第七、八章-真核細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)、蛋白質(zhì)分選與膜泡運(yùn)輸課件

第七章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與內(nèi)膜系統(tǒng)

第八章蛋白質(zhì)分選與膜泡運(yùn)輸1.真核細(xì)胞的區(qū)室化，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。真核細(xì)胞中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)和功能。高爾基體結(jié)構(gòu)和功能。溶酶體結(jié)構(gòu)和功能。過氧化物酶體功能。蛋白質(zhì)的靶向、分選及機(jī)制。膜泡運(yùn)輸。1精選課件ppt1真核細(xì)胞的區(qū)室化及細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)生物膜把真核細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)化分成明顯的隔室。

真核細(xì)胞中被膜分隔的三類結(jié)構(gòu):(1)細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER），高爾基體，溶酶體，分泌小泡等。(2)其他膜包圍的細(xì)胞器：線粒體，葉綠體，過氧化物酶體，細(xì)胞核。(3)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。真核細(xì)胞的區(qū)室化2精選課件ppt細(xì)胞質(zhì)基質(zhì):細(xì)胞質(zhì)中各種可分辨細(xì)胞器之外的膠狀物質(zhì)。是包括細(xì)胞骨架纖維在內(nèi)的以蛋白為主的大分子及小分子物質(zhì)形成的動(dòng)態(tài)的，有組織的結(jié)構(gòu)體系。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)一般占細(xì)胞體積的50％以上。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與胞質(zhì)溶膠的區(qū)別：(有序、非均質(zhì)、動(dòng)態(tài)）兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：原位雜交顯示卵細(xì)胞不同mRNA分布于細(xì)胞不同的部位。爪蟾卵母細(xì)胞蛋白乳膠球擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)顯示細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中80％的多肽是固定的，不能自由擴(kuò)散。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)并不是簡(jiǎn)單的酶溶液，是以細(xì)胞骨架等蛋白纖維為核心，多酶體系等蛋白通過弱相互作用有序的結(jié)合在細(xì)胞骨架等結(jié)構(gòu)上，使多酶體系的反應(yīng)快速穩(wěn)定進(jìn)行。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的結(jié)構(gòu)體系是動(dòng)態(tài)的，可能隨細(xì)胞生理狀態(tài)改變而解體—再組裝。1.1細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的性質(zhì)3精選課件ppt1.2細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的功能細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是蛋白質(zhì)、脂肪酸合成、糖酵解及細(xì)胞中多種中間代謝的區(qū)域?；|(zhì)中細(xì)胞骨架：提供細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中大分子物質(zhì)、細(xì)胞器等附著位點(diǎn)，細(xì)胞運(yùn)動(dòng)，物質(zhì)運(yùn)輸?shù)?。?xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的離子對(duì)細(xì)胞內(nèi)外膜電位維持，細(xì)胞內(nèi)pH值維持（Na+/H+交換器、Na+HCO3-/Cl-反向運(yùn)載體升pH值，Cl-/HCO3-反向運(yùn)載體降pH值），信號(hào)傳遞等密切相關(guān)。蛋白質(zhì)修飾：輔酶與酶連接，磷酸化，去磷酸化，糖基化，甲基化（細(xì)胞骨架蛋白、組蛋白等），酰基化（脂錨定蛋白）。蛋白質(zhì)的合成、正確折疊或恢復(fù)正確構(gòu)象（熱休克蛋白等分子伴侶協(xié)助）。蛋白質(zhì)壽命控制（N端為Met,Ser,Thr,Ala,Val,Cys,Gly,Pro及甲基化的較穩(wěn)定）和降解（短壽命蛋白，變性蛋白）。4精選課件ppt通過電鏡負(fù)染色照片獲得的蛋白酶體結(jié)構(gòu)圖（Ａ）及蛋白酶體識(shí)別與降解泛素化蛋白的示意圖（Ｂ）分子伴侶：細(xì)胞精密監(jiān)測(cè)細(xì)胞中錯(cuò)誤折疊的蛋白數(shù)量，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中錯(cuò)誤蛋白的積累可以誘發(fā)細(xì)胞熱休克反應(yīng)，激活編碼胞質(zhì)溶膠中分子伴侶蛋白等基因的轉(zhuǎn)錄。這些蛋白的產(chǎn)生可幫助蛋白分子重新折疊。5精選課件ppt2內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)

:由結(jié)構(gòu)、功能和發(fā)生上相關(guān)的細(xì)胞器組成，包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、胞內(nèi)體、運(yùn)輸小泡、分泌泡等。內(nèi)膜系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特征：內(nèi)膜系統(tǒng)處于動(dòng)態(tài)變化中。其中的大多數(shù)細(xì)胞器之間通過運(yùn)輸小泡聯(lián)系。隨細(xì)胞分裂解體與重建。內(nèi)膜系統(tǒng)生物合成的蛋白質(zhì)、糖類、脂類等隨內(nèi)膜系統(tǒng)在細(xì)胞內(nèi)移動(dòng)。6精選課件ppt膜系統(tǒng)研究的幾種常用方法放射自顯影；熒光蛋白標(biāo)記技術(shù)；亞細(xì)胞組分生化分析；遺傳突變體研究等。分泌蛋白放射性自顯影顯示合成——分泌不同階段在不同細(xì)胞器中的位置。3H-亮氨酸脈沖標(biāo)記。7精選課件ppt2.1.1內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形態(tài)與組成約占細(xì)胞總膜面積的一半，是封閉的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。分為糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（rER）和光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（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(wú)核糖體附著。細(xì)胞幾乎不含純粹的rER或sER，它們分別是ER連續(xù)結(jié)構(gòu)的一部分，光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)常出現(xiàn)在向高爾基體轉(zhuǎn)運(yùn)的出芽部位，分泌脂類激素的特化細(xì)胞sER含量豐富。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)于核膜相連、可與質(zhì)膜內(nèi)陷結(jié)構(gòu)相通表明其可能起源于質(zhì)膜內(nèi)陷。內(nèi)膜系統(tǒng)包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)均與細(xì)胞骨架關(guān)系密切。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)對(duì)射線、毒劑、病毒等外界傷害非常敏感，引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔擴(kuò)大、核糖體脫落等病理變化。2.1內(nèi)質(zhì)網(wǎng)19458精選課件ppt粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)由核糖體附著在扁平連續(xù)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)囊胞質(zhì)側(cè)形成的。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)由管狀的膜結(jié)構(gòu)組成的相互連通的網(wǎng)架。9精選課件ppt粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：a，糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)模式圖。b，胰腺腺泡細(xì)胞的rER透射電鏡圖。c，胰腺腺泡細(xì)胞的rER掃描電鏡圖。d，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（橙色及白色）主要集中于細(xì)胞核周圍。10精選課件ppt微粒體(100-200nm)是在細(xì)胞組分分離中得到的主要由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜組分形成的大小一致的異質(zhì)性微囊。微粒體在純化過程中保持了活性，具有蛋白合成，蛋白糖基化，脂質(zhì)合成等內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能?？捎糜趦?nèi)質(zhì)網(wǎng)研究。微粒體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)11精選課件ppt粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)主要功能:蛋白質(zhì)合成、修飾和正確折疊。蛋白質(zhì)的合成起始于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，有些蛋白質(zhì)在開始合成不久就隨核糖體轉(zhuǎn)移至糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上。附著在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成的蛋白質(zhì)包括：分泌蛋白；內(nèi)膜系統(tǒng)及質(zhì)膜的膜整合蛋白；內(nèi)膜系統(tǒng)腔中的可溶性蛋白。蛋白質(zhì)細(xì)胞內(nèi)分選：共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)（左）和后翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)（右）。Nascent新生的2.1.2內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能12精選課件ppt卵磷脂在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上合成過程的示意圖合成膜脂、固醇類激素等脂質(zhì)。幾乎細(xì)胞所有膜脂均在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成。兩類膜脂例外:（1）糖脂合成開始于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，在高爾基體中完成。

