化之后才能正確折疊。當(dāng)前70頁，總共107頁。糖基一般連接在4種氨基酸上，分為2種：N-連接的糖基化：與天冬酰胺殘基的NH2連接，糖為N-乙酰葡糖胺。O-連接的糖基化：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，在高爾基體上進行。當(dāng)前71頁，總共107頁。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上進行N-連接的糖基化。糖的供體為核苷糖，如GDP-甘露糖、UDP-N-乙酰葡糖胺。糖分子首先被糖基轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移到膜上的磷酸長醇分子上，裝配成寡糖鏈。再被寡糖轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)到Asn-X-Ser或Asn-X-Thr的Asn上。當(dāng)前72頁，總共107頁。ProteinglycosylationinRER當(dāng)前73頁，總共107頁。ProteinglycosylationinRER當(dāng)前74頁，總共107頁。ProteinglycosylationinRER當(dāng)前75頁，總共107頁。（三）新生肽鏈的折疊、組裝和運輸?shù)鞍椎恼郫B在hsp70家族的ATP酶的作用下完成。無法正確折疊的蛋白被轉(zhuǎn)入溶酶體降解，約90%的新合成T細胞受體亞單位和Ach受體都被降解，而從未到達靶膜。COPII介導(dǎo)由ER輸出的膜泡運輸。當(dāng)前76頁，總共107頁。（四）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的其它作用合成磷脂、膽固醇等。解毒，如肝細胞的細胞色素P450酶系。參與甾體類激素的合成。使葡糖6-磷酸水解，釋放糖至血液中。儲存鈣離子，作為胞內(nèi)信號物質(zhì)，如肌質(zhì)網(wǎng)。提供酶附著的位點和機械支撐作用。當(dāng)前77頁，總共107頁。第五節(jié)高爾基體發(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(jié)構(gòu)，因此定名為高爾基體。當(dāng)前78頁，總共107頁。一、形態(tài)與組成由扁平囊泡堆積而成，有極性。通常4~8個(某些藻類較多)扁平囊在一起，構(gòu)成Golgistack。分布于ER與細胞膜間，呈弓形或半球形。凸出的一面對著ER稱為順面（cisface），凹進的一面對著質(zhì)膜稱為反面（transface）。當(dāng)前79頁，總共107頁。StructureoftheGolgiComplex當(dāng)前80頁，總共107頁。Distribution，nucleusgreen，Golgibodyred當(dāng)前81頁，總共107頁。膜含有約60%的蛋白和40%的脂類，具有一些和ER共同的蛋白成分。主要的酶有糖基轉(zhuǎn)移酶、磺基-糖基轉(zhuǎn)移酶、氧化還原酶、磷酸酶、蛋白激酶、甘露糖苷酶、轉(zhuǎn)移酶和磷脂酶等。標志酶為糖基轉(zhuǎn)移酶。當(dāng)前82頁，總共107頁。二、功能區(qū)隔cisGolginetwork，CGN是入口區(qū)域。medialGolgi，多數(shù)糖基修飾，糖脂的形成以及與高爾基體有關(guān)的糖合成發(fā)生于此處。transGolginetwork，TGN是出口區(qū)域，參與蛋白質(zhì)的分類與包裝，最后輸出。

當(dāng)前83頁，總共107頁。Golginetwork當(dāng)前84頁，總共107頁。高爾基體不同區(qū)域的細胞化學(xué)反應(yīng)：①嗜鋨反應(yīng)：cis面膜囊被特異地染色；②TPP酶：trans面的膜囊；③NADP酶：顯示中間的膜囊；④CMP酶：trans面的囊狀和管狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)前85頁，總共107頁。三、主要功能1、參與細胞分泌活動：RER合成Pr→ER腔→COPII小泡→CGN→medialGdgi加工→TGN區(qū)形成運輸泡→與質(zhì)膜融合、排出。高爾基體依據(jù)信號序列或信號斑對蛋白質(zhì)分類。2、O-連接的糖基化：糖的供體為核苷糖。當(dāng)前86頁，總共107頁。3、進行膜的轉(zhuǎn)化功能：ER合成膜脂轉(zhuǎn)移至高爾基體，經(jīng)過修飾和加工，形成運輸泡與質(zhì)膜融合。4、將蛋白水解為活性物質(zhì)：如將胰島素C端切除；或?qū)⑸窠?jīng)肽前體降解為活性片段。5、參與形成溶酶體。6、植物細胞壁的形成，合成纖維素和果膠質(zhì)。當(dāng)前87頁，總共107頁。第六節(jié)溶酶體與過氧化物酶體Lysosome為deDuve與Novikoff1955年發(fā)現(xiàn)。Peroxisome由Rhodin1954在鼠腎小管上皮細胞中發(fā)現(xiàn)。當(dāng)前88頁，總共107頁。一、溶酶體的結(jié)構(gòu)含酸性水解酶（最適pH=5），執(zhí)行細胞內(nèi)消化。具有異質(zhì)性，酸性磷酸酶是標志酶。膜有質(zhì)子泵，溶酶體內(nèi)pH值低。膜蛋白高度糖基化。當(dāng)前89頁，總共107頁。1、初級溶酶體（primarylysosome）由高爾基體分泌形成，含多種酸性水解酶。當(dāng)前90頁，總共107頁。2、次級溶酶體（secondarylysosome）是正在進行或完成消化作用的溶酶體，分為自噬溶酶體和異噬溶酶體。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?？膳懦黾毎?，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(zhì)。當(dāng)前91頁，總共107頁。Secondarylysosome當(dāng)前92頁，總共107頁。肝細胞脂褐質(zhì)當(dāng)前93頁，總共107頁。二、溶酶體的功能細胞內(nèi)消化：如從LDL釋放膽固醇，單細胞真核生物籍其消化食物。自體吞噬：清除無用生物大分子，衰老細胞、細胞器、個體發(fā)育中多余的細胞。防御作用：如巨噬細胞。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。形成精子的頂體。當(dāng)前94頁，總共107頁。當(dāng)前95頁，總共107頁。三、溶酶體的發(fā)生在高爾基體的trans面以出芽的方式形成：前溶酶體蛋白→N-連接的糖基化→高爾基體→磷酸轉(zhuǎn)移酶識別信號斑→將N-乙酰葡糖胺磷酸轉(zhuǎn)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tra