细胞生物学71

1、第七章：真核细胞内膜系统、第七章：真核细胞内膜系统、 蛋白质分选和膜泡运输蛋白质分选和膜泡运输第一节第一节 细胞质基质的涵义与功能细胞质基质的涵义与功能一、细胞质基质的涵义一、细胞质基质的涵义1.曾用名称：曾用名称：细胞液、透明质、胞质溶胶等细胞液、透明质、胞质溶胶等2.细胞质基质（细胞质基质（cytoplasmic matrix）在真核细胞的细胞质中，除去可以分辨的细胞器以外在真核细胞的细胞质中，除去可以分辨的细胞器以外的胶状物质，称细胞质基质。的胶状物质，称细胞质基质。细胞质基质是一个高度有序的体系，其中细胞质骨细胞质基质是一个高度有序的体系，其中细胞质骨架纤维贯穿在黏稠的蛋白质胶体中，多

2、数的蛋白质架纤维贯穿在黏稠的蛋白质胶体中，多数的蛋白质直接或间接与骨架结合，完成特定的生物学功能。直接或间接与骨架结合，完成特定的生物学功能。蛋白质含量占蛋白质含量占20-30%形成黏稠的胶体：多数水分子以水化合物的形式紧形成黏稠的胶体：多数水分子以水化合物的形式紧密地结合再蛋白质和其他大分子表面的极性部位，密地结合再蛋白质和其他大分子表面的极性部位，只有部分水分子以游离态存在，其溶剂作用。只有部分水分子以游离态存在，其溶剂作用。多数蛋白质，以非溶解态存在，结合在微丝等部位。多数蛋白质，以非溶解态存在，结合在微丝等部位。二、细胞质基质的功能二、细胞质基质的功能1. 许多代谢过程的场所许多代谢过

3、程的场所（糖酵解、糖原合成、某些生物大分子的分解）（糖酵解、糖原合成、某些生物大分子的分解）2. 蛋白质在细胞质基质中的分选和转运蛋白质在细胞质基质中的分选和转运3. 与细胞骨架的选择性结合与细胞骨架的选择性结合（细胞内功能的区域化）（细胞内功能的区域化）4. 蛋白质修饰蛋白质修饰（共价结合、去（共价结合、去/磷酸化、糖基化、甲基化、酰基化）磷酸化、糖基化、甲基化、酰基化）5. 控制蛋白质的寿命控制蛋白质的寿命（由（由n端第一个氨基酸决定稳定性，泛素水解）端第一个氨基酸决定稳定性，泛素水解）泛素（泛素（ubiquitin）：由）：由76个个aa组成的小分子蛋白，具有多种组成的小分子蛋白，具有多

4、种生物学功能。生物学功能。稳定蛋白质：稳定蛋白质：met/ ser/ thr/ ala/ val/ cys/ gly/ pro泛素依赖降解途径：多个泛素依赖降解途径：多个ubiquitin共价结合到不稳定共价结合到不稳定pr的的n端端26s蛋白酶复合体将蛋白酶复合体将pr水解水解6. 降解变性和错误折叠的蛋白质降解变性和错误折叠的蛋白质7. 帮助变性和错误折叠的蛋白质重新折叠帮助变性和错误折叠的蛋白质重新折叠畸形蛋白暴露畸形蛋白暴露aa疏水基团疏水基团n端添加不稳定端添加不稳定aa泛素依赖降解途径泛素依赖降解途径热休克蛋白完成热休克蛋白完成热休克蛋白与畸形蛋白聚合热休克蛋白与畸形蛋白聚合水解水

5、解atp，蛋白溶解，蛋白溶解重新折叠重新折叠错误折叠的内质网蛋白的降解和输出错误折叠的内质网蛋白的降解和输出内膜系统出现的意义：内膜系统出现的意义： 各自独立，各司其职各自独立，各司其职 相互依存，协调同一相互依存，协调同一 大大提高了细胞代谢反应的效率大大提高了细胞代谢反应的效率第二节第二节 细胞内膜系统及其功能细胞内膜系统及其功能在结构、功能乃至发生上相互关联、由膜包被的在结构、功能乃至发生上相互关联、由膜包被的细胞器或细胞结构细胞器或细胞结构细胞内区室化细胞内区室化原核细胞原核细胞 质膜构成的单一区室质膜构成的单一区室真核细胞真核细胞 内膜内膜 各种细胞器各种细胞器细胞内区室化细胞内区室

6、化细胞细胞细胞质基质细胞质基质细胞内膜系统细胞内膜系统其他由膜包被的其他由膜包被的细胞器细胞器内质网内质网高尔基体高尔基体溶酶体溶酶体胞内体胞内体分泌泡分泌泡细胞核细胞核线粒体线粒体叶绿体叶绿体过氧化物酶体过氧化物酶体 结构、功能、发生上相互关联结构、功能、发生上相互关联一、内质网的形态结构与功能一、内质网的形态结构与功能内质网（内质网（endoplasmic reticulum, er）是由封闭）是由封闭的管状或扁平囊状膜系统及其包被的腔体形成互相沟的管状或扁平囊状膜系统及其包被的腔体形成互相沟通的三维网络结构。通的三维网络结构。占细胞膜系统的一般左右，体积占细胞总体积的占细胞膜系统的一般左

