蛋白质转入内质网合成的过程PPT幻灯片

1、内膜系统内膜系统内膜系统内膜系统（endomembrane system)：是在结构、是在结构、功能乃至发生上相关的，由膜围绕的细胞器或细功能乃至发生上相关的，由膜围绕的细胞器或细胞结构。包括内质网、高尔基体、溶酶体、过氧胞结构。包括内质网、高尔基体、溶酶体、过氧化物酶体核膜和转运小泡等。化物酶体核膜和转运小泡等。1 19451945年，年，K.R.PoterK.R.Poter-电子显微镜电子显微镜-小鼠小鼠成纤维细胞成纤维细胞-内质网（内质网（endoplasmic endoplasmic reticulum,ERreticulum,ER）内质网内质网2 核膜外层核膜外层 一、内质网的形态结

2、构和类型一、内质网的形态结构和类型 内质网是由一层单位膜围成的相互连内质网是由一层单位膜围成的相互连续的小管，小泡，扁囊样结构组成的网状膜续的小管，小泡，扁囊样结构组成的网状膜系统。系统。内质网内质网内质网的内腔相互连通。内质网的内腔相互连通。细胞膜细胞膜3 图：细胞中内质网与细胞核、高尔基体的立体结构图：细胞中内质网与细胞核、高尔基体的立体结构 4 核糖体核糖体粗面内质网粗面内质网滑面内质网滑面内质网二、内质网的类型二、内质网的类型根据内质网上是否附有核糖体根据内质网上是否附有核糖体,将内质网分为将内质网分为两类两类:粗面粗面内质网和内质网和光面光面内质网。内质网。 5 RER6 SER7

3、特殊类型的内质网：特殊类型的内质网：微粒体微粒体和和肌质网肌质网电镜下的微粒体电镜下的微粒体微粒体微粒体(microsome) ：在细胞匀浆和差速离心过程中获得的由：在细胞匀浆和差速离心过程中获得的由破碎的内质网自我融合形成的近似球形的膜囊泡状结构。（糙破碎的内质网自我融合形成的近似球形的膜囊泡状结构。（糙面和光面）面和光面）8 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶被认为是标志酶被认为是标志酶9 内质网功能：内质网功能： 粗面内质网和滑面内质网粗面内质网和滑面内质网四、内质网的功能四、内质网的功能10 （一）粗面内质网的功能（一）粗面内质网的功能1.粗面内质网主要合成的蛋白质类型：粗面内质网主要合成

4、的蛋白质类型：分泌性蛋白分泌性蛋白：包括抗体、酶类、肽类激素：包括抗体、酶类、肽类激素 和细胞外基质蛋白和细胞外基质蛋白 膜蛋白：膜蛋白：细胞器驻留蛋白：细胞器驻留蛋白：11 Blobel with members of his laboratoryGnter Blobel1.粗面内质网与分泌蛋白质的合成粗面内质网与分泌蛋白质的合成12 SRP与核糖与核糖体的结合与体的结合与分离分离 新生肽链新生肽链上的信号肽上的信号肽SRPSRP-核糖体复合核糖体复合体与内质网膜上体与内质网膜上的的SRP受体结合受体结合核糖体核糖体结合蛋白结合蛋白蛋白蛋白转运器转运器粗面内质网膜上粗面内质网膜上的的SRP受

5、体蛋白受体蛋白SRP与信与信号肽的结号肽的结合使翻译合使翻译暂停暂停细胞质细胞质内质网腔内质网腔继续翻译并继续翻译并开始穿过内开始穿过内质网膜质网膜SRP释放并再循环释放并再循环13 14 信号肽与信号肽与SRP结合结合肽链延伸终止肽链延伸终止SRP与受体与受体结合结合SRP脱离信号肽脱离信号肽肽链在内质网上继续合肽链在内质网上继续合成，同时信号肽引导新生肽链进入内质网腔成，同时信号肽引导新生肽链进入内质网腔信信号肽切除号肽切除肽链延伸至终止。肽链延伸至终止。总结总结：蛋白质转入内质网合成的过程蛋白质转入内质网合成的过程（信号肽假说）（信号肽假说）15 2.蛋白质在内质网腔的折叠蛋白质在内质网

