第五章 細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)

第六章細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)的含義，主要成員？

粗、滑兩內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，高爾基復(fù)合體，溶酶體的結(jié)構(gòu)與功能？

蛋白質(zhì)合成的主要步驟？問題:何為內(nèi)膜系統(tǒng)?胞質(zhì)內(nèi)結(jié)構(gòu),功能上有一定聯(lián)系的膜性結(jié)構(gòu)總稱.如內(nèi)質(zhì)網(wǎng),高爾基復(fù)合體,溶酶體,核膜,小泡,過氧化物酶體等.細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)在真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中,除去可分辨的細(xì)胞器以外的膠狀物質(zhì),稱細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(cytoplasmicmatrixorcytomatrix)Cytoplasmicmatrix(Cytomatrix)

在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，主要含有與中間代謝有關(guān)的數(shù)千種酶類，與維持細(xì)胞形態(tài)和細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸有關(guān)的細(xì)胞質(zhì)骨架結(jié)構(gòu)。在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中多數(shù)蛋白質(zhì)，其中包括水溶性蛋白質(zhì)，并不是以溶解狀態(tài)存在的。免疫熒光技術(shù)顯示，與酵解過程有關(guān)的一些酶就是結(jié)合在微絲上，在骨骼肌細(xì)胞中則結(jié)合在膠原纖維的某些特殊位點(diǎn)上。細(xì)胞質(zhì)骨架纖維貫穿在粘稠的蛋白質(zhì)膠體中，多數(shù)的蛋白質(zhì)直接或者間接的與骨架結(jié)合，或與生物膜結(jié)合，從而完成特定的生物學(xué)功能。

二、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的功能1.許多中間代謝過程都在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，近年證明了N端含有某種信號序列的蛋白質(zhì)合成起始后很快就轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，以及在蛋白質(zhì)合成后如何通過膜泡運(yùn)輸?shù)姆绞接蓛?nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)至高爾基體。其他蛋白質(zhì)的合成均在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中完成。2.細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是通過與骨架蛋白分子間的選擇性結(jié)合，使生物大分子錨定在細(xì)胞骨架三維空間的特定區(qū)域。3.細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)在蛋白質(zhì)的修飾、蛋白質(zhì)選擇性的降解等方面也起著重要作用：(1)蛋白質(zhì)的修飾(2)控制蛋白質(zhì)的壽命(3)降解變性和錯誤折疊的蛋白質(zhì)(4)幫助變性或錯誤折疊的蛋白質(zhì)重新折疊，形成正確的分子構(gòu)象：有些基因在正常條件下表達(dá)，有些則在溫度增高或其他異常情況下大量表達(dá)，以保護(hù)細(xì)胞，減少異常環(huán)境的損傷。第一節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（endoplasmicreticulum,ER）是真核細(xì)胞重要的細(xì)胞器。它由封閉的膜系統(tǒng)及其圍成的腔形成互相溝通的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通常占細(xì)胞膜系統(tǒng)的一半左右，體積約占細(xì)胞總體積的10%以上。

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的主要組分1.與生物膜基本組分相似2.多種酶,其中G-6-P-D酶是標(biāo)志酶3.特征性蛋白質(zhì)免疫球蛋白重鏈結(jié)合蛋白內(nèi)質(zhì)脂蛋白PDI鈣網(wǎng)蛋白內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成蛋白質(zhì)、脂類和糖類等除核酸外的一系列重要的生物大分子。

Endoplasmicreticuluminvitro一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)兩種基本類型：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(roughendoplasmicreticulum,rER）

粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)多呈扁囊狀，排列較為整齊，因在其膜表面分布著大量的核糖體而命名。它是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與核糖體共同形成的復(fù)合機(jī)能結(jié)構(gòu)。扁平囊滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（smoothendoplasmicreticulum,sER）表面沒有核糖體結(jié)合的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)稱滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)常分為分支管狀，形成較為復(fù)雜的立體結(jié)構(gòu)。原核細(xì)胞的細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)有時附著大量核糖體，因而一些人認(rèn)為在細(xì)胞進(jìn)化過程中，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)可能由細(xì)胞膜演化而來。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜常與外層核膜相連，而且外核膜有時也附著大量的核糖體。這種結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系提出了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與核膜在發(fā)生上的同源關(guān)系?；鎯?nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體在結(jié)構(gòu)、功能與發(fā)生上的關(guān)系更為密切，而在合成旺盛的細(xì)胞內(nèi)，粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)總是與線粒體緊密相依。二、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能蛋白質(zhì)的合成外輸性蛋白質(zhì)膜鑲嵌蛋白駐留蛋白2.蛋白質(zhì)合成的假說信號假說a.信號肽引導(dǎo)核糖體到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)b.SRP--核糖體復(fù)合體形成c.核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合d.新生肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔e.肽鏈轉(zhuǎn)化為高級形式分子伴侶二、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能3新生多肽的折疊與裝配

不能正確折疊的畸形肽鏈或未裝配成寡聚體的蛋白質(zhì)亞單位，不論在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上還是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中，一般都不能進(jìn)入高爾基體。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜是一種非還原性的環(huán)境，極易形成二硫鍵，這些都對肽鏈的正確折疊帶來的很大困難。proteindisulfideisomerase

蛋白二硫鍵異構(gòu)酶（proteindisulfideisomerase）可以切斷二硫鍵，形成自由能最低的蛋白構(gòu)象，以幫助新合成的蛋白重新形成二硫鍵并處于正確折疊的狀態(tài)。未折疊的蛋白質(zhì)由于疏水核心的外露，即使在很低的濃度下，也很容易發(fā)生聚變，甚至與其他未折疊的蛋白形成復(fù)合物。結(jié)合蛋白（bindingprotein，Bip）可以識別不正確折疊的蛋白或未裝配好的蛋白亞單位，并促使他們重新折疊與裝配。

Bip屬于熱休克蛋白70家族的新成員，遍布在細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中。它們在進(jìn)化上非常保守。3新生多肽的折疊與裝配寡糖基轉(zhuǎn)移到天冬酰胺殘基上稱為N-連接的糖基化（N-linkedglycosylation）。也有少數(shù)糖基化是發(fā)生在絲氨酸或蘇氨酸殘基上，稱O-連接的糖基化（O-linkedglycosylation）4蛋白質(zhì)的修飾和加工

5.滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)具有:a.脂類分子合成與轉(zhuǎn)運(yùn)b.分解糖原c.解毒功能，能使聚集在滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的不溶于水的廢物或代謝產(chǎn)物羥基化而完全溶于水并轉(zhuǎn)送出細(xì)胞進(jìn)入尿液中。某些藥物如苯巴比妥(phenobarbitol)進(jìn)入體內(nèi)會導(dǎo)致滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)面積成倍增加，一旦毒物消失，多余內(nèi)質(zhì)網(wǎng)也隨之被溶酶體消化。d.合成固醇類激素的細(xì)胞如睪丸間質(zhì)細(xì)胞中，滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)也非常豐富，其中含有制造膽固醇并進(jìn)一步產(chǎn)生固醇類激素的一系列酶。e.與胃酸膽汁合成有關(guān)f.與肌肉收縮有關(guān)5.滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能肌細(xì)胞中含有特化的滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，稱肌質(zhì)網(wǎng)(sarcoplasmicreticulum)6、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與基因表達(dá)的調(diào)控至少有三種不同的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)—細(xì)胞核的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，其中涉及到一系列信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子最終調(diào)節(jié)細(xì)胞核內(nèi)特異基因的表達(dá)：1.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)未折疊蛋白的超量積累。2.折疊好的膜蛋白的超量積累。3.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上膜脂成分的變化——主要是固醇缺乏。Nucleus.NuclearporeRoughendoplasmicreticulum(rER).Smoothendoplasmicreticulum(rER).RibosomeontheroughER.Proteinsthataretransported.Transportvesicle.Golgiapparatus.CisfaceoftheGolgiapparatus.TransfaceoftheGolgiapparatus.CisternaeoftheGolgiapparatus.第三節(jié)高爾基復(fù)合體

高爾基體(Golgibody)又稱高爾基器(Golgiapparatus)或高爾基復(fù)合體(Golgicomplex),是比較普遍地存在于真核細(xì)胞內(nèi)的一種細(xì)胞器.ElectronMicrographofaGolgiApparatusGolgiapparatus,stacksofcisternae,andvesiclesnearthenucleusofanervecell.Thenuclearmembranehasporesinit.

