2023年翟中和細(xì)胞生物學(xué)筆記

第一章緒論細(xì)胞生物學(xué)研究的內(nèi)容和現(xiàn)狀細(xì)胞生物學(xué)是現(xiàn)代生命科學(xué)的重要基礎(chǔ)學(xué)科細(xì)胞生物學(xué)的重要研究內(nèi)容當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究的總趨勢與重點(diǎn)領(lǐng)域細(xì)胞重大生命活動(dòng)的互相關(guān)系細(xì)胞學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展簡史細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)細(xì)胞學(xué)說的建立其意義細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時(shí)期實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)與細(xì)胞學(xué)的分支及其發(fā)展細(xì)胞生物學(xué)學(xué)科的形成與發(fā)展細(xì)胞生物學(xué)的重要學(xué)術(shù)組織、學(xué)術(shù)刊物與教科書細(xì)胞生物學(xué)生命體是多層次、非線性、多側(cè)面的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系，而細(xì)胞是生命體的結(jié)構(gòu)與生命活動(dòng)的基本單位，有了細(xì)胞才有完整的生命活動(dòng)。細(xì)胞生物學(xué)是研究細(xì)胞基本生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，它是在不同層次（顯微、亞顯微與分子水平）上以研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能、細(xì)胞增殖、分化、衰老與凋亡、細(xì)胞信號傳遞、真核細(xì)胞基因表達(dá)與調(diào)控、細(xì)胞起源與進(jìn)化等為重要內(nèi)容。核心問題是將遺傳與發(fā)育在細(xì)胞水平上結(jié)合起來。重要內(nèi)容細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能、細(xì)胞重要生命活動(dòng)：細(xì)胞核、染色體以及基因表達(dá)的研究生物膜與細(xì)胞器的研究細(xì)胞骨架體系的研究細(xì)胞增殖及其調(diào)控細(xì)胞分化及其調(diào)控細(xì)胞的衰老與凋亡細(xì)胞的起源與進(jìn)化細(xì)胞工程總趨勢細(xì)胞生物學(xué)與分子生物學(xué)(涉及分子遺傳學(xué)與生物化學(xué))互相滲透與交融是總的發(fā)展趨勢。重點(diǎn)領(lǐng)域 染色體DNA與蛋白質(zhì)互相作用關(guān)系 —重要是非組蛋白對基因組的作用細(xì)胞增殖、分化、凋亡的互相關(guān)系及其調(diào)控 細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的研究 細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的組裝 美國科學(xué)情報(bào)研究所（ISI）1997年SCI（ScienceCitationIndex）收錄及引用論文檢索，全世界自然科學(xué)研究中論文發(fā)表最集中的三個(gè)領(lǐng)域分別是：細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（signaltransduction）；細(xì)胞凋亡（cellapoptosis）；基因組與后基因組學(xué)研究（genomeandpost-genomicanalysis）。 美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）在1988年終發(fā)表的一份題為《什麼是當(dāng)今科研領(lǐng)域的熱門話題？》（“Whatispopularinresearchtoday？”）的調(diào)查報(bào)告中指出，目前全球研究最熱門的是 三種疾病： 癌癥（cancer） 心血管?。╟ardiovasculardiseases） 愛滋病和肝炎等傳染病 （infectiousdiseases：AIDS，hepatitis）五大研究方向： 細(xì)胞周期調(diào)控（cellcyclecontrol）； 細(xì)胞凋亡（cellapoptosis）； 細(xì)胞衰老（cellularsenescence）； 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（signaltransduction）； DNA的損傷與修復(fù)（DNAdamageandrepair）“細(xì)胞學(xué)說”的基本內(nèi)容認(rèn)為細(xì)胞是有機(jī)體，一切動(dòng)植物都是由細(xì)胞發(fā)育而來,并由細(xì)胞和細(xì)胞產(chǎn)物所構(gòu)成；每個(gè)細(xì)胞作為一個(gè)相對獨(dú)立的單位，既有它“自己的”生命,又對與其它細(xì)胞共同組成的整體的生命有所助益；新的細(xì)胞可以通過老的細(xì)胞繁殖產(chǎn)生。AlbertsBetal.EssentialCellBiology.NewYorkandLondon：Garlandpublishing，Inc.1998AlbertsBetal.MolecuarBiologyoftheCell,3rded.NewYorkandLondon：GarlandPublishing，Inc.1994BeckerW.M.etal.TheWorldoftheCell.FourthEd.TheBenjamin/CummingsPublishingCompany.2023GeraldKarp.CellandMolecularBiology：conceptsandexperiments，2ndEdition.PublishedbyJohnWiley&Sons,Inc.1999LodishH.etal.MolecularCellBiology.4thEd.ScientificAmericanBooks,Inc.2023.學(xué)習(xí)細(xì)胞生物學(xué)的注意點(diǎn)抽象思維與動(dòng)態(tài)觀點(diǎn)結(jié)構(gòu)與功能統(tǒng)一的觀點(diǎn)同一性(unity)和多樣性(diversity)的問題細(xì)胞生物學(xué)的重要內(nèi)容：基本概念與實(shí)驗(yàn)證據(jù)；細(xì)胞器的動(dòng)態(tài)特性；化學(xué)能的產(chǎn)生與運(yùn)用；細(xì)胞的活動(dòng)及其調(diào)控等實(shí)驗(yàn)科學(xué)與實(shí)驗(yàn)技術(shù)——細(xì)胞真知源于實(shí)驗(yàn)室——Whatweknow//Howweknow.第二章細(xì)胞基本知識概要

細(xì)胞的基本概念非細(xì)胞形態(tài)的生命體 ——病毒及其與細(xì)胞的關(guān)系原核細(xì)胞與真核細(xì)胞第一節(jié)細(xì)胞的基本概念細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位細(xì)胞概念的一些新思考細(xì)胞的基本共性第二節(jié)非細(xì)胞形態(tài)的生命體

—病毒及其與細(xì)胞的關(guān)系

病毒的基本知識病毒在細(xì)胞內(nèi)增殖（復(fù)制）病毒與細(xì)胞在起源與進(jìn)化中的關(guān)系第三節(jié)原核細(xì)胞與真核細(xì)胞

原核細(xì)胞（Prokaryoticcell）真核細(xì)胞（Eukaryoticcell）古細(xì)菌（Archaebacteria）細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位

一切有機(jī)體都由細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞是構(gòu)成有機(jī)體的基本單位細(xì)胞具有獨(dú)立的、有序的自控代謝體系，細(xì)胞是代謝與功能的基本單位細(xì)胞是有機(jī)體生長與發(fā)育的基礎(chǔ)細(xì)胞是遺傳的基本單位，細(xì)胞具有遺傳的全能性沒有細(xì)胞就沒有完整的生命細(xì)胞概念的一些新思考細(xì)胞是多層次非線性的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系 細(xì)胞具有高度復(fù)雜性和組織性細(xì)胞是物質(zhì)（結(jié)構(gòu)）、能量與信息過程精致結(jié)合的綜合體 細(xì)胞完畢各種化學(xué)反映； 細(xì)胞需要和運(yùn)用能量； 細(xì)胞參與大量機(jī)械活動(dòng)； 細(xì)胞對刺激作出反映；細(xì)胞是高度有序的，具有自組裝能力與自組織體系。 細(xì)胞能進(jìn)行自我調(diào)控； 繁殖和傳留后代；細(xì)胞的基本共性

所有的細(xì)胞表面均有由磷脂雙分子層與鑲嵌蛋白質(zhì)構(gòu)成的生物膜，即細(xì)胞膜。所有的細(xì)胞都具有兩種核酸：即DNA與RNA作為遺傳信息復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的載體。作為蛋白質(zhì)合成的機(jī)器─核糖體，毫無例外地存在于一切細(xì)胞內(nèi)。所有細(xì)胞的增殖都以一分為二的方式進(jìn)行分裂。病毒的基本知識病毒（virus）——核酸分子（DNA或RNA）與蛋白質(zhì)構(gòu) 成的核酸-蛋白質(zhì)復(fù)合體；根據(jù)病毒的核酸類型可以將其分為兩大類： DNA病毒與RNA病毒 病毒的多樣性）類病毒（viroid）——僅由感染性的RNA構(gòu)成；朊病毒（prion）——僅由感染性的蛋白質(zhì)亞基構(gòu)成；病毒在細(xì)胞內(nèi)增殖（復(fù)制）病毒侵入細(xì)胞，病毒核酸的侵染病毒核酸的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄與蛋白質(zhì)的合成病毒的裝配、成熟與釋放 病毒與細(xì)胞在起源與進(jìn)化中的關(guān)系病毒是非細(xì)胞形態(tài)的生命體，它的重要生命活動(dòng)必須要在細(xì)胞內(nèi)實(shí)現(xiàn)。病毒與細(xì)胞在起源上的關(guān)系，目前存在3種重要觀點(diǎn)：生物大分子→病毒→細(xì)胞 病毒生物大分子細(xì)胞生物大分子→細(xì)胞→病毒原核細(xì)胞基本特點(diǎn)： 遺傳的信息量小，遺傳信息載體僅由一個(gè)環(huán)狀DNA構(gòu)成； 細(xì)胞內(nèi)沒有分化為以膜為基礎(chǔ)的具有專門結(jié)構(gòu)與功能 的細(xì)胞器和細(xì)胞核膜。重要代表： 支原體（mycoplast）——目前發(fā)現(xiàn)的最小最簡樸的細(xì)胞； 細(xì)菌藍(lán)藻又稱藍(lán)細(xì)菌（Cyanobacteria） 真核細(xì)胞