6、腔的折叠分子伴侣分子伴侣16 3.粗面内质网与蛋白质的糖基化粗面内质网与蛋白质的糖基化蛋白质的糖基化蛋白质的糖基化：蛋白质的糖基化有两种，即蛋白质的糖基化有两种，即N-连连接和接和O-连接的糖基化。前者在内质网进行，后者在连接的糖基化。前者在内质网进行，后者在高尔基复合体进行。高尔基复合体进行。图：正在图：正在ER中合成蛋白中合成蛋白 质的质的N-连接糖基化连接糖基化 17 4.蛋白质由内质网向高尔基体的运输蛋白质由内质网向高尔基体的运输 新合成的分泌蛋白新合成的分泌蛋白内质网腔内质网腔出芽出芽经高尔基体经高尔基体 分泌泡分泌泡发育成酶原颗粒发育成酶原颗粒移到细胞的游离端移到细胞的游离端排出分

7、泌蛋白排出分泌蛋白18 1.脂类的合成与转运脂类的合成与转运（二）滑面内质网的功能（二）滑面内质网的功能磷脂酸磷脂酸甘油二酯甘油二酯二磷酸胞苷胆碱二磷酸胞苷胆碱19 2.解毒作用解毒作用 光面内质网能够对外来的有毒物质光面内质网能够对外来的有毒物质, 多数解毒反应多数解毒反应与氧化作用有关与氧化作用有关,有些也涉及还原和水解有些也涉及还原和水解,或者三者或者三者结合结合,使有毒物质由脂溶性转变成水溶性而被排出使有毒物质由脂溶性转变成水溶性而被排出体外体外,此过程称为肝细胞的解毒作用。此过程称为肝细胞的解毒作用。图：混合功能氧化酶将底物羟基化的机制图：混合功能氧化酶将底物羟基化的机制20 3.糖

8、原的合成与分解糖原的合成与分解 光面内质网中的葡萄糖光面内质网中的葡萄糖-6-磷酸酶将葡萄糖磷酸酶将葡萄糖-6-磷磷酸水解生成葡萄糖和无酸水解生成葡萄糖和无机磷，释放游离的葡萄机磷，释放游离的葡萄糖进入血液，供细胞之糖进入血液，供细胞之用。用。21 4. Ca 2+离子的调节作用离子的调节作用 肌质网是细胞内特化的光面内质网肌质网是细胞内特化的光面内质网, 是贮是贮存存Ca2+的细胞器。肌质网膜上重要的膜蛋的细胞器。肌质网膜上重要的膜蛋白是白是Ca2+-ATP酶酶, 光面内质网可构成心肌光面内质网可构成心肌和骨胳肌肌原纤维周围的肌质网。和骨胳肌肌原纤维周围的肌质网。 22 五、内质网的病理改变

9、五、内质网的病理改变23 高尔基体高尔基体（Golgi complex) 最早发现于最早发现于1855年，年，1889年，年，Golgi用银染法，在用银染法，在猫头鹰的神经细胞内观察到了清晰的结构，因此定猫头鹰的神经细胞内观察到了清晰的结构，因此定名为高尔基体。名为高尔基体。20世纪世纪50年代以后才正确认识它的年代以后才正确认识它的存在和结构。存在和结构。24 电电镜镜成熟面（反面）成熟面（反面）大囊泡大囊泡形成面（顺面）形成面（顺面）25 高尔基体的三维结构（极性细胞器）高尔基体的三维结构（极性细胞器）1. 顺面高尔基体网状结构：顺面高尔基体网状结构：2. 高尔基体中间膜囊：高尔基体中间膜

10、囊：3. 反面高尔基体网状结构：反面高尔基体网状结构：26 The Golgi Apparatus反面高尔基体网状结构反面高尔基体网状结构顺面高尔基体网状结构顺面高尔基体网状结构高尔基体中间膜囊高尔基体中间膜囊27 内质网向高尔基体的运输小泡内质网向高尔基体的运输小泡靠近顺面高尔基体的网状结构靠近顺面高尔基体的网状结构靠近反面高尔基体的网状结构靠近反面高尔基体的网状结构28 高尔基体膜：高尔基体膜： 高尔基体中的酶：主要有糖基转移酶、磺高尔基体中的酶：主要有糖基转移酶、磺基基-糖基转移酶、氧化还原酶、磷酸酶、蛋糖基转移酶、氧化还原酶、磷酸酶、蛋白激酶、甘露糖苷酶、转移酶和磷脂酶等白激酶、甘露糖