（2）線粒體、葉綠體中的獨(dú)特的膜脂由自身合成。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)主要功能13精選課件ppt磷脂轉(zhuǎn)位蛋白在磷脂雙分子層形成中的作用。生物膜磷脂轉(zhuǎn)位蛋白（轉(zhuǎn)位酶）可能有多種。其中一種是ABC轉(zhuǎn)運(yùn)器Floppase，由PS面向ES面轉(zhuǎn)運(yùn)磷脂，對(duì)膽堿磷脂轉(zhuǎn)位能力高于其他磷脂。另有Ca2+依賴的磷脂爬行酶（Phospholipidscramblase)，不依賴ATP雙向轉(zhuǎn)運(yùn)磷脂。還有一種P型離子泵相關(guān)的磷脂轉(zhuǎn)位酶Flippase（如Aminophospholipidtranslocase，可轉(zhuǎn)運(yùn)PS等)從ES面向PS面轉(zhuǎn)運(yùn)磷脂。14精選課件ppt內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的膜脂主要以三種方式轉(zhuǎn)運(yùn)至其他細(xì)胞器：通過出芽從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)至高爾基體、溶酶體、質(zhì)膜。通過不同的磷脂交換蛋白（PEP）與特定種類的磷脂形成水溶性顆粒從磷脂含量高的細(xì)胞器轉(zhuǎn)運(yùn)至磷脂含量低的細(xì)胞器（線粒體、過氧化物酶體等，不同細(xì)胞器的膜脂組成差異很大）。通過特殊蛋白介導(dǎo)的膜直接接觸轉(zhuǎn)運(yùn)磷脂。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成脂質(zhì)的運(yùn)輸15精選課件ppt其它脂質(zhì)合成，如分泌細(xì)胞中合成固醇類物質(zhì)。肝細(xì)胞中對(duì)毒性化合物脫毒：依賴光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上含有細(xì)胞色素P450多功能氧化酶把聚集在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的脂溶性有害物質(zhì)羥基化，使之溶于水并被排出細(xì)胞，隨尿排出體外。容納Ca2+，調(diào)控肌肉收縮：Ca2+-ATPase和Ca2+通道位于肌細(xì)胞光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（肌質(zhì)網(wǎng)）膜上，把Ca2+運(yùn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中。細(xì)胞受刺激時(shí)，Ca2+進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中促使肌肉收縮。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的其他功能內(nèi)質(zhì)網(wǎng)P450多功能氧化酶反應(yīng)原理http://www./

16精選課件ppt糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的蛋白可能會(huì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體中糖基化、?；?、羥基化、硫酸化，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中形成正確的二硫鍵，蛋白的折疊和多亞基蛋白組裝，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、分泌泡中進(jìn)行特異蛋白的切割等修飾。內(nèi)膜系統(tǒng)中蛋白的糖基化主要發(fā)生在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體中，兩者糖基化方式不同。內(nèi)膜系統(tǒng)合成的蛋白糖基化普遍，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中僅個(gè)別蛋白發(fā)生簡(jiǎn)單的糖基化。新合成蛋白質(zhì)的修飾和加工糖基化的作用：①影響蛋白的穩(wěn)定性、壽命和降解，使蛋白質(zhì)能夠抵抗消化酶的作用；②賦予蛋白質(zhì)傳遞信號(hào)的功能；③某些蛋白只有在糖基化之后才能正確折疊、分選、定位。17精選課件ppt內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的糖基化發(fā)生在蛋白合成過程中，由膜上的糖基轉(zhuǎn)移酶把膜結(jié)合的多萜醇上的寡糖鏈轉(zhuǎn)到特殊三肽序列的天冬酰胺上。在真核生物中轉(zhuǎn)移的14個(gè)糖的寡糖鏈?zhǔn)窍嗤?。后期在?nèi)質(zhì)網(wǎng)中還對(duì)寡糖鏈進(jìn)行剪切修飾，剪除3個(gè)葡萄糖和一個(gè)甘露糖。寡糖鏈在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中還可進(jìn)行接切添加糖基。Dolichol多萜醇。蛋白N-連接糖基化發(fā)生在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中。在蛋白的三肽信號(hào)Asn-X-Ser/Thr的天冬酰胺上。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)N－連接糖基化的寡糖鏈在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)要經(jīng)歷修飾。轉(zhuǎn)移至高爾基體后糖鏈還要進(jìn)一步修飾。蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)（上）還可發(fā)生羥基化，酰基化及形成二硫鍵等修飾。18精選課件ppt內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中新合成蛋白的質(zhì)量控制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中含有多種蛋白協(xié)助新合成肽鏈折疊、組裝。不能折疊、組裝的蛋白運(yùn)出內(nèi)質(zhì)網(wǎng)被泛素化降解。分子伴侶：結(jié)合蛋白（Bip，亦稱GRP78，Hsp70家族成員）、鈣連接蛋白（calnexin），等它們可以識(shí)別、結(jié)合未折疊或錯(cuò)誤折疊的蛋白并幫助這些蛋白正確折疊。蛋白二硫鍵異構(gòu)酶(PDI)：打開二硫鍵幫助蛋白正確折疊。葡糖基轉(zhuǎn)移酶（GT）：是一種監(jiān)控酶，識(shí)別未折疊或錯(cuò)誤折疊的蛋白并添加一個(gè)葡萄糖至低聚糖末端。Bip、PDI等有四肽內(nèi)質(zhì)網(wǎng)駐留信號(hào)(HDEL/KDEL)。N-連接糖基化在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白折疊中的作用19精選課件ppt合成的蛋白進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，在分子伴侶幫助下折疊，不能正常折疊的蛋白通過易位子運(yùn)出內(nèi)質(zhì)網(wǎng)經(jīng)泛素途徑化降解20精選課件ppt在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中二硫鍵形成及重排只有在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中才具有氧化–SH形成二硫鍵的氧化環(huán)境。PDI：蛋白二硫鍵異構(gòu)酶，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中大量存在。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)量控制機(jī)制確保錯(cuò)誤折疊的蛋白不能離開內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)入高爾基體。只有完成正確修飾、折疊和組裝后才能以出芽方式進(jìn)入高爾基體進(jìn)一步加工修飾或分選。21精選課件ppt2.1.3內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激及其信號(hào)調(diào)控內(nèi)質(zhì)網(wǎng)對(duì)傷害敏感，當(dāng)內(nèi)外因素(異常糖基化、缺氧、病毒感染等）導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)未折疊、錯(cuò)誤折疊蛋白積滯，膜脂成分變化，鈣穩(wěn)態(tài)失衡等均可啟動(dòng)相應(yīng)信號(hào)途徑引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(ERS)反應(yīng)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)包括：①未折疊蛋白質(zhì)應(yīng)答反應(yīng)（UPR），②內(nèi)質(zhì)網(wǎng)超負(fù)荷反應(yīng)（EOR），③固醇調(diào)節(jié)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，④凋亡程序啟動(dòng)等。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)可啟動(dòng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分子伴侶、固醇合成等基因表達(dá)，緩解損傷造成的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)壓力。如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)時(shí)間過長(zhǎng)，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)壓力不能緩解則啟動(dòng)細(xì)胞凋亡。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激抉擇細(xì)胞的生死。22精選課件pptA，三種未折疊蛋白應(yīng)答反應(yīng)信號(hào)傳遞途徑：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中或膜上未折疊、錯(cuò)誤折疊的蛋白過多、積滯會(huì)導(dǎo)致未折疊蛋白應(yīng)答反應(yīng)（UPR），激活內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上需要肌醇酶1（IRE1）、蛋白激酶R類似的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶（PERK）、激活轉(zhuǎn)錄因子6（ATF6）等感受器，啟動(dòng)相應(yīng)信號(hào)途徑，引起胞質(zhì)中特異基因調(diào)節(jié)蛋白的前體mRNA拼接，促使分子伴侶基因等表達(dá)；或磷酸化翻譯輔助因子，暫停蛋白質(zhì)的合成，啟動(dòng)分子伴侶基因表達(dá)；或者剪切感應(yīng)器產(chǎn)生活性轉(zhuǎn)錄因子，引起分子伴侶等相關(guān)基因表達(dá)。