真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)體系細(xì)胞的大小及其分析原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)體系以脂質(zhì)及蛋白質(zhì)成分為基礎(chǔ)的生物膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)；以核酸（DNA或RNA）與蛋白質(zhì)為重要成分的遺傳信息表達(dá)系統(tǒng)由特異蛋白分子裝配構(gòu)成的細(xì)胞骨架系統(tǒng)。細(xì)胞的大小及其分析

各類細(xì)胞直徑的比較原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較

原核細(xì)胞與真核細(xì)胞基本特性的比較原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的遺傳結(jié)構(gòu)裝置和基因表達(dá)的比較植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞的比較植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞的比較細(xì)胞壁液泡葉綠體古細(xì)菌

古細(xì)菌（archaebacteria）與真核細(xì)胞曾在進(jìn)化上有過共同歷程 重要證據(jù) 進(jìn)化系統(tǒng)樹重要證據(jù)（1）細(xì)胞壁的成分與真核細(xì)胞同樣，而非由含壁酸的肽聚糖構(gòu)成，因此克制壁酸合成的鏈霉素，克制肽聚糖前體合成的環(huán)絲氨酸，克制肽聚糖合成的青霉素與萬古霉素等對真細(xì)菌類有強(qiáng)的克制生長作用，而對古細(xì)菌與真核細(xì)胞卻無作用。（2）DNA與基因結(jié)構(gòu)：古細(xì)菌DNA中有反復(fù)序列的存在。此外，多數(shù)古核細(xì)胞的基因組中存在內(nèi)含子。（3）有類核小體結(jié)構(gòu)：古細(xì)菌具有組蛋白，并且能與DNA構(gòu)建成類似核小體結(jié)構(gòu)。（4）有類似真核細(xì)胞的核糖體：多數(shù)古細(xì)菌類的核糖體較真細(xì)菌有增大趨勢，具有60種以上蛋白，介于真核細(xì)胞（70～84）與真細(xì)菌（55）之間?？股赝瑯硬荒芸酥乒藕思?xì)胞類的核糖體的蛋白質(zhì)合成。（5）5SrRNA：根據(jù)對5SrRNA的分子進(jìn)化分析，認(rèn)為古細(xì)菌與真核生物同屬一類，而真細(xì)菌卻與之差距甚遠(yuǎn)。5SrRNA二級結(jié)構(gòu)的研究也說明很多古細(xì)菌與真核生物相似。除上述各點(diǎn)外，根據(jù)DNA聚合酶分析，氨基酰tRNA合成酶的作用，起始氨基酰tRNA與肽鏈延長因子等分析，也提供了以上類似依據(jù)，說明古細(xì)菌與真核生物在進(jìn)化上的關(guān)系較真細(xì)菌類更為密切。因此近年來，真核細(xì)胞起源于古細(xì)菌的觀點(diǎn)得到了加強(qiáng)。第三章細(xì)胞生物學(xué)研究方法如何學(xué)習(xí)細(xì)胞生物學(xué)？抽象思維與動(dòng)態(tài)觀點(diǎn)結(jié)構(gòu)與功能統(tǒng)一的觀點(diǎn)同一性(unity)和多樣性(diversity)的問題細(xì)胞生物學(xué)的重要內(nèi)容：結(jié)構(gòu)與功能（動(dòng)態(tài)特性）；細(xì)胞的生命活動(dòng)；實(shí)驗(yàn)科學(xué)與實(shí)驗(yàn)技術(shù)——細(xì)胞真知源于實(shí)驗(yàn)室——Whatweknow//Howweknow.第三章細(xì)胞生物學(xué)研究方法細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀測方法細(xì)胞組分的分析方法細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞工程與顯微操作技術(shù)第一節(jié)細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀測方法光學(xué)顯微鏡技術(shù)（lightmicroscopy） 電子顯微鏡技術(shù)(Electromicroscopy) 掃描探針顯微鏡（ScanningProbeMicroscope）掃描遂道顯微鏡(scanningtunnelingmicroscope)第二節(jié)細(xì)胞組分的分析方法離心分離技術(shù)細(xì)胞內(nèi)核酸、蛋白質(zhì)、酶、糖與脂類等的顯示方法特異蛋白抗原的定位與定性細(xì)胞內(nèi)特異核酸的定位與定性放射自顯影技術(shù)定量細(xì)胞化學(xué)分析技術(shù)第三節(jié)細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞工程與顯微操作技術(shù)細(xì)胞的培養(yǎng)細(xì)胞工程一、光學(xué)顯微鏡技術(shù)（lightmicroscopy)普通復(fù)式光學(xué)顯微鏡技術(shù)熒光顯微鏡技術(shù)（FluorescenceMicroscopy）激光共焦掃描顯微鏡技術(shù)（LaserConfocalMicroscopy）相差顯微鏡（phase-contrastmicroscope）微分干涉顯微鏡（differentialinterferencecontrastmicroscope,DIC）錄像增差顯微鏡技術(shù)（video-enhancemicroscopy）二、電子顯微鏡技術(shù) 電子顯微鏡的基本知識電鏡與光鏡的比較電鏡與光鏡光路圖比較電子顯微鏡的基本構(gòu)造 重要電鏡制樣技術(shù)負(fù)染色技術(shù)冰凍蝕刻技術(shù)超薄切片技術(shù)電鏡三維重構(gòu)技術(shù) 掃描電鏡（Scanningelectronmicroscope，SEM）SPM(Scanningprobemicroscope)三、掃描遂道顯微鏡ScanningProbeMicroscope,SPM(80年代發(fā)展起來的檢測樣品微觀結(jié)構(gòu)的儀器)涉及：STM、AFM、磁力顯微鏡、摩擦力顯微鏡等原理：掃描探針與樣品接觸或達(dá)成很近距離時(shí)，即產(chǎn)生彼此間互相作用力，如量子力學(xué)中的隧道效應(yīng)（隧道電流）、原子間作用力、磁力、摩擦力等，并在計(jì)算機(jī)顯示出來，從而反映出樣品表面形貌信息、電特性或磁特性等。裝置：掃描的壓電陶瓷，逼近裝置，電子學(xué)反饋控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集、解決、顯示系統(tǒng)。特點(diǎn)：（1）可對晶體或非晶體成像，無需復(fù)雜計(jì)算，且分辨本領(lǐng)高。（側(cè)分辨率為0.1～0.2nm，縱分辨率可達(dá)0.01nm）； （2）可實(shí)時(shí)得到樣品表面三維圖象，可測量厚度信息；（3）可在真空、大氣、液體等多種條件下工作；非破壞性測量。 （4）可連續(xù)成像，進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀測用途：納米生物學(xué)研究領(lǐng)域中的重要工具,在原子水平上揭示樣本表面的結(jié)構(gòu)。普通復(fù)式光學(xué)顯微鏡技術(shù)光鏡樣本制作分辨率是指區(qū)分開兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的最小距離熒光顯微鏡技術(shù)（FluorescenceMicroscopy）原理與應(yīng)用 直接熒光標(biāo)記技術(shù) 間接免疫熒光標(biāo)記技術(shù) 在光鏡水平用于特異蛋白質(zhì)等生物大分子的定性定位：如綠色熒光蛋白(GFP)的應(yīng)用激光共焦掃描顯微鏡技術(shù)

（LaserScanningConfocalMicroscopy）原理應(yīng)用： 排除焦平面以外光的干擾，增強(qiáng) 圖像反差和提高分辨率(1.4—1.7)，可重構(gòu)樣品的三維結(jié)構(gòu)。相差顯微鏡（phase-contrastmicroscope）將光程差或相位差轉(zhuǎn)換成振幅差，可用于觀測活細(xì)胞 微分干涉顯微鏡（differential-interferencemicroscope） 偏振光經(jīng)合成后，使樣品中厚度上的微社區(qū)別轉(zhuǎn)化成 明暗區(qū)別，增長了樣品反差且具有立體感。適于研究活細(xì)胞中較大的細(xì)胞器錄像增差顯微鏡技術(shù)（video-enhancemicroscopy）計(jì)算機(jī)輔助的DIC顯微鏡可在高分辨率下研究活 細(xì)胞中的顆粒及細(xì)胞器的運(yùn)動(dòng)電鏡與光鏡的比較重要電鏡制樣技術(shù)超薄切片技術(shù)用于電鏡觀測的樣本制備示意圖負(fù)染色技術(shù)（Negativestaining）與金屬投影 染色背景，烘托出樣品的精細(xì)結(jié)構(gòu) 冰凍蝕刻技術(shù)（Freezeetching）（技術(shù)示意圖） 冰凍斷裂與蝕刻復(fù)型：重要用來觀測膜斷裂面的蛋白質(zhì)顆粒和膜表面結(jié)構(gòu)。 快速冷凍深度蝕刻技術(shù)（quickfreezedeepetching）電鏡三維重構(gòu)技術(shù) 電子顯微術(shù)、電子衍射與計(jì)算機(jī)圖象解決相結(jié)合而形成的具有重要應(yīng)用前景的一門新技術(shù)。 電鏡三維重構(gòu)技術(shù)與X-射線晶體衍射技術(shù)及核磁共振分析技術(shù)相結(jié)合，是當(dāng)前結(jié)構(gòu)生物學(xué)（StructuralBiology）——重要研究生物大分子空間結(jié)構(gòu)及其互相關(guān)系的重要實(shí)驗(yàn)手段。掃描電鏡原理與應(yīng)用：電子“探針”掃描，激發(fā)樣品表面放出二次電子，探測器收集二次電子成象。CO2臨界點(diǎn)干燥法防止引起樣品變形的表面張力問題一、離心分離技術(shù)

用途：于分離細(xì)胞器與生物大分子及其復(fù)合物差速離心：分離密度不同的細(xì)胞組分密度梯度離心：精細(xì)組分或生物大分子的分離二、細(xì)胞內(nèi)核酸、蛋白質(zhì)、