11、苷酶、转移酶和磷脂酶等不同的类型。不同的类型。 标志酶为糖基转移酶。标志酶为糖基转移酶。二、高尔基复合体的化学组成二、高尔基复合体的化学组成29 三、高尔基复合体的功能三、高尔基复合体的功能（一）与细胞的分泌活动有关（一）与细胞的分泌活动有关图：细胞的分泌与内吞作用图：细胞的分泌与内吞作用内质网相当于内质网相当于“生产基地生产基地”高尔基体相当于高尔基体相当于“产品的精加工和质量检测分配部门产品的精加工和质量检测分配部门”而细胞质膜相当于而细胞质膜相当于“海关海关”。30 （二）参与糖蛋白的合成和修饰（二）参与糖蛋白的合成和修饰 O-连接的糖基化：连接的糖基化：将糖链转移到多将糖链转移到多肽链

12、的丝氨酸、苏氨酸或羟赖氨酸的羟肽链的丝氨酸、苏氨酸或羟赖氨酸的羟基的氧原子上。基的氧原子上。 31 蛋白质合成蛋白质合成溶酶体寡聚糖磷酸化溶酶体寡聚糖磷酸化切除甘露糖切除甘露糖加加N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺加半乳糖加半乳糖加唾液酸；分选加唾液酸；分选溶酶体溶酶体顺面管网顺面管网中层囊中层囊反面囊反面囊反面管网反面管网大泡（分泌颗粒）大泡（分泌颗粒）rER高尔基复合体高尔基复合体顺面囊顺面囊切除甘露糖切除甘露糖高尔基堆高尔基堆32 溶酶体酶的磷酸化溶酶体酶的磷酸化甘露糖甘露糖 -6- 磷酸途径：磷酸途径：33 （四）蛋白质的水解和加工（四）蛋白质的水解和加工例如：胰岛素分子的合成例如：胰岛素分

13、子的合成前胰岛素原前胰岛素原胰岛素原胰岛素原胰岛素胰岛素信号肽酶信号肽酶蛋白酶蛋白酶34 膜流：细胞的各种膜性结构之间相互联系和转移膜流：细胞的各种膜性结构之间相互联系和转移的现象称膜流。的现象称膜流。内质网内质网运输小泡运输小泡高尔基复合体高尔基复合体大囊泡大囊泡（五）参与膜的转化（五）参与膜的转化细胞膜细胞膜回收膜回收膜35 “出芽出芽”形成溶酶体或分泌泡形成溶酶体或分泌泡穿梭小泡从顺面高尔基体网穿梭小泡从顺面高尔基体网络向反面高尔基体网络移动络向反面高尔基体网络移动ER与高尔基体顺面间的蛋白质运输与高尔基体顺面间的蛋白质运输36 五五.高尔基复合体的病理改变高尔基复合体的病理改变异常改变

14、异常改变高尔基复合体的肥大和萎缩高尔基复合体的肥大和萎缩高尔基复合体内容物的改变高尔基复合体内容物的改变高尔基复合体在癌细胞中的改变高尔基复合体在癌细胞中的改变37 溶酶体溶酶体 (lysosome)(lysosome) 1955年年: 发现具发现具酸性磷酸酶活性酸性磷酸酶活性颗粒颗粒， 1956年年: 确认为细胞器，确认为细胞器， 定名为定名为溶酶体溶酶体。 现在现在: 发现几乎所有的真核细胞都具有溶发现几乎所有的真核细胞都具有溶 酶体，原核细胞无酶体，原核细胞无. 细胞内的消化器官细胞内的消化器官38 一、溶酶体的形态与特征一、溶酶体的形态与特征 形态特征：单位膜，形态特征：单位膜，6nm