一高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)

高爾基體是種有極性的細(xì)胞器，由互相聯(lián)系的CGN、medialGolgi、TGN等組成：一高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)1.高爾基體順面膜囊(cisGolgi)或順面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(cisGolginetwork,CGN)

CGN接受來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)新合成的物質(zhì)并將其分類后大部分轉(zhuǎn)入高爾基體中間囊膜。CGN區(qū)域可能具有其他生物活性，如蛋白絲氨酸殘基發(fā)生O－連接的糖基化，跨膜蛋白在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)一側(cè)區(qū)域的?；?。一高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)2.高爾基體扁平膜囊(medialGolgi)多數(shù)糖基化修飾、糖脂的形成以及與高爾基體有關(guān)的多糖合成都發(fā)生在扁平膜囊中。一高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)3.高爾基體反面膜囊(transGolgi)以及反面高爾基體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(transGolginetwork,TGN)TGN的主要功能是參與蛋白質(zhì)的分類與包裝。某些“晚期”的蛋白質(zhì)修飾也發(fā)生在TGN中。一高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)高爾基體各個膜囊之間均由膜性結(jié)構(gòu)連在一起。一高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)二高爾基體的功能

高爾基體的主要功能是1.將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的多種蛋白質(zhì)進(jìn)行加工,分類和包裝,然后分門別類地運(yùn)送到細(xì)胞特定的部位或分泌到胞外.高爾基體還是細(xì)胞內(nèi)糖類合成的工廠。2.蛋白質(zhì)的糖基化及其修飾真核細(xì)胞中寡糖鏈一般結(jié)合在肽鏈的4種氨基酸殘基上,由此可分成兩大類不同的糖基化修飾,即N-連接(連接到天冬酰胺的酰胺氮原子上)和O-連接(連接到絲氨酸,蘇氨酸或在膠原纖維中的羥賴氨酸或羥脯氨酸的羥基上)糖基化。

N-連接;內(nèi)質(zhì)網(wǎng)O-連接;高爾基復(fù)合體絲,蘇及酪氨酸殘基側(cè)鏈OH直接結(jié)合第一個糖,即N-乙酰半乳糖胺.糖基化意義a.保護(hù)b.運(yùn)輸信號c.形成細(xì)胞膜糖被真核細(xì)胞中普遍存在的糖基化一定具有某種功能，能為各種蛋白質(zhì)打上不同的標(biāo)志，以利于高爾基體的分類與包裝，同時保證糖蛋白從粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)至高爾基體膜囊單方向進(jìn)行轉(zhuǎn)移。糖基化的另一種功能是影響多肽的構(gòu)象。糖基化增強(qiáng)了糖蛋白的穩(wěn)定性。糖基化主要的作用可能是蛋白質(zhì)在成熟過程中折疊成正確的構(gòu)象和增強(qiáng)蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性。

糖基化意義很多上皮細(xì)胞分泌的保護(hù)性粘液常常是蛋白聚糖和高度糖基化的糖蛋白的混合物。糖脂的糖側(cè)鏈也是以與糖蛋白相同的途徑和方式合成與加工的，最后由高爾基體轉(zhuǎn)運(yùn)到溶酶體膜或細(xì)胞膜上。

糖基化意義很多肽激素和神經(jīng)多肽轉(zhuǎn)運(yùn)至高爾基體的TGN或其所形成的分泌小泡中時，在與TGN膜相結(jié)合的蛋白水解酶作用下常常特異性的水解3.蛋白酶的水解和其他加工過程三高爾基體與細(xì)胞內(nèi)的膜泡運(yùn)輸

高爾基體在細(xì)胞內(nèi)膜泡蛋白運(yùn)輸中起重要的樞紐作用。第四節(jié)溶酶體與過氧化物酶體

溶酶體(lysos