B，需要肌醇酶1信號(hào)途徑：IRE1三個(gè)功能結(jié)構(gòu)域、轉(zhuǎn)錄因子前體mRNA的細(xì)胞質(zhì)拼接和分子伴侶基因的表達(dá)。23精選課件ppt固醇調(diào)節(jié)級(jí)聯(lián)反映：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)固醇缺乏時(shí)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上被insig-1(2)束縛的固醇調(diào)控元件結(jié)合蛋白（SREBP）脫離束縛進(jìn)入高爾基體，被高爾基體S1P、S2P蛋白酶剪切出活性片段進(jìn)入核中與固醇調(diào)控元件結(jié)合，啟動(dòng)相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄。正確折疊的蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中積累可以啟動(dòng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)超負(fù)荷反應(yīng)（EOR），引起核因子κB激活，啟動(dòng)抗凋亡、細(xì)胞炎癥反應(yīng)、細(xì)胞分化等效應(yīng)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜膽固醇損耗引起固醇調(diào)節(jié)級(jí)聯(lián)反應(yīng)。激活固醇調(diào)控元件結(jié)合蛋白（SREBP），促使膽固醇合成基因的表達(dá)。24精選課件ppt內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激是細(xì)胞一種自我保護(hù)機(jī)制，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激如果不能使內(nèi)質(zhì)網(wǎng)恢復(fù)蛋白折疊的良好環(huán)境就會(huì)啟動(dòng)細(xì)胞程序性死亡。左圖：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的凋亡途徑:1)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激導(dǎo)致PERK激活并最終可能導(dǎo)致GADD34/PP1磷酸酶復(fù)合體（它可使eIF2α去磷酸化）活化，促進(jìn)凋亡?？墒筫IF2α

磷酸化的遺傳機(jī)制或藥劑保護(hù)細(xì)胞不發(fā)生內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的凋亡。2)Caspase-12(小鼠)或-4(人)和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜胞質(zhì)面相連，它可以通過多條路徑被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激激活，包括通過IRE1和TRAF2（腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子2），或通過被calpain剪切激活,Calpain本身可被從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)庫(kù)中釋放的Ca2+激活。Bcl-2家族的某些成員定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，可以通過調(diào)節(jié)Ca2+流出和放大線粒體途徑凋亡信號(hào)影響內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的凋亡。(JNK,c-JunN-terminalkinases,JNK活化與線粒體凋亡途徑有關(guān)，在射線等處理細(xì)胞后JNK可被激活啟動(dòng)凋亡。JNK還有促細(xì)胞增值等作用）

右圖：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激引起的Ca2+上升激活鈣離子依賴的蛋白酶calpain引起溶酶體內(nèi)組織蛋白酶cathepsin泄漏導(dǎo)致細(xì)胞壞死。