酶、糖與脂類等的顯示方法

原理：運(yùn)用一些顯色劑與所檢測物質(zhì)中一些 特殊基團(tuán)特異性結(jié)合的特性，通過顯色劑在細(xì)胞中的定位及顏色的深淺來判斷某種物質(zhì)在細(xì)胞中的分布和含量。FeulgenStaining三、特異蛋白抗原的定位與定性免疫酶標(biāo)技術(shù)免疫膠體金免疫熒光技術(shù)： 快速、靈敏、有特異性，但其分辨率有限（圖）蛋白電泳(SDS)與免疫印跡反映(Western-Blot)免疫電鏡技術(shù)：免疫鐵蛋白技術(shù)技術(shù)應(yīng)用：通過對分泌蛋白的定位，可以擬定某種蛋白的分泌動(dòng)態(tài)；胞內(nèi)酶的研究；膜蛋白的定位與骨架蛋白的定位等四、細(xì)胞內(nèi)特異核酸的定位與定性 光鏡水平的原位雜交技術(shù)（同位素標(biāo)記或熒光素標(biāo)記的探針） 電鏡水平的原位雜交技術(shù)（生物素標(biāo)記的探針與抗生物素抗體相連的膠體金標(biāo)記結(jié)合）PCR技術(shù)五、放射自顯影技術(shù)原理及應(yīng)用：運(yùn)用同位素的放射自顯影，對細(xì)胞內(nèi)生物大分子進(jìn)行定性、定位與半定量研究；實(shí)現(xiàn)對細(xì)胞內(nèi)生物大分子進(jìn)行動(dòng)態(tài)和追蹤研究。環(huán)節(jié)：前體物摻入細(xì)胞（標(biāo)記：連續(xù)標(biāo)記和脈沖標(biāo)記）———放射自顯影六．定量細(xì)胞化學(xué)分析技術(shù)細(xì)胞顯微分光光度術(shù)（Microspectrophotometry）運(yùn)用細(xì)胞內(nèi)某些物質(zhì)對特異光譜的吸取，測定這些物質(zhì) （如核酸與蛋白質(zhì)等）在細(xì)胞內(nèi)的含量。 涉及： 紫外光顯微分光光度測定法可見光顯微分光光度測定法流式細(xì)胞儀（FlowCytometry）重要應(yīng)用：用于定量測定細(xì)胞中的DNA、RNA或某一特異蛋白的含量； 測定細(xì)胞群體中不同時(shí)相細(xì)胞的數(shù)量； 從細(xì)胞群體中分離某些特異染色的細(xì)胞； 分離DNA含量不同的中期染色體。一、細(xì)胞的培養(yǎng) 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) 類型：原代培養(yǎng)細(xì)胞（primaryculturecell） 繼代培養(yǎng)細(xì)胞（sub-culturecell） 細(xì)胞株（cellstrain）正常二倍體，接觸克制細(xì)胞系（cellline）亞二倍體，接觸克制喪失 植物細(xì)胞 類型：原生質(zhì)體培養(yǎng)（體細(xì)胞培養(yǎng)） 單倍體細(xì)胞培養(yǎng)（花藥培養(yǎng)）非細(xì)胞體系（cell-freesystem）二、細(xì)胞工程細(xì)胞融合（cellfusion）與細(xì)胞雜交（cellhybridization）技術(shù)單克隆抗體（monocloneantibody）技術(shù)圖細(xì)胞拆合與顯微操作技術(shù)物理法結(jié)合顯微操作技術(shù)(圖1、圖2)化學(xué)法結(jié)合離心技術(shù)制備核體（karyoplast）和胞質(zhì)體（cytoplast）。其它技術(shù)遺傳分析（mutant,knockout,knockin）對細(xì)胞生命活動(dòng)的研究成為當(dāng)今生命科學(xué)發(fā)展的瓶頸對細(xì)胞生命活動(dòng)的研究成為當(dāng)今生命科學(xué)發(fā)展的瓶頸

第四章細(xì)胞質(zhì)膜與細(xì)胞表面細(xì)胞質(zhì)膜與細(xì)胞表面特化結(jié)構(gòu)細(xì)胞連接 細(xì)胞外被與細(xì)胞外基質(zhì)第一節(jié)細(xì)胞質(zhì)膜與細(xì)胞表面特化結(jié)構(gòu)細(xì)胞質(zhì)膜(plasmamembrane),又稱細(xì)胞膜(cellmembrane)。細(xì)胞內(nèi)膜(intracellularmembrane);生物膜(biomembrane)細(xì)胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)模型膜脂——生物膜的基本組成成分膜蛋白擬定膜蛋白方向的實(shí)驗(yàn)程序光脫色恢復(fù)技術(shù)分子生物學(xué)技術(shù)在膜蛋白研究上的應(yīng)用生物膜結(jié)構(gòu)特性細(xì)胞質(zhì)膜的功能膜骨架與細(xì)胞表面的特化結(jié)構(gòu)第二節(jié)細(xì)胞連接細(xì)胞連接的功能分類封閉連接錨定連接通訊連接細(xì)胞表面的粘連分子一、胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)模型研究簡史結(jié)構(gòu)模型生物膜結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)模型E.Gorter和F．Grendel（1925）:“蛋白質(zhì)-脂類-蛋白質(zhì)”三夾板質(zhì)膜結(jié)構(gòu)模型J.D.Robertson（1959年）：單位膜模型(unitmembranemodel)S.J.Singer和G.Nicolson（1972）：生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型(fluidmosaicmodel)K.Simonsetal(1997):脂筏模型（lipidraftsmodel）FunctionalraftsinCellmembranes.Nature387:569-572生物膜結(jié)構(gòu)磷脂雙分子層是組成生物膜的基本結(jié)構(gòu)成分,尚未發(fā)現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)中起組織作用的蛋白；蛋白分子以不同方式鑲嵌在脂雙層分子中或結(jié)合在其表面,膜蛋白是賦予生物膜功能的重要決定者；生物膜是磷脂雙分子層嵌有蛋白質(zhì)的二維流體。“Centraldogma”ofmembranebiology膜的流動(dòng)性膜脂的流動(dòng)性 膜脂的流動(dòng)性重要由脂分子自身的性質(zhì)決定的,脂肪酸鏈越短,不飽和限度越高,膜脂的流動(dòng)性越大。溫度對膜脂的運(yùn)動(dòng)有明顯的影響。在細(xì)菌和動(dòng)物細(xì)胞中常通過增長不飽和脂肪酸的含量來調(diào)節(jié)膜脂的相變溫度以維持膜脂的流動(dòng)性。在動(dòng)物細(xì)胞中，膽固醇對膜的流動(dòng)性起重要的雙向調(diào)節(jié)作用。膜蛋白的流動(dòng) 熒光抗體免疫標(biāo)記實(shí)驗(yàn)成斑現(xiàn)象(patching)或成帽現(xiàn)象(capping)膜的流動(dòng)性受多種因素影響；細(xì)胞骨架不僅影響膜蛋白的運(yùn)動(dòng)，也影響其周邊的膜脂的流動(dòng)。膜蛋白與膜脂分子的互相作用也是影響膜流動(dòng)性的重要因素膜的不對稱性細(xì)胞質(zhì)膜各部分的名稱膜脂與糖脂的不對稱性糖脂僅存在于質(zhì)膜的ES面，是完畢其生理功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)膜蛋白與糖蛋白的不對稱性膜蛋白的不對稱性是指每種膜蛋白分子在細(xì)胞膜上都具有明確的方向性；糖蛋白糖殘基均分布在質(zhì)膜的ES面(GO+3HBH4labeling)；膜蛋白的不對稱性是生物膜完畢復(fù)雜的在時(shí)間與空間上有序的各種生理功能的保證。二、膜脂——生物膜的基本組成成分成分：膜脂重要涉及磷脂、糖脂和膽固醇三種類型。膜脂的４種熱運(yùn)動(dòng)方式脂質(zhì)體（liposome）

膜脂成分磷脂：膜脂的基本成分（50％以上） 分為二類:甘油磷脂和鞘磷脂 重要特性：①具有一個(gè)極性頭和兩個(gè)非極性的尾(脂肪酸鏈) （心磷脂除外）；②脂肪酸碳鏈碳原子為偶數(shù),多數(shù)碳鏈由16,18或20個(gè)組成；③飽和脂肪酸(如軟脂酸)及不飽和脂肪酸(如油酸)；糖脂：糖脂普遍存在于原核和真核細(xì)胞的質(zhì)膜上（5％以下）,神經(jīng)細(xì)胞糖脂含量較高；膽固醇：膽固醇存在于真核細(xì)胞膜上（30%以下），細(xì)菌質(zhì)膜不具有膽固醇，但某些細(xì)菌的膜脂中具有甘油脂等中性脂類。運(yùn)動(dòng)方式沿膜平面的側(cè)向運(yùn)動(dòng)（基本運(yùn)動(dòng)方式）,其擴(kuò)散系數(shù)為10-8cm2/s；脂分子圍繞軸心的自旋運(yùn)動(dòng)；脂分子尾部的擺動(dòng)；雙層脂分子之間的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，發(fā)生頻率還不到脂分子側(cè)向互換頻率的10－10。但在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上,新合成的磷脂分子翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)發(fā)生頻率很高。脂質(zhì)體（liposome） 脂質(zhì)體是根據(jù)磷脂分子可在水相中形成穩(wěn)定的脂雙層膜的趨勢而制備的人工膜。脂質(zhì)體的類型。脂質(zhì)體的應(yīng)用脂質(zhì)體的應(yīng)用研究膜脂與膜蛋白及其生物學(xué)性質(zhì)；脂質(zhì)體中裹入DNA可用于基因轉(zhuǎn)移；在臨床治療中,脂質(zhì)體作為藥物或酶等載體三、膜蛋白基本類型內(nèi)在膜蛋白與膜脂結(jié)合的方式外在膜蛋白與膜脂結(jié)合的方式去垢劑(detergent)外在(外周)膜蛋白(extrinsic/peripheralmembraneproteins)；水溶性蛋白,靠離子鍵或其它弱鍵與膜內(nèi)表面的蛋白質(zhì)分子或脂分子極性頭部非共價(jià)結(jié)合，易分離。內(nèi)在（整合）膜蛋白(intrinsic/integralmembraneproteins)。水不溶性蛋白，形成跨膜螺旋，與膜結(jié)合緊密，需用去垢劑使膜崩解后才可分離。脂質(zhì)錨定蛋白（lipid-anchoredproteins)通過磷脂或脂肪酸錨定，共價(jià)結(jié)合。膜蛋白的跨膜結(jié)構(gòu)域與脂雙層分子的疏水核心的互相作用。跨膜結(jié)構(gòu)域兩端攜帶正電荷的氨基酸殘基與磷脂分子帶負(fù)電的極性頭形成離子鍵，或帶負(fù)電的氨基酸殘基通過Ca2+、Mg2+等陽離子與帶負(fù)電的磷脂極性頭互相作用。某些膜蛋白在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)一側(cè)的半胱氨酸殘基上共價(jià)結(jié)合脂肪酸分子,插入脂雙層之間,進(jìn)一步加強(qiáng)膜蛋白與脂雙層的結(jié)合力,尚有少數(shù)蛋白與糖脂共價(jià)結(jié)合。去垢劑是一端親水、另一端疏水的兩性小分子,是分離與研究膜蛋白的常用試劑。離子型去垢劑(SDS)和非離子型去垢劑（TritonX-100）SDS:CH3-(CH2)11-OSO3-Na+CH3CH3CH3–C–CH2–C–(O-CH2-CH2)10-OHCH3CH3四、擬定膜蛋白方向的實(shí)驗(yàn)程序胰酶消化法同位素標(biāo)記法五、光脫色恢復(fù)技術(shù)