15、，内含多种，内含多种 酸酸性水解酶性水解酶，具有异质性，具有异质性，0.20.8m，呈，呈球形、卵圆形小体。球形、卵圆形小体。39 40 1、主要成分：脂蛋白（、主要成分：脂蛋白（鞘磷脂鞘磷脂含量多）含量多） 2、特殊性质：、特殊性质： 质子泵：质子泵：保持溶酶体基质内的酸性环境。保持溶酶体基质内的酸性环境。 特殊的转运蛋白：特殊的转运蛋白：用于水解产物向外转运。用于水解产物向外转运。 高度糖基化：高度糖基化：可能有利于防止自身膜蛋白降解。可能有利于防止自身膜蛋白降解。 （一）溶酶体的膜（一）溶酶体的膜41 水解酶水解酶，这些水解酶多为，这些水解酶多为酸性水解酶；酸性水解酶； PH值值5酶酶蛋

16、白酶（肽酶）蛋白酶（肽酶）核酸酶核酸酶磷酸酶磷酸酶糖苷酶（水解糖蛋白和糖脂、糖链的酶）糖苷酶（水解糖蛋白和糖脂、糖链的酶）脂脂 酶酶硫酸酯酶（分解氨基多糖的酶）硫酸酯酶（分解氨基多糖的酶）标志酶：酸性磷酸酶（标志酶：酸性磷酸酶（AcP酶酶)溶酶体的酶溶酶体的酶42 二、溶酶体的类型二、溶酶体的类型溶酶体溶酶体内体性溶酶体内体性溶酶体（吞噬性溶酶体吞噬性溶酶体43 二、溶酶体的类型二、溶酶体的类型溶酶体溶酶体内体性溶酶体内体性溶酶体吞噬性溶酶体吞噬性溶酶体(endolysosome)(phagolysosome)44 即来自细胞内的衰老和崩解的细胞器等，即来自细胞内的衰老和崩解的细胞器等，被细胞

17、本身的膜包围被细胞本身的膜包围 1、自噬性溶酶体：、自噬性溶酶体：作用底物是作用底物是内源性内源性的的。 自噬作用自噬作用自噬体自噬体 自噬性自噬性溶酶体溶酶体衰老的线粒体衰老的线粒体45 2、异噬性溶酶体：、异噬性溶酶体：作用底物是作用底物是外源性外源性的。的。如：细菌、红细胞、血红蛋白、铁蛋白、酶、如：细菌、红细胞、血红蛋白、铁蛋白、酶、糖原颗粒糖原颗粒46 3、残余小体、残余小体（残质体）（残质体） 如：脂褐质、髓样结构、如：脂褐质、髓样结构、 多泡体、含铁小体等多泡体、含铁小体等47 48 三、溶酶体的功三、溶酶体的功能能 （1）对细胞内吞物质的消化：消化内源性、外源性有机大分子供细胞

18、利用。异噬作用：消化产物参加细胞代谢，还可形成残余小体。异噬作用：消化产物参加细胞代谢，还可形成残余小体。自噬作用：清除衰老、病变的细胞器及细胞器碎片。自噬作用：清除衰老、病变的细胞器及细胞器碎片。粒溶作用：如断奶时消化多余的乳汁颗粒。粒溶作用：如断奶时消化多余的乳汁颗粒。49 （2）参与机体组织器官的变态和退化：参与机体组织器官的变态和退化： 如：胚胎发育早期有两套管道为如：胚胎发育早期有两套管道为Walffian管管 11Mullers管管 2发育过程中：发育过程中：1被消化被消化2发育发育雌性个体雌性个体2被消化被消化1发育发育雄性个体雄性个体50 （3）参与受精过程：）参与受精过程： 溶酶体除了在细胞内具有消化作用外，也可以溶酶体除了在细胞内具有消化作用外，也可以将水解酶释放到细胞外消化细胞外物质。如：将水解酶释放到细胞外消化细胞外物质。如：受精。受精。 51 （4）溶酶体调节激素的分泌）溶酶体调节激素的分泌血血管管滤泡腔滤泡腔甲状腺甲状腺球蛋白球蛋白I2溶酶体溶酶体甲状甲状腺素腺素甲状腺滤泡上皮细胞甲状腺滤泡上皮细胞 参与激素的成熟过程参与激素的成熟