25精選課件ppt2.2.1形態(tài)結(jié)構(gòu)與極性由扁平囊泡堆積而成，有極性。通常4～8個(gè)扁平囊堆疊在一起。分布于ER與細(xì)胞膜間，呈弓形或半球形?？拷送钩龅囊幻鎸?duì)著ER稱為順面（cisface），靠近質(zhì)膜凹進(jìn)的一面對(duì)著質(zhì)膜稱為反面（transface）。標(biāo)志酶為糖基轉(zhuǎn)移酶。高爾基體可分為5個(gè)功能連續(xù)的部分：順面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、順面膜囊、中間膜囊、反面膜囊、反面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。高爾基體是動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)，與細(xì)胞骨架特別是微管關(guān)系密切，靜止細(xì)胞常處于微管組織中心附近。在細(xì)胞分裂時(shí)隨內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核膜等解體，細(xì)胞分裂后重新形成。2.2高爾基體189826精選課件ppt高爾基體的極性27精選課件ppt高爾基體順面（cis面）膜囊：嗜鋨反應(yīng)顯示。中間膜囊：含有甘露糖苷酶Ⅱ（N連接寡糖鏈甘露糖從核心寡糖上的切除），煙酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶（NADP酶）。核苷酸二磷酸酶（UDP－糖等轉(zhuǎn)移出糖后切除磷酸），胞嘧啶單核苷酸酶（CMP酶）位于靠近反面（trans面）的囊狀和管狀結(jié)構(gòu)區(qū)。焦磷酸硫胺素酶（TPP酶）的細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)顯示高爾基體反面膜囊區(qū)。高爾基體扁平膜囊膜組成的區(qū)域差異28精選課件ppt1)參與細(xì)胞分泌活動(dòng)：RER合成Pr→ER腔→COPⅡ小泡→CGN→Golgi加工→TGN區(qū)形成運(yùn)輸泡→與質(zhì)膜融合、排出。2)O-連接的糖基化：糖的供體為核苷糖。3)糖鏈加工與修飾，部分多糖的合成。4)蛋白質(zhì)、糖（糖胺聚糖）的硫酸化。4)進(jìn)行膜的轉(zhuǎn)化功能：合成糖脂，ER合成膜脂轉(zhuǎn)移至高爾基體，經(jīng)過糖基化等修飾和加工，形成運(yùn)輸泡與質(zhì)膜融合。5)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。6)參與形成溶酶體。7)植物細(xì)胞壁的形成，合成纖維素和果膠質(zhì)。2.2.2高爾基體功能29精選課件ppt高爾基體各分區(qū)功能（可用放射性自顯影方法用同位素標(biāo)記的單糖脈沖標(biāo)記顯示）：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：N-連接寡聚糖合成和轉(zhuǎn)移到Asn側(cè)連上；高爾基體順面管網(wǎng)區(qū)：N-乙酰半乳糖胺添加至Ser/Thr上，溶酶體酶磷酸化第一步；順面膜囊：移除甘露糖，溶酶體酶磷酸化第二步；中間膜囊：甘露糖移除、添加N-乙酰葡萄糖胺；反面膜囊：添加半乳糖、唾液酸；反面管網(wǎng)區(qū)：添加唾液酸，酪氨酸硫酸化。Asparagine天冬酰胺，mannose甘露糖。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)以出芽方式將其中正確折疊的蛋白運(yùn)至高爾基體順面管網(wǎng)區(qū)，再由順面向反面運(yùn)輸并在高爾基體不同功能區(qū)進(jìn)行糖基化等修飾。高爾基體不同的分區(qū)行使不同的修飾功能，蛋白從順面到反面逐漸修飾加工成熟。30精選課件pptN-連接低聚糖核心糖鏈在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中組裝。N-連接低聚糖的修飾在高爾基體中完成。O-連接低聚糖發(fā)生在高爾基體中。N-連接低聚糖在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體中的修飾高爾基體中O-連接的糖基化及糖基化修飾31精選課件pptFucose巖藻糖，Hyl羥賴氨酸，glycophorin血型糖蛋白。高爾基體中O-連接糖基化由糖基轉(zhuǎn)移酶利用核苷酸糖逐個(gè)添加的。N-連接的糖基化在真核生物中普遍存在，但在原核生物中很少發(fā)生。不同于蛋白質(zhì)、核酸的合成，低聚糖的合成不需要模版。典型的O-連接和N-連接低聚糖的結(jié)構(gòu)32精選課件ppt真核細(xì)胞中蛋白糖基化的目的是什么?重要功能：(1)幫助蛋白折疊及運(yùn)輸。糖鏈?zhǔn)堑鞍渍郫B、分類包裝、定向轉(zhuǎn)運(yùn)的信號(hào)和標(biāo)志。如在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中衣霉素阻斷蛋白質(zhì)糖基化，免疫球蛋白，血凝素等肽鏈不能正確折疊而滯留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中。(2)糖基化為細(xì)胞提供信號(hào)識(shí)別信息，在蛋白分選，細(xì)胞識(shí)別，細(xì)胞黏著等方面扮演重要角色。因此相關(guān)糖基化基因敲除是致死性的。(3)糖基化蛋白的使大分子不能靠近蛋白表面，保護(hù)蛋白免受蛋白酶等切割。(4)糖基化增加蛋白的可溶性和穩(wěn)定性，影響細(xì)胞表面電荷特征，細(xì)胞表面由于膜脂膜蛋白糖鏈中的唾液酸而帶負(fù)電荷。(5)細(xì)胞糖基化外被（動(dòng)物細(xì)胞）既能保護(hù)細(xì)胞，又不影響細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)能力。33精選課件ppt在高爾基體反面管網(wǎng)結(jié)構(gòu)和形成的分泌泡中進(jìn)行分泌蛋白的剪切加工。為什么前體蛋白需要剪切才能形成有活性的形式？1）多肽分子太小，核糖體不能有效合成（神經(jīng)肽）；2）防止激素蛋白與受體提前結(jié)合啟動(dòng)生理效應(yīng)（胰島素）；3）蛋白可能缺少轉(zhuǎn)移到分泌泡中的信號(hào)，剪切可能使轉(zhuǎn)移信號(hào)暴露。分泌蛋白的剪切加工高爾基體分泌蛋白的剪切加工：組成型分泌蛋白血清蛋白和胰島素前體的剪切34精選課件ppt蛋白等經(jīng)高爾基體不同功能間隔修飾、加工逐漸成熟，由順面移向反面，在反面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)區(qū)依賴特異受體被分類濃縮，出芽形成不同轉(zhuǎn)運(yùn)小泡或分泌小泡運(yùn)向不同目的區(qū)域。高爾基體蛋白的分選和轉(zhuǎn)運(yùn)分泌途徑有三條：溶酶體酶分選途徑；調(diào)節(jié)性分泌途徑；組成型分泌途徑。35精選課件ppt兩種觀點(diǎn)：小泡運(yùn)輸模型；膜囊成熟模型。高爾基體組裝方式及膜囊間運(yùn)輸方式的兩種模型。高爾基體維持極性及膜囊間運(yùn)輸模式:36精選課件ppt高爾基體與細(xì)胞分泌組成型胞吐（物質(zhì)從細(xì)胞連續(xù)的非調(diào)節(jié)性的分泌）如膜蛋白和胞外基質(zhì)分泌物儲(chǔ)存在細(xì)胞質(zhì)儲(chǔ)藏微粒中，在刺激信號(hào)下分泌。如胰島素、促腎上腺皮質(zhì)激素、胰蛋白酶原的分泌，可能通過相同的方式分選和進(jìn)入可調(diào)節(jié)性分泌泡。37精選課件ppt溶酶體（Lysosome）為deDuve1949年在分析大鼠肝組織液離心組分中酸性磷酸酶活性時(shí)發(fā)現(xiàn)。線粒體組分酸性磷酸酶活性水提液中比等滲液中高，放置時(shí)間長(zhǎng)的比新鮮提取的高，酶活性與線粒體無(wú)關(guān)，其他水解酶活性與此類似。deDuve與Novikoff1955年通過電鏡觀察證實(shí)溶酶體存在。單層膜細(xì)胞器。含酸性水解酶（最適pH=5），執(zhí)行細(xì)胞內(nèi)消化。具有異質(zhì)性，酸性磷酸酶是標(biāo)志酶。膜有質(zhì)子泵，溶酶體內(nèi)pH值低。膜蛋白高度糖基化。膜上有轉(zhuǎn)運(yùn)載體。2.3溶酶體194938精選課件ppt2.3.1溶酶體形態(tài)結(jié)構(gòu)與類型溶酶體是異質(zhì)性細(xì)胞器：初級(jí)溶酶體。次級(jí)溶酶體：