(fluorescencerecoveryafterphotobleaching,FRAP)研究膜蛋白或膜脂流動(dòng)性的基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)之一。程序： 根據(jù)熒光恢復(fù)的速度可推算出 膜蛋白或膜脂擴(kuò)散速度。

膜的流動(dòng)性：生物膜的基本特性之一,細(xì)胞進(jìn)行生命活動(dòng)的必要條件。膜的不對稱性膜的分相現(xiàn)象。七、細(xì)胞質(zhì)膜的功能為細(xì)胞的生命活動(dòng)提供相對穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境;選擇性的物質(zhì)運(yùn)送,涉及代謝底物的輸入與代謝產(chǎn)物的排除,其中隨著著能量的傳遞;提供細(xì)胞辨認(rèn)位點(diǎn),并完畢細(xì)胞內(nèi)外信息跨膜傳遞;為多種酶提供結(jié)合位點(diǎn),使酶促反映高效而有序地進(jìn)行;介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞、細(xì)胞與基質(zhì)之間的連接;質(zhì)膜參與形成具有不同功能的細(xì)胞表面特化結(jié)構(gòu)。八、膜骨架與細(xì)胞表面的特化結(jié)構(gòu) 細(xì)胞質(zhì)膜經(jīng)常與膜下結(jié)構(gòu)(重要是細(xì)胞骨架系統(tǒng))互相聯(lián)系,協(xié)同作用,并形成細(xì)胞表面的某些特化結(jié)構(gòu)以完畢特定的功能。 膜骨架 膜骨架的概念 指細(xì)胞質(zhì)膜下與膜蛋白相連的由纖維蛋白組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu), 它參與維持細(xì)胞質(zhì)膜的形狀并協(xié)助質(zhì)膜完畢多種生理功能。 紅細(xì)胞的生物學(xué)特性 膜骨架賦予紅細(xì)胞質(zhì)膜既有很好的彈性又具有較高強(qiáng)度。 紅細(xì)胞質(zhì)膜蛋白及膜骨架紅細(xì)胞質(zhì)膜蛋白及膜骨架紅細(xì)胞質(zhì)膜蛋白的SDS紅細(xì)胞膜骨架的結(jié)構(gòu)一、細(xì)胞連接的功能分類封閉連接(occludingjunctions) 緊密連接(tightjunction)錨定連接(anchoringjunctions)通訊連接(communicatingjunctions) 間隙連接(gapjunction)； 神經(jīng)細(xì)胞間的化學(xué)突觸(chemicalsynapse)； 植物細(xì)胞中的胞間連絲(plasmodesmata)。錨定連接(anchoringjunctions)

與中間纖維相關(guān)的錨定連接： 橋粒(desmosome) 半橋粒(hemidesmosome);與肌動(dòng)蛋白纖維相關(guān)的錨定連接： 粘合帶(adhesionbelt)； 粘合斑(focaladhesion)二、封閉連接緊密連接是封閉連接的重要形式，存在于上皮細(xì)胞之間緊密連接的結(jié)構(gòu)緊密連接的功能 形成滲漏屏障，起重要的封閉作用； 隔離作用，使游離端與基底面質(zhì)膜上的膜蛋白行使各自不同的膜功能； 支持功能緊密連接嵴線中的兩類蛋白： 封閉蛋白（occludin），跨膜四次的膜蛋白（60KD）； claudin蛋白家族（現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)15種以上）三、錨定連接錨定連接在組織內(nèi)分布很廣泛,在上皮組織,心肌和子宮頸等組織中含量尤為豐富錨定連接的類型、結(jié)構(gòu)與功能錨定連接的結(jié)構(gòu)組成錨定連接的類型、結(jié)構(gòu)與功能與中間纖維相連的錨定連接 橋粒:鉚接相鄰細(xì)胞，提供細(xì)胞內(nèi)中間纖維的錨定位點(diǎn)，形成整體網(wǎng)絡(luò)，起支持和抵抗外界壓力與張力的作用。 半橋粒:半橋粒與橋粒形態(tài)類似,但功能和化學(xué)組成不同。它通過細(xì)胞質(zhì)膜上的膜蛋白整合素將上皮細(xì)胞固著在基底膜上,在半橋粒中，中間纖維不是穿過而是終止于半橋粒的致密斑內(nèi)。與肌動(dòng)蛋白纖維相連的錨定連接粘合帶：??óú???üá??ó??·?,?àáú??°???D?3éò???á?D?μ?′?×′?á11?￡??????15??20nm,ò23?′?×′??á￡(beltdesmosome)?￡ ?3o?°?:細(xì)胞通過肌動(dòng)蛋白纖維和整連蛋白與細(xì)胞外基質(zhì)之間的連接方式。錨定連接的結(jié)構(gòu)組成●通過錨定連接將相鄰細(xì)胞的骨架系統(tǒng)或?qū)⒓?xì)胞與基質(zhì)相連形成一個(gè)堅(jiān)挺、有序的細(xì)胞群體。錨定連接具有兩種不同形式:與中間纖維相連的錨定連接重要涉及橋粒和半橋粒；與肌動(dòng)蛋白纖維相連的錨定連接重要涉及粘合帶與粘合斑。●構(gòu)成錨定連接的蛋白可提成兩類:細(xì)胞內(nèi)附著蛋白(attachmentproteins),將特定的細(xì)胞骨架成分(中間纖維或微絲)同連接復(fù)合體結(jié)合在一起(desmoplakin)跨膜連接的糖蛋白,其細(xì)胞內(nèi)的部分與附著蛋白相連,細(xì)胞外的部分與相鄰細(xì)胞的跨膜連接糖蛋白互相作用或與胞外基質(zhì)互相作用。(desmoglein,desmocollin)四、通訊連接間隙連接：分布廣泛，幾乎所有的動(dòng)物組織中都存在間隙連接。神經(jīng)細(xì)胞間的化學(xué)突觸存在于可興奮細(xì)胞之間的細(xì)胞連接方式,它通過釋放神經(jīng)遞質(zhì)來傳導(dǎo)神經(jīng)沖動(dòng)。胞間連絲：高等植物細(xì)胞之間通過胞間連絲互相連接,完畢細(xì)胞間的通訊聯(lián)絡(luò)。胞間連絲結(jié)構(gòu)胞間連絲的功能間隙連接間隙連接結(jié)構(gòu)間隙連接的蛋白成分間隙連接的功能及其調(diào)節(jié)機(jī)制間隙連接的通透性是可以調(diào)節(jié)的間隙連接結(jié)構(gòu)間隙連接處相鄰細(xì)胞質(zhì)膜間的間隙為2～3nm。連接子(connexon)是間隙連接的基本單位。每個(gè)連接子由6個(gè)connexin分子組成。連接子中心形成一個(gè)直徑約1.5nm的孔道。連接單位由兩個(gè)連接子對接構(gòu)成。間隙連接的蛋白成分已分離20余種構(gòu)成連接子的蛋白,屬同一蛋白家族,其分子量26—60KD不等；連接子蛋白具有4個(gè)α-螺旋的跨膜區(qū)，是該蛋白家族最保守的區(qū)域。連接子蛋白的一級結(jié)構(gòu)都比較保守,并有相似的抗原性。不同類型細(xì)胞表達(dá)不同的連接子蛋白，間隙連接的孔徑與調(diào)控機(jī)制有所不同。間隙連接的功能及其調(diào)節(jié)機(jī)制間隙連接在代謝偶聯(lián)中的作用 間隙連接允許小分子代謝物和信號分子通過,是細(xì)胞間代謝偶聯(lián)的基礎(chǔ)代謝偶聯(lián)現(xiàn)象在體外培養(yǎng)細(xì)胞中的證實(shí) 代謝偶聯(lián)作用在協(xié)調(diào)細(xì)胞群體的生物學(xué)功能方面起重要作用.間隙連接在神經(jīng)沖動(dòng)信息傳遞過程中的作用 電突觸(electronicjunction)快速實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間信號通訊 間隙連接調(diào)節(jié)和修飾互相獨(dú)立的神經(jīng)元群的行為間隙連接在初期胚胎發(fā)育和細(xì)胞分化過程中的作用 胚胎發(fā)育中細(xì)胞間的偶聯(lián)提供信號物質(zhì)的通路,從而為某一特定細(xì)胞提供它的“位置信息”，并根據(jù)其位置影響其分化。 腫瘤細(xì)胞之間間隙的連接明顯減少或消失，間隙聯(lián)接類似“腫瘤克制因子”。間隙連接的通透性是可以調(diào)節(jié)的減少胞質(zhì)中的pH值和提高自由Ca2+的濃度都可以使其通透性減少間隙連接的通透性受兩側(cè)電壓梯度的調(diào)控及細(xì)胞外化學(xué)信號的調(diào)控胞間連絲胞間連絲結(jié)構(gòu)相鄰細(xì)胞質(zhì)膜共同構(gòu)成的直徑20-40nm的管狀結(jié)構(gòu)胞間連絲的功能實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間由信號介導(dǎo)的物質(zhì)有擇性的轉(zhuǎn)運(yùn)；實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間的電傳導(dǎo)；在發(fā)育過程中，胞間連絲結(jié)構(gòu)的改變可以調(diào)節(jié)植物細(xì)胞間的物質(zhì)運(yùn)送。五、細(xì)胞表面的粘連分子 同種類型細(xì)胞間的彼此粘連是許多組織結(jié)構(gòu)的基本特性。細(xì)胞與細(xì)胞間的粘連是由特定的細(xì)胞粘連分子所介導(dǎo)的。粘連分子的特性與類型粘連分子均為整合膜蛋白，在胞內(nèi)與細(xì)胞骨架成分相連；多數(shù)要依賴Ca2+或Mg2+才起作用。粘連分子類型及細(xì)胞間粘著方式 類型 粘著方式類型鈣粘素（Cadherins） 選擇素（Selectin） 免疫球蛋白超家族的CAM(Ig-Superfamily，IgSF) 整合素（Integrins） 質(zhì)膜整合蛋白聚糖也介導(dǎo)細(xì)胞間的粘著。Cadherins：屬同親性依賴Ca2+的細(xì)胞粘連糖蛋白，介導(dǎo)依賴Ca2+的細(xì)胞粘著和從ECM到細(xì)胞質(zhì)傳遞信號。對胚胎發(fā)育中的細(xì)胞辨認(rèn)、遷移和組織分化以及成體組織器官構(gòu)成具有重要作用。（30多個(gè)成員的糖蛋白家族）E-Cadherins(epithelial),N-Cadherins(neural)，P-Cadherins(placental)，橋粒鈣粘素。Selectin：屬異親性依賴于Ca2+的能與特異糖基識別并相結(jié)合的糖蛋白，其胞外部分具有凝集素樣結(jié)構(gòu)域(lectin-likedomain)。重要參與白細(xì)胞與脈管內(nèi)皮細(xì)胞之間的辨認(rèn)與粘著。P(Platelet)選擇素、E(Endothelial)選擇素和L(Leukocyte)選擇素。Ig-Superfamily，IgSF：分子結(jié)構(gòu)中具有與免疫球蛋白類似的結(jié)構(gòu)域的CAM超家族。介導(dǎo)同親性細(xì)胞粘著或介導(dǎo)異親性細(xì)胞粘著,但其粘著作用不依賴Ca2+，其中N-CAMs在神經(jīng)組織細(xì)胞間的粘著中起重要作用。粘著方式細(xì)胞中重要的粘連分子家族與細(xì)胞錨定連接相關(guān)的粘連分子非錨定連接（nonjunctionaladhesion）的細(xì)胞粘連分子及其作用部位與細(xì)胞錨定連接相關(guān)的粘連分子第三節(jié)細(xì)胞外被與細(xì)胞外基質(zhì)基本概念膠原(collagen)氨基聚糖和蛋白聚糖層粘連蛋白和纖粘連蛋白彈性蛋白(elastin)植物細(xì)胞壁一、基本概念細(xì)胞外被(cellcoat)又稱糖萼(glycocalyx)細(xì)胞外基質(zhì)(extracellularmatrix)真核細(xì)胞的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)（extracellularstructures）二、膠原(collagen)

膠原是胞外基質(zhì)最基本結(jié)構(gòu)成份之一， 動(dòng)物體內(nèi)含量最豐富的蛋白（總量的 30％以上）。 常見的膠原類型及其在組織中的分布 膠原及其分子結(jié)構(gòu) 膠原的合成與加工 膠原的功能三、氨基聚糖和蛋白聚糖氨基聚糖(glycosaminoglycan,GAGs)蛋白聚糖(proteoglycan)四、層粘連蛋白和纖粘連蛋白層粘連蛋白(laminin)纖粘連蛋白(fibronectin)五、彈性蛋白(elastin)彈性蛋白是彈性纖維的重要成分；重要存在于脈管壁及肺。彈性纖維與膠原纖維共同存在,分別賦予組織以彈性及抗張性。彈性蛋白是高度疏水的非糖基化蛋白，具有兩個(gè)明顯的特性: 構(gòu)象呈無規(guī)則卷曲狀態(tài); 通過Lys殘基互相交連成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。六、植物細(xì)胞壁植物細(xì)胞壁的組成植物細(xì)胞壁的功能增長細(xì)胞強(qiáng)度，提供支持功能；信息儲存庫的功能：產(chǎn)生多種寡糖素作為信號物質(zhì)，或抵抗病、蟲害，或作為細(xì)胞生長和發(fā)育的信號物質(zhì)。細(xì)胞外基質(zhì)(extracellularmatrix)結(jié)構(gòu)組成：指分布于細(xì)胞外空間,由細(xì)胞分泌的蛋白和多糖所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)重要功能： 構(gòu)成支持細(xì)胞的框架，負(fù)責(zé)組織的構(gòu)建； 胞外基質(zhì)三維結(jié)構(gòu)及成份的變化,改變細(xì) 胞微環(huán)境從而對細(xì)胞形態(tài)、生長、分裂、 分化和凋亡起重要的調(diào)控作用。胞外基質(zhì)的信號功能細(xì)胞外被(cellcoat)又稱糖萼(glycocalyx)結(jié)構(gòu)組成：指細(xì)胞質(zhì)膜外表面覆蓋的一層粘多糖物質(zhì)，實(shí)際指細(xì)胞表面與質(zhì)膜中的蛋白或脂類分子共價(jià)結(jié)合的寡糖鏈。功能： 不僅對膜蛋白起保護(hù)作用,并且在細(xì)胞辨認(rèn)中起重要作用。真核細(xì)胞的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)（extracellularstructures）常見的膠原類型及其在組織中的分布 膠原是細(xì)胞外基質(zhì)中最重要的水不溶性纖維蛋白；Ⅰ～Ⅲ型膠原含量最豐富,形成類似的纖維結(jié)構(gòu)；但并非所有膠原都形成纖維； Ⅰ型膠原纖維束,重要分布于皮膚、肌腱、韌帶及骨中,具有很強(qiáng)的抗張強(qiáng)度; Ⅱ型膠原重要存在于軟骨中; Ⅲ型膠原形成微細(xì)的原纖維網(wǎng),廣泛分布于 伸展性的組織,如疏松結(jié)締組織; Ⅳ型膠原形成二維網(wǎng)格樣結(jié)構(gòu),是基膜的重要成分及支架。膠原及其分子結(jié)構(gòu)膠原纖維的基本結(jié)構(gòu)單位是原膠原；原膠原是由三條肽鏈盤繞成的三股螺旋結(jié)構(gòu)；原膠原肽鏈具有Gly-x-y反復(fù)序列，對膠原纖維的高級結(jié)構(gòu)的形成是重要的；在膠原纖維內(nèi)部,原膠原蛋白分子呈1/4交替平行排列,形成周期性橫紋。膠原的合成與加工前體肽鏈在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成，并形成前原膠原 (preprocollagen)； 前原膠原(preprocollagen)是原膠原的前體和分泌形式，在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成、加工與組裝，經(jīng)高爾基體分泌；前原膠原在細(xì)胞外由兩種專一性不同的蛋白水解酶作用,分別切去N-末端前肽及C-末端前肽,成為原膠原（procollagen）；原膠原進(jìn)而聚合裝配成膠原原纖維（collagenfibril）和膠原纖維（collagenfiber）。膠原的功能膠原在胞外基質(zhì)中含量最高,剛性及抗張力強(qiáng)度最大,構(gòu)成細(xì)胞外基質(zhì)的骨架結(jié)構(gòu),細(xì)胞外基質(zhì)中的其它組分通過與膠原結(jié)合形成結(jié)構(gòu)與功能的復(fù)合體在不同組織中，膠原組裝成不同的纖維形式,以適應(yīng)特定功能的需要；膠原可被膠原酶特異降解，而參入胞外基質(zhì)信號傳遞的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中。氨基聚糖氨基聚糖是由反復(fù)的二糖單位構(gòu)成的長鏈多糖 二糖單位之一是氨基己糖 (氨基葡萄糖或氨基半乳糖)+糖醛酸; 氨基聚糖:透明質(zhì)酸、4-硫酸軟骨素、6-硫酸軟骨素、硫酸皮膚素、硫酸乙酰肝素、肝素和硫酸角質(zhì)素等。透明質(zhì)酸(hyaluronicacid)及其生物學(xué)功能 透明質(zhì)酸是增殖細(xì)胞和遷移細(xì)胞的胞外基質(zhì)重要成分,也是蛋白聚糖的重要結(jié)構(gòu)組分 透明質(zhì)酸在結(jié)締組織中起強(qiáng)化、彈性和潤滑作用 透明質(zhì)酸使細(xì)胞保持彼此分離,使細(xì)胞易于運(yùn)動(dòng)遷移和增殖并阻止細(xì)胞分化蛋白聚糖蛋白聚糖見于所有結(jié)締組織和細(xì)胞外基質(zhì)及許多細(xì)胞表面蛋白聚糖由氨基聚糖與核心蛋白(coreprotein)的絲氨酸殘基共價(jià)連接形成的巨分子若干蛋白聚糖單體借連接蛋白以非共價(jià)鍵與透明質(zhì)酸結(jié)合形成多聚體蛋白聚糖的特性與功能 顯著特點(diǎn)是多態(tài)性：不同的核心蛋白,不同的氨基聚糖； 軟骨中的蛋白聚糖是最大巨分子之一,賦予軟骨以凝膠樣特性和抗變形能力； 蛋白聚糖可視為細(xì)胞外的激素富集與儲存庫，可與多種生長因子結(jié)合，完畢信號的傳導(dǎo)。層粘連蛋白(laminin)層粘連蛋白是高分子糖蛋白（820KD）,動(dòng)物胚胎及成體組織的基膜的重要結(jié)構(gòu)組分之一；層粘連蛋白的結(jié)構(gòu)由一條重鏈和兩條輕鏈構(gòu)成 細(xì)胞通過層粘連蛋白錨定于基膜上； 層粘連蛋白中至少存在兩個(gè)不同的受體結(jié)合部位： 與Ⅳ型膠原的結(jié)合部位； 與細(xì)胞質(zhì)膜上的整合素結(jié)合的 Arg-Gly-Asp(R-G-D)序列。層粘連蛋白在胚胎發(fā)育及組織分化中具有重要作用；層粘連蛋白也與腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移有關(guān)。纖粘連蛋白(fibronectin)纖粘連蛋白是高分子量糖蛋白（220-250KD）纖粘連蛋白分型：纖粘連蛋白的重要功能： 介導(dǎo)細(xì)胞粘著，進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞的形狀和細(xì)胞骨 架的組織,促進(jìn)細(xì)胞鋪展；在胚胎發(fā)生過程中,纖粘連蛋白對于許多類型細(xì)胞的遷移和分化是必須的；在創(chuàng)傷修復(fù)中,纖粘連蛋白促進(jìn)巨噬細(xì)胞和其它免疫細(xì)胞遷移到受損部位；在血凝塊形成中,纖粘連蛋白促進(jìn)血小板附著于血管受損部位。血漿纖粘連蛋白是二聚體,由兩條相似的A鏈及鏈組成,整個(gè)分子呈V形。細(xì)胞纖粘連蛋白是多聚體。纖粘連蛋白不同的亞單位為同一基因的表達(dá)產(chǎn)物,每個(gè)亞單位由數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)域構(gòu)成，RGD三肽序列是為細(xì)胞辨認(rèn)的最小結(jié)構(gòu)單位纖粘連蛋白的膜蛋白受體為整合素家族成員之一,在其細(xì)胞外功能區(qū)有與RGD高親和性結(jié)合部位。植物細(xì)胞壁的組成纖維素分子纖維素微原纖維（microfibril）, 為細(xì)胞壁提供了抗張強(qiáng)度半纖維素（hemicellulose）:木糖、半乳糖和葡萄糖等組成的高度分支的多糖 介導(dǎo)微原纖維連接彼此連接或介導(dǎo)微原纖維與其它基質(zhì)成分（果膠質(zhì)）連接果膠質(zhì)（pectin）：具有大量攜帶負(fù)電荷的糖，結(jié)合Ca2+等陽離子,被高度水化形成凝膠 果膠質(zhì)與半纖維素橫向連接,參與細(xì)胞壁復(fù)雜網(wǎng)架的形成。伸展蛋白(extensin)：糖蛋白,在初生壁中含量可多達(dá)15％，糖的總量約占65％。木質(zhì)素(lignin)：由酚殘基形成的水不溶性多聚體。 參與次生壁形成,并以共價(jià)鍵與細(xì)胞壁多糖交聯(lián),大大增加了細(xì)胞壁的強(qiáng)度與抗降解第五章物質(zhì)的跨膜運(yùn)送與信號傳遞 物質(zhì)的跨膜運(yùn)送 細(xì)胞通訊與信號傳遞 第一節(jié)物質(zhì)的跨膜運(yùn)送 ●被動(dòng)運(yùn)送（passivetransport） ●積極運(yùn)送（activetransport） ●胞吞作用（endocytosis）與胞吐作用（exocytosis）