異噬溶酶體；

自噬溶酶體。殘余體。初級(jí)溶酶體次級(jí)溶酶體分泌溶酶體殘余體前溶酶體39精選課件ppt次級(jí)溶酶體（secondarylysosome）是正在進(jìn)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。殘余體（residualbody）又稱后溶酶體（post-lysosome），已失去酶活性，僅留未消化的殘?jiān)?，故名。可排出?xì)胞，也可能留在細(xì)胞內(nèi)逐年增多，如表皮細(xì)胞的老年斑，肝細(xì)胞的脂褐質(zhì)。初級(jí)溶酶體（primarylysosome）由高爾基體分泌形成，含多種酸性水解酶，較為均質(zhì)。40精選課件ppt

溶酶體組織化學(xué)觀察

：硝酸鉛顯示酸性磷酸酶（溶酶體的標(biāo)志酶）。兩個(gè)小囊泡可能是來(lái)自高爾基體的含酸性水解酶的運(yùn)輸小泡（紅色箭頭）。次級(jí)溶酶體初級(jí)溶酶體41精選課件ppt殘余體：肝細(xì)胞脂褐質(zhì)42精選課件ppt溶酶體含有大量的酸性水解酶，它們可以消化各種生物分子，是細(xì)胞內(nèi)主要的消化場(chǎng)所。酸性水解酶在較低pH值下活性高，溶酶體膜上的質(zhì)子泵（V型）使溶酶體內(nèi)部酸化。少量的溶酶體酶泄漏到細(xì)胞質(zhì)不會(huì)引起細(xì)胞損傷。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中pH值為7.2左右，溶酶體酶此環(huán)境下活性低。溶酶體膜：V型H+泵：維持內(nèi)部酸性。膜上存在糖基化蛋白：可能是保護(hù)溶酶體免于自消化。

存在運(yùn)輸?shù)鞍祝恨D(zhuǎn)運(yùn)消化物質(zhì)。溶酶體內(nèi)酸性環(huán)境的產(chǎn)生和維持及溶酶體部分酸性水解酶43精選課件pptpH敏感的熒光探針標(biāo)記的蛋白顯示胞吞過程中胞內(nèi)體和溶酶體的pH值：溶酶體中pH值為5，顯示紅色。各種胞內(nèi)體pH值從5.5－6.5不等，顯示藍(lán)、綠色。溶酶體與胞內(nèi)體關(guān)系密切。晚胞內(nèi)體被認(rèn)為就是前溶酶體。前溶酶體與溶酶體在內(nèi)部pH值和膜上的蛋白組成上有差別（溶酶體膜無(wú)溶酶體酶受體）。44精選課件ppt植物細(xì)胞中沒有與動(dòng)物細(xì)胞一樣的溶酶體，但植物細(xì)胞中液泡、原球體、糊粉粒具有溶酶體功能。

45精選課件ppt2.3.2溶酶體功能溶酶體主要輔助行使三種細(xì)胞功能：①吞噬；②自噬；③胞飲。初級(jí)溶酶體與吞噬泡和自噬泡融合，完成消化后形成殘余體或者通過胞吐排出殘余物或滯留在細(xì)胞中形成脂褐質(zhì)微粒。46精選課件ppt①清除無(wú)用生物大分子（自噬）、衰老損傷死亡的細(xì)胞（異噬）、衰老的細(xì)胞器（自噬）、個(gè)體發(fā)育中多余的細(xì)胞（異噬）等。②細(xì)胞內(nèi)消化和營(yíng)養(yǎng)獲?。喝鐝腖DL獲得膽固醇、氨基酸（異噬），單細(xì)胞真核生物籍其消化食物（異噬），饑餓細(xì)胞的自噬。③防御作用：如巨噬細(xì)胞（異噬）、中性粒細(xì)胞（異噬）、T淋巴細(xì)胞和NK淋巴細(xì)胞（分泌溶酶體，含溶酶體酶和穿孔蛋白、粒酶。）。④參與分泌過程的調(diào)節(jié)：如甲狀腺分泌細(xì)胞吞噬甲狀腺球蛋白降解成有活性的甲狀腺素并分泌到細(xì)胞外（異噬）。⑤形成精子的頂體（類似分泌溶酶體），含透明質(zhì)酸酶、蛋白酶等，消化卵細(xì)胞透明帶和濾泡細(xì)胞以利受精。精子的頂體是特化的溶酶體47精選課件ppt2.3.3溶酶體病由溶酶體缺陷造成的機(jī)體功能紊亂：①矽肺病細(xì)胞自體溶解是由于溶酶體膜破裂或滲漏導(dǎo)致酶外泄消化自體細(xì)胞。②溶酶體貯積癥是由于溶酶體缺乏一種或多種溶酶體酶導(dǎo)致物質(zhì)在溶酶體中積累形成大的內(nèi)含物。如I-細(xì)胞癥（inclusion-celldisease）：N－乙酰葡萄糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶基因突變?cè)斐?。臺(tái)－薩氏癥：溶酶體缺乏β-氨基己糖脂（苷）酶A不能消化神經(jīng)節(jié)苷脂使其在腦細(xì)胞等細(xì)胞中積累，導(dǎo)致癡呆、早死。48精選課件ppt神經(jīng)鞘脂貯積病疾病缺失酶類主要貯積底物后果GM1神經(jīng)節(jié)苷脂貯積癥GM1

-半乳糖苷酶神經(jīng)節(jié)苷脂GM1智力遲鈍，肝臟肥大，骨骼受累，2歲前死亡臺(tái)－薩氏病己糖胺酶A神經(jīng)節(jié)苷脂GM2智力遲鈍，失明，3歲前死亡法布萊氏病