第二節(jié)細(xì)胞通訊與信號傳遞 ●細(xì)胞通訊與細(xì)胞辨認(rèn) ●細(xì)胞的信號分子與受體 ●通過細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號傳遞 ●通過細(xì)胞表面受體介導(dǎo)的信號跨膜傳遞 ●由細(xì)胞表面整合蛋白介導(dǎo)的信號傳遞 ●細(xì)胞信號傳遞的基本特性與蛋白激酶的網(wǎng)絡(luò)整合信息被動(dòng)運(yùn)送（passivetransport）

特點(diǎn)：運(yùn)送方向、跨膜動(dòng)力、能量消耗、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白類型：簡樸擴(kuò)散（simplediffusion）、協(xié)助擴(kuò)散（facilitateddiffusion）膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白： 載體蛋白（carrierproteins）——通透酶（permease）性質(zhì)； 介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)送與積極運(yùn)送。通道蛋白（channelproteins）——具有離子選擇性，轉(zhuǎn)運(yùn)速率高； 離子通道是門控的；只介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)送 類型：電壓門通道（voltage-gatedchannel） 配體門通道（ligand-gatedchannel） 壓力激活通道（stress-activatedchannel） 積極運(yùn)送（activetransport）●特點(diǎn)：運(yùn)送方向、能量消耗、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 被動(dòng)與積極運(yùn)送的比較●類型：三種基本類型 由ATP直接提供能量的積極運(yùn)送— 鈉鉀泵（結(jié)構(gòu)與機(jī)制） 鈣泵（Ca2+-ATP酶） 質(zhì)子泵：P-型質(zhì)子泵、V-型質(zhì)子泵、H+-ATP酶 協(xié)同運(yùn)送（cotransport） 由Na+-K+泵（或H+-泵）與載體蛋白協(xié)同作用， 靠間接消耗ATP所完畢的積極運(yùn)送方式 物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)與膜電位胞吞作用（endocytosis）

與胞吐作用（exocytosis） 作用：完畢大分子與顆粒性物質(zhì)的跨膜 運(yùn)送，又稱膜泡運(yùn)送或批量運(yùn)送 （bulktransport）。屬于積極運(yùn)送?！癜套饔谩癜伦饔冒伦饔?●組成型的外排途徑（constitutiveexocytosispathway） 所有真核細(xì)胞連續(xù)分泌過程用于質(zhì)膜更新（膜脂、膜蛋白、胞外基質(zhì)組分、營養(yǎng)或信號分子）defaultpathway：除某些有特殊標(biāo)志的駐留蛋白和調(diào)節(jié)型分泌泡外，其余蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)途徑：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→分泌泡→細(xì)胞表面 ●調(diào)節(jié)型外排途徑（regulatedexocytosispathway） 特化的分泌細(xì)胞 儲存——刺激——釋放 產(chǎn)生的分泌物（如激素、粘液或消化酶）具有共同的分選機(jī)制，分選信號存在于蛋白自身，分選重要由高爾基體TGN上的受體類蛋白來決定 ●膜流：動(dòng)態(tài)過程對質(zhì)膜更新和維持細(xì)胞的生存與生長是必要的 ●囊泡與靶膜的辨認(rèn)與融合細(xì)胞通訊與細(xì)胞辨認(rèn)●細(xì)胞通訊（cellcommunication）●細(xì)胞辨認(rèn)（cellrecognition）細(xì)胞通訊（cellcommunication） 一個(gè)細(xì)胞發(fā)出的信息通過介質(zhì)傳遞到另一個(gè)細(xì)胞產(chǎn)生相應(yīng)的反映。細(xì)胞間的通訊對于多細(xì)胞生物體的發(fā)生和組織的構(gòu)建，協(xié)調(diào)細(xì)胞的功能，控制細(xì)胞的生長、分裂、分化和凋亡是必須的。 ●細(xì)胞通訊方式： 分泌化學(xué)信號進(jìn)行通訊 內(nèi)分泌（endocrine） 旁分泌（paracrine） 自分泌（autocrine） 化學(xué)突觸（chemicalsynapse） 接觸性依賴的通訊 細(xì)胞間直接接觸，信號分子與受體都是細(xì)胞的跨膜蛋白 間隙連接實(shí)現(xiàn)代謝偶聯(lián)或電偶聯(lián)細(xì)胞辨認(rèn)（cellrecognition）●概念： 細(xì)胞通過其表面的受體與胞外信號物質(zhì)分子（配體）選擇性地互相作用，進(jìn)而導(dǎo)致胞內(nèi)一系列生理生化變化，最終表現(xiàn)為細(xì)胞整體的生物學(xué)效應(yīng)的過程?！裥盘柾罚╯ignalingpathway） 細(xì)胞辨認(rèn)是通過各種不同的信號通路實(shí)現(xiàn)的。 細(xì)胞接受外界信號，通過一整套特定的機(jī)制，將胞外信號轉(zhuǎn)導(dǎo)為胞內(nèi)信號，最終調(diào)節(jié)特定基因的表達(dá)，引起細(xì)胞的應(yīng)答反映，這種反映系列稱之為細(xì)胞信號通路。細(xì)胞的信號分子與受體 ●信號分子（signalmolecule） 親脂性信號分子 親水性信號分子 氣體性信號分子(NO) ●受體（receptor）多為糖蛋白 ●第二信使（secondmessenger）●分子開關(guān)（molecularswitches）細(xì)胞內(nèi)受體:為胞外親脂性信號分子所激活 激素激活的基因調(diào)控蛋白（胞內(nèi)受體超家族）細(xì)胞表面受體:為胞外親水性信號分子所激活 細(xì)胞表面受體分屬三大家族：離子通道偶聯(lián)的受體（ion-channel-linkedreceptor）G-蛋白偶聯(lián)的受體（G-protein-linkedreceptor）酶偶連的受體（enzyme-linkedreceptor）通過細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號傳遞 ●甾類激素介導(dǎo)的信號通路 兩步反映階段： 初級反映階段：直接活化少數(shù)特殊基因轉(zhuǎn)錄的，發(fā)生迅速；次級反映：初級反映產(chǎn)物再活化其它基因產(chǎn)生延遲的放大作用?！褚谎趸閷?dǎo)的信號通路通過細(xì)胞表面受體介導(dǎo)的信號跨膜傳遞●離子通道偶聯(lián)的受體介導(dǎo)的信號跨膜傳遞●G-蛋白偶聯(lián)的受體介導(dǎo)的信號跨膜傳遞●細(xì)胞表面其它與酶偶聯(lián)的受體離子通道偶聯(lián)的受體介導(dǎo)的信號跨膜傳遞信號途徑特點(diǎn)： 受體/離子通道復(fù)合體，四次/六次跨膜蛋白 跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)無需中間環(huán)節(jié) 重要存在于神經(jīng)細(xì)胞或其他可興奮細(xì)胞間的突觸信號傳遞 有選擇性：配體的特異性選擇和運(yùn)送離子的選擇性G-蛋白偶聯(lián)的受體介導(dǎo)的信號跨膜傳遞●cAMP信號通路●磷脂酰肌醇信號通路受體酪氨酸激酶及RTK-Ras蛋白信號通路細(xì)胞表面其它與酶偶聯(lián)的受體受體絲氨酸/蘇氨酸激酶受體酪氨酸磷酸酯酶受體鳥苷酸環(huán)化酶（ANPs-signals）酪氨酸蛋白激酶聯(lián)系的受體兩大家族：一是與Src蛋白家族相聯(lián)系的受體；二是與Janus激酶家族聯(lián)系的受體。信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子（signaltransducerandactvatoroftranscription，STAT）與JAK-STAT途徑。cAMP信號通路反映鏈：激素→G-蛋白偶聯(lián)受體→G-蛋白→腺苷酸環(huán)化酶→cAMP→ cAMP依賴的蛋白激酶A→基因調(diào)控蛋白→基因轉(zhuǎn)錄組分及其分析G-蛋白偶聯(lián)受體G-蛋白活化與調(diào)節(jié)效應(yīng)酶——腺苷酸環(huán)化酶GPLR的失敏（desensitization）與減量調(diào)節(jié)細(xì)菌毒素對G蛋白的修飾作用

GPLR的失敏：例：腎上腺素受體被激活后，10-15秒cAMP驟增，然后在不到1min內(nèi)反映速降，以至消失。受體活性快速喪失（速發(fā)相）失敏（desensitization）；機(jī)制：受體磷酸化受體與Gs解偶聯(lián)，cAMP反映停止并被PDE降解。兩種Ser/Thr磷酸化激酶：PKA和腎上腺素受體激酶（ARK），負(fù)責(zé)受體磷酸化；胞內(nèi)協(xié)作因子撲獲蛋白（arrestin）結(jié)合磷酸化的受體，克制其功能活性（arrestin已克隆、定位11q13）。反映減弱（遲發(fā)相）減量調(diào)節(jié)（down-regulation）機(jī)制：受體-配體復(fù)合物內(nèi)吞，導(dǎo)致表面受體數(shù)量減少，發(fā)現(xiàn)arrestin可直接與Clathrin結(jié)合，在內(nèi)吞中起adeptors作用；受體減量調(diào)節(jié)與內(nèi)吞后受體的分選有關(guān)。磷脂酰肌醇信號通路“雙信使系統(tǒng)”反映鏈：胞外信號分子→G-蛋白偶聯(lián)受體→G-蛋白→ →IP3→胞內(nèi)Ca2+濃度升高→Ca2+結(jié)合蛋白(CaM)→細(xì)胞反映磷脂酶C(PLC)→→DG→激活PKC→蛋白磷酸化或促Na+/H+互換使胞內(nèi)pH受體酪氨酸激酶及RTK-Ras蛋白信號通路 受體酪氨酸激酶（receptortyrosinekinases，RTKs） 涉及6個(gè)亞族 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)：配體→受體→受體二聚化→受體的自磷酸化→ 激活RTK→胞內(nèi)信號蛋白→啟動(dòng)信號傳導(dǎo)RTK-Ras信號通路： 配體→RTK→adaptor←GRF→Ras→Raf（MAPKKK）→MAPKK→MAPK→進(jìn)入細(xì)胞核→其它激酶或基因調(diào)控蛋白 （轉(zhuǎn)錄因子）的磷酸化修鈽。G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的MAPK的激活RTKs的失敏（desensitization）G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的MAPK的激活MAPK（Mitogen-activatedproteinkinase）又稱ERK（extracelularsignal-regulatedkinase）真核細(xì)胞廣泛存在的Ser/Thr蛋白激酶。MAPK的底物：膜蛋白（受體、酶）、胞漿蛋白、核骨架蛋白、及多種核內(nèi)或胞漿內(nèi)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子在細(xì)胞增殖和分化中具有重要調(diào)控作用。PTX敏感性G蛋白（Gi，Go）的亞基依賴于Ras激活MAPK，具體機(jī)制尚有待進(jìn)一步研究；PKC、PLC與G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的MAPK激活PKC和PLC參與G蛋白偶聯(lián)受體激活MAPK：G蛋白偶聯(lián)受體激活G蛋白；G蛋白亞基或亞基激活PLC，促進(jìn)膜磷脂代謝；磷脂代謝產(chǎn)物（DAG+IP3）激活PKC；PKC通過Ras或Raf激活MAPK；由于PKC對鈣的依賴性不同，所以G蛋白偶聯(lián)受體–MAPK途徑對鈣要求不同；PKA對G蛋白偶聯(lián)受體–MAPK途徑的負(fù)調(diào)控迄今未發(fā)現(xiàn)和制備出MAPK組成型突變（dominantnegativemutant），提醒細(xì)胞難于忍受MAPK的連續(xù)激活（MAPK的去活是細(xì)胞維持正常生長代謝所必須）。重要機(jī)制：特異性的Tyr/Thr磷脂酶可選擇性地使MAPK去磷酸化，關(guān)閉MAPK信號。cAMP，MAPK；cAMP直接激活cAMP依賴的PKA；PKA也許通過RTK或通過克制Raf-Ras互相作用起負(fù)調(diào)控作用。

RTKs的失敏：催化性受體的效應(yīng)器位于受體自身，因此失敏即酶活性速發(fā)克制。機(jī)制：受體的磷酸化修飾。EGF受體Thr654的磷酸化導(dǎo)致RTK活性的克制，假如該位點(diǎn)產(chǎn)生Ala突變，則阻止活性克制，后又發(fā)現(xiàn)C端的Ser1046/7也是磷酸化位點(diǎn)。磷酸化位點(diǎn)所在的C端恰好是SH2蛋白的結(jié)合部位。引起受體磷酸化的激酶：PKC作用于Thr654；CaMK2（Ca2+和CaM依賴的激酶2）作用于Ser1046/7還發(fā)現(xiàn)：EGF受體是CDK的靶蛋白，提醒和周期調(diào)控有關(guān)。RTK晶體結(jié)構(gòu)研究表白，RTK激活后形成穩(wěn)定的非克制性構(gòu)象；磷酸化修飾后，形成克制性構(gòu)象，引起失敏。RTK失敏對細(xì)胞正常功能所必須，RTK的連續(xù)激活將導(dǎo)致細(xì)胞生長失控。由細(xì)胞表面整合蛋白介導(dǎo)的信號傳遞??整合蛋白與粘著斑??導(dǎo)致粘著斑裝配的信號通路有兩條??粘著斑的功能： 一是機(jī)械結(jié)構(gòu)功能； 二是信號傳遞功能??通過粘著斑由整合蛋白介導(dǎo)的信號傳遞通路：由細(xì)胞表面到細(xì)胞核的信號通路由細(xì)胞表面到細(xì)胞質(zhì)核糖體的信號通路細(xì)胞信號傳遞的基本特性

與蛋白激酶的網(wǎng)絡(luò)整合信息 ●細(xì)胞信號傳遞的基本特性：具有收斂（convergence）或發(fā)散（divergence）的特點(diǎn)細(xì)胞的信號傳導(dǎo)既具有專一性又有作用機(jī)制的相似性信號的放大作用和信號所啟動(dòng)的作用的終止并存細(xì)胞以不同的方式產(chǎn)生對信號的適應(yīng)(失敏與減量調(diào)節(jié))●蛋白激酶的網(wǎng)絡(luò)整合信息與信號網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的crosstalk第六章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)第一節(jié)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（cytoplasmicmatrixorcytomatrix）細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)（endomembranesystem）第二節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmicreticulum,ER)的形態(tài)結(jié)構(gòu)ER的功能內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與基因表達(dá)的調(diào)控第三節(jié)高爾基體高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)高爾基體的功能高爾基體與細(xì)胞內(nèi)的膜泡運(yùn)送第四節(jié)溶酶體與過氧化物酶體第五節(jié)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與細(xì)胞結(jié)構(gòu)的組裝分泌蛋白合成的模型信號假說蛋白質(zhì)分選與分選信號膜泡運(yùn)送細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的組裝一、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