-半乳糖苷酶A三己糖神經(jīng)酰胺皮疹，腎功能喪失，下肢疼痛山霍夫氏病己糖胺酶A和B神經(jīng)節(jié)苷脂GM2和紅細(xì)胞糖苷酯與泰－薩氏疾病癥狀相似，但發(fā)展更快高歇氏病葡糖腦苷酯酶葡糖腦苷脂肝臟和脾臟腫大，長(zhǎng)骨腐蝕，只在嬰兒期發(fā)生智力遲鈍尼-皮二氏病鞘磷脂水解酶鞘磷脂肝臟和脾臟腫大，智力遲鈍Farber’s脂肪肉芽腫病神經(jīng)酰胺水解酶神經(jīng)酰胺疼痛性與退行性的關(guān)節(jié)變形，皮膚瘤，幾年內(nèi)死亡Krabbe’s病半乳糖腦苷酯酶半乳糖腦苷脂髓磷脂缺失，智力遲鈍，2歲前死亡腦硫脂沉積芳基硫酸酯酶腦硫脂智力遲鈍，前十年死亡49精選課件ppt臺(tái)-薩氏綜合癥溶酶體的同心圓結(jié)構(gòu)50精選課件ppt2.3.4溶酶體的生物發(fā)生新合成溶酶體酶的典型運(yùn)輸：溶酶體酶前體N-連接寡糖鏈末端甘露糖被磷酸修飾而帶6-磷酸標(biāo)記，在高爾基體反面管網(wǎng)區(qū)（TGN）溶酶體酶通過甘露糖-6-磷酸受體與其他類型蛋白分離濃縮并從TGN出芽。最后與晚胞內(nèi)體融合。低pH值使受體與溶酶體酶分離，受體出芽回到TGN區(qū)。酸性磷酸酶水解酶上磷酸激活水解酶，使水解酶不會(huì)隨受體返回高爾基體。溶酶體發(fā)生與高爾基體的分泌活動(dòng)密切相關(guān)。溶酶體酶在高爾基體中標(biāo)記或修飾，在TGN區(qū)被選擇濃縮，出芽通過運(yùn)輸小泡運(yùn)至前溶酶體（晚胞內(nèi)體）、胞外、質(zhì)膜上等區(qū)域，運(yùn)至胞外、質(zhì)膜上的溶酶體酶通過胞飲-胞內(nèi)體途徑進(jìn)入前溶酶體，晚胞內(nèi)體繼續(xù)酸化、受體循環(huán)脫離后轉(zhuǎn)變?yōu)槌跫?jí)溶酶體。51精選課件ppt溶酶體酶上甘露糖-6-磷酸標(biāo)志的產(chǎn)生需要兩種酶催化在高爾基體CGN和順面膜囊中完成。N-乙酰葡萄糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶，磷酸葡萄糖苷酶。酶對(duì)溶酶體酶前體蛋白的識(shí)別可能依賴溶酶體前體蛋白立體結(jié)構(gòu)某些區(qū)域形成的信號(hào)斑。識(shí)別區(qū)結(jié)合溶酶體酶信號(hào)N-乙酰葡萄糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶磷酸葡糖苷酶52精選課件ppt溶酶體發(fā)生在不同細(xì)胞中可能存在差異，溶酶體酶進(jìn)入溶酶體途徑可能也不相同。甘露糖-6-磷酸標(biāo)記的溶酶體酶運(yùn)至胞外后可通過受體介導(dǎo)的內(nèi)吞返回細(xì)胞溶酶體。而標(biāo)志酶酸性磷酸酶前體是跨膜蛋白，分泌到細(xì)胞質(zhì)膜上后再通過受體介導(dǎo)的內(nèi)吞回收，在通過胞質(zhì)巰基蛋白酶和溶酶體天冬氨酸蛋白酶剪切成可溶性蛋白，此過程不涉及甘露糖-6-磷酸途徑。53精選課件ppt2.4過氧化物酶體1954Rhodin1954年發(fā)現(xiàn)于鼠腎小管上皮細(xì)胞。具有異質(zhì)性，由單層膜圍繞而成。但與溶酶體有顯著差異。特點(diǎn)：含過氧化氫酶（標(biāo)志酶）和一至多種依賴黃素（flavin）的氧化酶，已發(fā)現(xiàn)40多種氧化酶。氧化酶特點(diǎn)是將底物氧化后生成過氧化氫，而過氧化氫酶又利用H2O2去氧化其它底物或生成水和O2。過氧化物酶體廣泛存在于真核細(xì)胞中。過氧化物酶體又稱微體。乙醛酸循環(huán)體（植物油性種子中氧化脂肪酸生成糖等的過氧化物酶體）。在動(dòng)物中：

①參與脂肪酸的氧化，直接產(chǎn)生熱和乙酰輔酶A；②具有解毒作用，過氧化氫（物）酶氧化有害物質(zhì)，醇的氧化（甲醇、乙醇等），飲入的酒精1/4是在微體中氧化為乙醛。在植物中：①參與光呼吸，將光合作用的副產(chǎn)物乙醇酸氧化為乙醛酸和過氧化氫；②在萌發(fā)的種子中，進(jìn)行脂肪酸的氧化，最終使脂肪轉(zhuǎn)化為糖。2.4.1過氧化物酶體的功能54精選課件ppt肝細(xì)胞中過氧化物酶體煙草葉肉細(xì)胞的過氧化物酶體（中央具有尿酸氧化酶形成的晶體狀核心）55精選課件ppt過氧化物酶體參與光呼吸乙醛酸循環(huán)體使脂肪轉(zhuǎn)化為糖56精選課件ppt過氧化物酶體的發(fā)生與線粒體和葉綠體類似。但過氧化物酶體不含DNA，酶和膜蛋白由核基因編碼，主要在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成，在信號(hào)序列PTS1（-Ser-Lys-Leu-COO-）或PTS2（N端Arg/Lys-Leu/Ile-5X-His/Gln-Leu)等引導(dǎo)下定位到過氧化物酶體。膜脂來(lái)自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜泡，或通過磷脂交換蛋白(PEP)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)移而來(lái)。以分裂方式產(chǎn)生子代，也可以通過組裝方式產(chǎn)生新的過氧化物酶體。通過酵母等突變體發(fā)現(xiàn)許多與過氧化物酶體發(fā)生有關(guān)的基因（pex基因）。2.4.2過氧化物酶體的發(fā)生過氧化物酶體的發(fā)生：1內(nèi)質(zhì)網(wǎng)出芽，前體膜泡過氧化物酶體膜蛋白組裝（Pex19，膜蛋白定位信號(hào)受體；Pex3、16膜蛋白定位輔助蛋白）。2基質(zhì)蛋白在PTS1/PTS2序列引導(dǎo)下輸入（Pex5、7，分別為PTS1和PTS2基質(zhì)受體；Pex14，基質(zhì)受體的膜受體；Pex2、10、12，輔助輸入膜蛋白復(fù)合物）。3通過分裂增值（需要Pex11）。57精選課件ppt蛋白質(zhì)分選運(yùn)輸?shù)穆窂綀D3蛋白質(zhì)的分選（定向轉(zhuǎn)運(yùn)）3.1真核細(xì)胞中核編碼蛋白的分選概述（共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)和后翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)）58精選課件ppt跨膜運(yùn)輸：蛋白運(yùn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體、葉綠體、過氧化物酶體；膜泡運(yùn)輸：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、質(zhì)膜、溶酶體、胞內(nèi)體之間的蛋白運(yùn)輸；門控通道運(yùn)輸：通過核孔運(yùn)輸；細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)。蛋白通過四種機(jī)制轉(zhuǎn)運(yùn)：59精選課件ppt蛋白分選（蛋白質(zhì)尋靶）:蛋白分子在蛋白內(nèi)部的分選信號(hào)指導(dǎo)下從細(xì)胞質(zhì)運(yùn)往各種目標(biāo)細(xì)胞器或細(xì)胞表面。沒有任何信號(hào)（序列）的蛋白是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)駐留蛋白。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（signalsequence）。其二是細(xì)胞器上具特定的信號(hào)識(shí)別裝置（分選受體，sortingreceptor）。60精選課件ppt信號(hào)序列及信號(hào)斑蛋白建立分選信號(hào)的兩種方式：