（cytoplasmicmatrixorcytomatrix）

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是細(xì)胞的重要的結(jié)構(gòu)成分，其體積約占細(xì)胞質(zhì)的一半基本概念： 用差速離心法分離細(xì)胞勻漿物組分，先后除去細(xì)胞核、線粒體、溶酶體、高爾基體和細(xì)胞質(zhì)膜等細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)后，存留在上清液中的重要是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的成分。生物化學(xué)家多稱之為胞質(zhì)溶膠。重要成分：中間代謝有關(guān)的數(shù)千種酶類、細(xì)胞質(zhì)骨架結(jié)構(gòu)。重要特點(diǎn)：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是一個(gè)高度有序的體系； 通過弱鍵而互相作用處在動(dòng)態(tài)平衡的結(jié)構(gòu)體系。完畢各種中間代謝過程 如糖酵解過程、磷酸戊糖途徑、糖醛酸途徑等蛋白質(zhì)的分選與運(yùn)送與細(xì)胞質(zhì)骨架相關(guān)的功能 維持細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)送及能量傳遞等蛋白質(zhì)的修飾、蛋白質(zhì)選擇性的降解 蛋白質(zhì)的修飾 控制蛋白質(zhì)的壽命降解變性和錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)幫助變性或錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)重新折疊，形成對的的分子構(gòu)象二、細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)

（endomembranesystem）細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)概述細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)的研究方法細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)概述細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)是指細(xì)胞內(nèi)在結(jié)構(gòu)、功能及發(fā)生上相關(guān)的由膜包繞形成的細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)。真核細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)的區(qū)域化（compartmentalization）：細(xì)胞骨架纖維為組織者的Cytomatrix形成有序的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)；細(xì)胞內(nèi)的膜相結(jié)構(gòu)細(xì)胞器（organelles）。細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)的研究方法

DeDuve,A.ClaudeandG.Palade,1974NobelPlrize放射自顯影（Autoradiography）;生化分析（Biochemicalanalysis）;遺傳突變分析（Geneticmutants）一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的兩種基本類型粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（roughendoplasmicreticulum，rER）光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（smoothendoplasmicreticulum，sER）微粒體（microsome）二、ER的功能 ER是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)與脂類合成的基地，幾乎所有脂類和多種重要蛋白都是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的。rER的功能蛋白質(zhì)合成 蛋白質(zhì)的修飾與加工 新生肽的折疊與組裝 脂類的合成sER的功能類固醇激素的合成（生殖腺內(nèi)分泌細(xì)胞和腎上腺皮質(zhì)）肝的解毒作用（Detoxification） Systemofoxygenasescytochromep450family；肝細(xì)胞葡萄糖的釋放（G-6PG）儲存鈣離子：肌質(zhì)網(wǎng)膜上的Ca2+-ATP酶將細(xì) 胞質(zhì)基質(zhì)中Ca2+泵入肌質(zhì)網(wǎng)腔中蛋白質(zhì)合成分泌蛋白；整合膜蛋白；內(nèi)膜系統(tǒng)各種細(xì)胞器內(nèi)的可溶性蛋白 （需要隔離或修飾）。其它的多肽是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中“游離”核糖體上合成的：涉及：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的駐留蛋白、質(zhì)膜外周蛋白、核輸入蛋白、轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體、葉綠體和過氧物酶體的蛋白。注意：細(xì)胞中蛋白質(zhì)都是在核糖體上合成的， 并都是起始于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中“游離”核糖體。蛋白質(zhì)的修飾與加工修飾加工：糖基化、羥基化、酰基化、二硫鍵形成等糖基化在glycosyltransferase作用下發(fā)生在ER腔面 N-linkedglycosylation（Asn）O-linkedglycosylation（Ser/ThrorHylys/Hypro）?；l(fā)生在ER的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)側(cè)：軟脂酸→Cys新生肽的折疊與組裝

新生肽的折疊組裝：非還原性的內(nèi)腔，易于二硫鍵形成； 對的折疊涉及駐留蛋白：具有KDELorHDEL信號蛋白二硫鍵異構(gòu)酶（proteindisulfideisomerase，PDI）切斷二硫鍵，幫助新合成的蛋白重新形成二硫鍵并處于對的折疊的狀態(tài)結(jié)合蛋白（Bindingprotein，Bip，chaperone） 辨認(rèn)錯(cuò)誤折疊的蛋白或未裝配好的蛋白亞單位，并促進(jìn)重新折疊與裝配。脂類的合成

ER合成細(xì)胞所需絕大多數(shù)膜脂（涉及磷脂和膽固醇）。 兩種例外：鞘磷脂和糖脂（ER開始→Golgicomplex完畢）； 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）：ER→GC→PM（高→低） phosphatidylserine（PS）：PM→GC→ER（高→低）phospholipdtranslocator/flippase與膜質(zhì)轉(zhuǎn)位 磷脂合成酶是ER膜整合蛋白，活性位點(diǎn)朝向cytosol； 磷脂的轉(zhuǎn)運(yùn): transportbybudding：ER→GC、Ly、PM transportbyphospholipidexchangeproteins（PEP）： ER→otherorganelles（includingMitandChl）。三、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與基因表達(dá)的調(diào)控內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)的合成、加工、折疊、組裝、轉(zhuǎn)運(yùn)及向高爾基體轉(zhuǎn)運(yùn)的復(fù)雜過程顯然是需要有一個(gè)精確調(diào)控的過程。影響內(nèi)質(zhì)網(wǎng)細(xì)胞核信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的三種因素： 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)未折疊蛋白的超量積累。 折疊好的膜蛋白的超量積累。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上膜脂成份的變化——重要是固醇缺少 不同的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，最終調(diào)節(jié)細(xì)胞核內(nèi)特異基因表達(dá)一、高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)電鏡下高爾基體結(jié)構(gòu)是由扁平膜囊和大小不等的囊泡構(gòu)成高爾基體是有極性的細(xì)胞器：位置、方向、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)與生化極性高爾基體各部膜囊的４種標(biāo)志細(xì)胞化學(xué)反映：高爾基體至少由互相聯(lián)系的4個(gè)部分組成，每一部分又也許劃分出更精細(xì)的間隔高爾基體與細(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)高爾基的膜囊上存在微管的馬達(dá)蛋白（cytoplasmicdynein和kinesin）和微絲的馬達(dá)蛋白（myosin）。最近還發(fā)現(xiàn)特異的血影蛋白（spectrin）網(wǎng)架。 它們在維持高爾基體動(dòng)態(tài)的空間結(jié)構(gòu)以及復(fù)雜的膜泡運(yùn)送中起重要的作用。扁囊彎曲成凸面 又稱形成面（formingface）或順面（cisface）面向質(zhì)膜的凹面（concave）又稱成熟面（matureface）或反面（transface）高爾基體各部膜囊的４種標(biāo)志細(xì)胞化學(xué)反映嗜鋨反映的高爾基體cis面膜囊；焦磷酸硫胺素酶（TPP酶）細(xì)胞化學(xué)反映，顯示trans面1～2層膜囊；胞嘧啶單核苷酸酶（CMP酶）細(xì)胞化學(xué)反映，顯示靠近trans面膜囊狀和管狀結(jié)構(gòu)GERL結(jié)構(gòu)：60年代初，Novikoff發(fā)現(xiàn)CMP和酸性磷酸酶存在于高爾基體的一 側(cè)，稱這種結(jié)構(gòu)為GERL，意為與高爾基體（G）密切 相關(guān)，但 它是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）的一部分，參與溶酶體（L）的生成。煙酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶（NADP酶）的細(xì)胞化學(xué)反映，顯示中間扁平囊高爾基體順面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（cis-Golginetwork，CGN） 又稱cis膜囊高爾基體中間膜囊（medialGolgi） 多數(shù)糖基修飾； 糖脂的形成； 與高爾基體有關(guān)的多糖的合成高爾基體反面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（transGolginetwork，TGN）周邊大小不等的囊泡 順面囊泡稱ERGIC/VTCERGIC53/58蛋白（結(jié)合Mn）反面體積較大的分泌泡與分泌顆粒高爾基體順面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)RER（蛋白質(zhì)和脂類）——（蛋白質(zhì)KDEL或HDEL）CGN；蛋白絲氨酸殘基發(fā)生O--連接糖基化；跨膜蛋白在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)一側(cè)結(jié)構(gòu)域的酰基化；日冕病毒的裝配高爾基體反面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)TGN中的低pH值；標(biāo)志酶CMP酶陽性TGN的重要功能： 參與蛋白質(zhì)的分類與包裝、運(yùn)送； 某些“晚期”的蛋白質(zhì)修飾（如唾液酸化、蛋白質(zhì)酪氨酸殘基的硫酸化及蛋白原的水解加工）在蛋白質(zhì)與脂類的轉(zhuǎn)運(yùn)過程中的“瓣膜”作用，保證單向轉(zhuǎn)運(yùn)二、高爾基體的功能

高爾基體與細(xì)胞的分泌活動(dòng) 蛋白質(zhì)的糖基化及其修飾蛋白酶的水解和其它加工過程高爾基體與細(xì)胞的分泌活動(dòng)

蛋白質(zhì)的分選及其轉(zhuǎn)運(yùn)的信息僅存在于編碼該蛋白質(zhì)的基因自身 ·流感病毒囊膜蛋白特異性地轉(zhuǎn)運(yùn)上皮細(xì)胞游離端的質(zhì)膜 ·水泡性口炎病毒囊膜蛋白特異性地轉(zhuǎn)運(yùn)上皮細(xì)胞基底面的質(zhì)膜 ·水泡性口炎病毒囊膜蛋白等膜蛋白在胞質(zhì)基質(zhì)側(cè)的雙酸分選信號 Asp-X-Gln或DXE）起重要的作用溶酶體酶的分選：M6P反面膜囊M6P受體在肝