信號(hào)位于一段氨基酸序列中被稱為信號(hào)序列，它暴露在蛋白外部通常位于肽鏈端部，也有存在于其他部位的。信號(hào)斑由分隔開的氨基酸序列在蛋白折疊時(shí)相互接近組成，或者在蛋白折疊后形成暴露的固定距離的多個(gè)信號(hào)斑。61精選課件ppt門控通道轉(zhuǎn)運(yùn)：細(xì)胞核蛋白通過核孔復(fù)合體運(yùn)輸;蛋白存在核定位信號(hào)

(NLS);以折疊或組裝的形式進(jìn)行運(yùn)輸?？缒み\(yùn)輸：進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)依賴信號(hào)肽；進(jìn)入線粒體、葉綠體、過氧化物酶體依賴導(dǎo)肽或轉(zhuǎn)運(yùn)肽;通過膜上的易位子、內(nèi)外膜轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合體蛋白跨膜；以單個(gè)未折疊的肽鏈形式跨膜；

需要通過分子伴侶協(xié)助。膜泡運(yùn)輸：通過出芽，轉(zhuǎn)運(yùn)，駐泊及最后與靶膜融合運(yùn)輸?shù)鞍?、脂質(zhì)；在膜泡的外圍組裝包被蛋白；(網(wǎng)格蛋白、COPII包被蛋白、COPI包被蛋白等);只有正確折疊、組裝的蛋白才能被運(yùn)輸；在運(yùn)輸中被運(yùn)輸?shù)鞍?、脂質(zhì)的方向不會(huì)改變。62精選課件ppt3.2信號(hào)假說和內(nèi)膜系統(tǒng)蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)--G.Blobel和D.Sabatini,1975年提出共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)的信號(hào)假說。Palade發(fā)現(xiàn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)附著的核糖體合成分泌蛋白。Milstein等發(fā)現(xiàn):在非細(xì)胞體系中合成的IgG輕鏈比體內(nèi)真正的IgG輕鏈N端長(zhǎng)出數(shù)個(gè)氨基酸。在非細(xì)胞體系中添加ER膜組分則可合成正常長(zhǎng)度的IgG輕鏈。63精選課件ppt分泌蛋白的信號(hào)肽：由多肽N端16-26個(gè)氨基酸組成。具有三個(gè)區(qū)域，帶正電荷的N端區(qū)，中間的疏水核心區(qū)和極性的與成熟肽鏈連接的C端剪切區(qū)，新生分泌蛋白的信號(hào)肽使肽鏈定向運(yùn)輸?shù)絻?nèi)質(zhì)網(wǎng)，隨后被切除。信號(hào)識(shí)別顆粒,SRP:由6種不同的多肽和一條7S（300bp左右）RNA組成的核糖核蛋白復(fù)合體，可結(jié)合GTP）。信號(hào)識(shí)別顆粒受體：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)停泊蛋白(DP，一種GTP結(jié)合蛋白)。易位子：由3-4個(gè)Sec61蛋白構(gòu)成的通道，每個(gè)Sec61由3條肽鏈組成。SRP有三個(gè)主要活性區(qū):信號(hào)肽識(shí)別區(qū)：P54甲硫氨酸與信號(hào)肽疏水核心結(jié)合；核糖體結(jié)合區(qū)：P9、P14，阻斷進(jìn)一步翻譯；結(jié)合內(nèi)質(zhì)網(wǎng)停泊蛋白的區(qū)域。錨定序列：與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的親合力很高，使這段序列結(jié)合在膜上，阻止其繼續(xù)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔，成為跨膜蛋白。64精選課件ppt

粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成分泌蛋白共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)示意圖65精選課件ppt進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的可溶性蛋白沒有停止轉(zhuǎn)移序列膜蛋白的定位和拓?fù)涮卣鬟M(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的分泌蛋白等只需N端的信號(hào)肽即可定位到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔，而膜整合蛋白還需其他信號(hào)序列。除N端信號(hào)肽引導(dǎo)蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)外，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位蛋白還可能有內(nèi)在停止轉(zhuǎn)移錨定序列（STA）、內(nèi)在信號(hào)錨定序列（SA，起信號(hào)肽、開始轉(zhuǎn)移、錨定的序列）等內(nèi)部信號(hào)序列指導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)。含內(nèi)在停止轉(zhuǎn)移錨定序列（STA）和內(nèi)在信號(hào)錨定序列（SA）的蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的拓?fù)涮卣?6精選課件ppt膜整合蛋白的內(nèi)部停止轉(zhuǎn)移序列（內(nèi)部停止轉(zhuǎn)移錨定序列）和開始轉(zhuǎn)移序列（內(nèi)部信號(hào)錨定序列）在蛋白膜定位中的作用67精選課件ppt葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1等多跨膜α螺旋蛋白的合成和轉(zhuǎn)運(yùn)：多個(gè)開始轉(zhuǎn)移序列（內(nèi)部信號(hào)錨定序列，不切除的信號(hào)肽）和停止轉(zhuǎn)移序列（內(nèi)部停止轉(zhuǎn)移錨定序列）形成多次跨膜。68精選課件ppt水皰性口炎病毒包膜蛋白的分選信號(hào)是存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)一側(cè)的雙酸分選信號(hào)，這種信號(hào)也存在于其他膜蛋白上。雙酸分選信號(hào)指導(dǎo)膜蛋白從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向高爾基體運(yùn)輸。上皮細(xì)胞頂端和基膜蛋白的分選：水皰性口炎病毒（VSV）與普通感冒病毒共同侵染上皮細(xì)胞時(shí)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的兩種病毒的包膜蛋白被高爾基體轉(zhuǎn)運(yùn)小泡分別運(yùn)輸至上皮細(xì)胞的基膜端和游離端。有些膜蛋白分泌到基膜一側(cè)在通過轉(zhuǎn)胞吞作用聚集到游離面質(zhì)膜上。不僅蛋白質(zhì)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)需要信號(hào)引導(dǎo)，蛋白在內(nèi)膜系統(tǒng)間運(yùn)輸也需要信號(hào)。如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)駐留蛋白的KDEL（HDEL）信號(hào)和KKXX信號(hào)（膜蛋白），質(zhì)膜整合蛋白由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)入高爾基體的雙酸分選信號(hào)（Asp-X-Glu），溶酶體蛋白由高爾基體進(jìn)入溶酶體的甘露糖-6-磷酸信號(hào)等。69精選課件ppt內(nèi)膜系統(tǒng)之間及與質(zhì)膜之間的物質(zhì)傳遞主要通過膜泡運(yùn)輸進(jìn)行。運(yùn)輸小泡在膜的特定區(qū)域以出芽、內(nèi)吞的方式產(chǎn)生。表面具有一個(gè)籠子狀的由蛋白質(zhì)構(gòu)成的包被（coat）。包被在運(yùn)輸小泡與靶細(xì)胞器的膜融合之前解體。膜泡運(yùn)輸及內(nèi)膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、位置的組織依賴細(xì)胞骨架，特別是細(xì)胞微管體系。3.3膜泡運(yùn)輸70精選課件ppt高爾基體在細(xì)胞分裂中的解體和分裂后重新組裝（高爾基體在有絲分裂完成后以兩個(gè)進(jìn)程組裝）:

(a)

視頻畫面顯示表達(dá)mCherry-Rab6的

RPE1（一種視網(wǎng)膜上皮細(xì)胞株）細(xì)胞在分裂后高爾基體的組裝（mCherry，一種紅色熒光蛋白；Rab6，定位于高爾基體或后高爾基體區(qū)室上的GTP結(jié)合蛋白，調(diào)節(jié)膜泡運(yùn)輸、融合）。0時(shí)標(biāo)記接近于分裂末期開始，方框區(qū)域在c圖被放大。(b)根據(jù)實(shí)時(shí)圖像實(shí)驗(yàn)在NT對(duì)照細(xì)胞中測(cè)定的細(xì)胞分裂后高爾基顆粒大小。圖中顯示高爾基顆粒相對(duì)于0時(shí)的平均增加倍數(shù)。(c)

圖(a)中的方框放大顯示微小高爾基疊囊（紅）在重新向中心體定位(10’)之前先聚集(6–9‘,藍(lán)色及黃色箭頭指示兩個(gè)單獨(dú)的膜囊群)。Milleretal.高爾基體衍生的微管聚集并組織高爾基體微疊囊(高爾基體組裝的G-stage)。同時(shí)，中心體微管在細(xì)胞中央募集高爾基體疊囊(高爾基體組裝的C-stage).在CLASP（高爾基體膜上組織微管組裝的一種蛋白）失活細(xì)胞中（沒有高爾基體衍生微管）高爾基體組裝的G-stage缺失。細(xì)胞分裂末期高爾基體重新組裝由兩套微管體系完成——中心體微管體系（C-stage）和高爾基體微管體系（G-stage，高爾基體有微管組織中心的功能）71精選課件ppt高爾基體重新組裝依賴微管：(c)顯示微管在高爾基微疊囊（紅色）上成核，使微疊囊結(jié)合到微管上（黃色箭頭）并沿微管運(yùn)輸（白色箭頭）導(dǎo)致微疊囊沿高爾基體成核微管聚集。mCherry-Rab6(紅),GFP-EB3（EB3,一種微管結(jié)合蛋白,綠），

(d)圖c中微疊囊聚集，僅顯示mCherry-Rab6，藍(lán)色箭頭指示微管成核的微疊囊；黃色箭頭指示被運(yùn)輸?shù)奈B囊。高爾基體組裝依賴兩套微管的方向性和動(dòng)力蛋白活性:

(a–b)GFP-EB3(綠green)和

mCherry-GT(紅，GT,半乳糖基轉(zhuǎn)移酶，一種僅在高爾基體中有的標(biāo)志酶)2.5分鐘內(nèi)視頻畫面疊加。(a)EB3在對(duì)照細(xì)胞中的軌跡顯示輻射狀的中心體微管陣列（黃箭頭）和切向的高爾基體相關(guān)的微管陣列

（藍(lán)箭頭）。方框處放大：a‘，mCherry-GT，a”，GFP-EB3。(b)在CLASP失活(siRNA重組)細(xì)胞中輻射狀的中心體微管陣列（黃箭頭）EB3軌跡，

方框處放大：b‘，mCherry-GT，b”，GFP-EB3。(c)視頻畫面顯示洗除nocodazole（微管組裝抑制劑）后表達(dá)mCherry-GT(紅)和GFP-EB3(綠)的NT對(duì)照細(xì)胞中微疊囊沿高爾基體成核微管向負(fù)端方向運(yùn)動(dòng)（黃色箭頭）。星號(hào)示微管正極端，時(shí)間顯示為去除nocodazole后的時(shí)間。72精選課件ppt當(dāng)失去G-stage后，高爾基體組織會(huì)混亂：比較正常組織的高爾基體(左)和CLASP失活細(xì)胞中輻射狀中心體微管組裝的部分分散的圓形高爾基體（右）。在一個(gè)有錯(cuò)誤組織的圓形高爾基體的細(xì)胞中，后高爾基體轉(zhuǎn)運(yùn)的極性無(wú)法維持：比較對(duì)照細(xì)胞中向細(xì)胞前方正常的極性運(yùn)輸（左）和CLASP失活細(xì)胞中的非極性運(yùn)輸模式（右）。73精選課件ppt細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)間膜泡運(yùn)輸有方向性，已知由三種不同類型的有被小泡運(yùn)輸。不同包被蛋白選擇運(yùn)輸不同的貨物，組成不同類型的運(yùn)輸小泡在生物合成和分泌、胞飲過程中介導(dǎo)不同種類的運(yùn)輸。衣被類型GTP酶組成與銜接蛋白運(yùn)輸方向clathrinARFClathrin重鏈與輕鏈，AP2質(zhì)膜→胞內(nèi)體（不需ARF）Clathrin重鏈與輕鏈，AP1高爾基體→胞內(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)，高爾基體膜囊間COPIISar1Sec23/Sec24復(fù)合體，Sec13/31復(fù)合體（類似網(wǎng)格蛋白），Sec16內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體74精選課件pptCOPⅡ衣被小泡介導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的物質(zhì)運(yùn)輸。形成于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)無(wú)核糖體處的出芽位點(diǎn)。主要亞基：Sar1-GTP、Sec23、Sec24（雙酸信號(hào)受體）、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(hào)：位于跨膜蛋白胞質(zhì)面，形式多樣，常包含雙酸性基序Asp-X-Glu。COPⅡ有被小泡的組裝：Sar1是一種G蛋白:Sar1-GTP結(jié)合到ER上;Sar-GDP從ER上解離。75精選課件pptCOPⅠ包被膜泡在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中，抑制從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)出芽的抗體對(duì)高爾基體膜囊之間膜泡運(yùn)輸沒有抑制效應(yīng)，說明介導(dǎo)兩種運(yùn)輸?shù)牡鞍撞煌OPI有被小泡是第一個(gè)被分離鑒定的運(yùn)輸小泡，GTP類似物可以促使細(xì)胞積累COPI有被小泡并可通過離心分離。COPI包被膜泡介導(dǎo)由高爾基體膜囊間及至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的反向運(yùn)輸。功能：回收、轉(zhuǎn)運(yùn)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(yùn)輸。組成：由7種蛋白組成，αβ（KKXX膜蛋白回收信號(hào)受體）

β’γδεζ。回收信號(hào)：膜蛋白Lys-Lys-X-X（KKXX），可溶性蛋白Ly