7、右，体积占细胞总体积的10%以上以上合成生物大分子如蛋白质、脂质和糖类的场所合成生物大分子如蛋白质、脂质和糖类的场所（一）内质网的基本类型（一）内质网的基本类型1.糙面内质网（糙面内质网（rough endoplasmic reticulum,rer,rer）多扁平囊状，膜表面有大量核糖体附着多扁平囊状，膜表面有大量核糖体附着易位子：直径易位子：直径8.5nm, 通道通道2nm，内质网膜上的蛋白复合体，内质网膜上的蛋白复合体 通道，与新合成的多肽进入内质网有关通道，与新合成的多肽进入内质网有关主要功能：合成分泌性主要功能：合成分泌性pr和多种膜和多种膜pr旺盛合成分泌蛋白的细胞分布多旺盛合成分

8、泌蛋白的细胞分布多 浆细胞、胰腺细胞、肝细胞浆细胞、胰腺细胞、肝细胞旺盛合成膜的细胞分布多旺盛合成膜的细胞分布多 成熟中的卵细胞、视杆细胞成熟中的卵细胞、视杆细胞未成熟或未分化的细胞分布少未成熟或未分化的细胞分布少 干细胞、胚胎细胞干细胞、胚胎细胞在一些特化细胞中丰富在一些特化细胞中丰富 肝细胞：产生脂蛋白、解毒肝细胞：产生脂蛋白、解毒 肾上腺皮质细胞：肾上腺皮质细胞： 肾上腺皮质激素肾上腺皮质激素 睾丸间质细胞和卵巢黄体细胞：雄激素和雌激素睾丸间质细胞和卵巢黄体细胞：雄激素和雌激素 骨骼肌（肌质网）：钙库骨骼肌（肌质网）：钙库 视网膜色素上皮细胞（髓样体）：利用光能视网膜色素上皮细胞（髓样体

9、）：利用光能糙面内质网上有糙面内质网上有20种以上蛋白与光面内质网不同种以上蛋白与光面内质网不同2.光面内质网（光面内质网（smooth endoplasmic reticulum,ser,ser）常为分支管状，形成较为复杂的立体结构，表面常为分支管状，形成较为复杂的立体结构，表面没有核糖体附着没有核糖体附着主要功能：合成脂质的重要场所，区域较小，往主要功能：合成脂质的重要场所，区域较小，往 往作为出芽的位点往作为出芽的位点由喹啉蓝荧光染料染色的细胞在荧光显微镜下显示的内质网结构由喹啉蓝荧光染料染色的细胞在荧光显微镜下显示的内质网结构糙面内质网的形态糙面内质网的形态光面内质网的形态光面内质网的

10、形态3.微粒体（微粒体（microsome）在细胞匀浆和超速离心过程中，由破碎的内质网形成的近似球形的在细胞匀浆和超速离心过程中，由破碎的内质网形成的近似球形的囊泡结构，包括内质网膜与核糖体，具有蛋白质合成、糖基化和脂质合囊泡结构，包括内质网膜与核糖体，具有蛋白质合成、糖基化和脂质合成的功能。成的功能。人工产物人工产物4.内质网与细胞内其它细胞器的关系内质网与细胞内其它细胞器的关系 与细胞膜相连：甚至有管道相通与细胞膜相连：甚至有管道相通 与外层核膜相接：内质网腔与核周隙相通与外层核膜相接：内质网腔与核周隙相通 与高尔基体在结构、功能与发生上关系密切与高尔基体在结构、功能与发生上关系密切 re

11、r与线粒体紧密相依：与线粒体紧密相依： 过去：供能过去：供能 最近：与脂质的相互交换及最近：与脂质的相互交换及ca2+释放的调节关系密切释放的调节关系密切 er的分布与微管走向一致的分布与微管走向一致（核膜内质网高尔基体质膜）（核膜内质网高尔基体质膜）（二）内质网的功能（二）内质网的功能1.蛋白质的合成蛋白质的合成糙面内质网的主要功能糙面内质网的主要功能蛋白质合成始于细胞质基质，但部分很快转至内质网膜蛋白质合成始于细胞质基质，但部分很快转至内质网膜上。上。 在内质网上合成的蛋白质包括在内质网上合成的蛋白质包括 向细胞外分泌的蛋白质向细胞外分泌的蛋白质胰腺细胞胰腺细胞-酶，浆细胞酶，浆细胞-抗体

12、，内分泌腺抗体，内分泌腺-激素激素以分泌泡的形式通过胞吐作用输送到细胞外以分泌泡的形式通过胞吐作用输送到细胞外 膜整合蛋白膜整合蛋白细胞质膜、内质网膜、高尔基体膜、溶酶体膜细胞质膜、内质网膜、高尔基体膜、溶酶体膜 内膜系统细胞器中的可溶性驻留蛋白内膜系统细胞器中的可溶性驻留蛋白 需要加工、修饰的蛋白需要加工、修饰的蛋白蛋白质转移到内质网上的合成蛋白质转移到内质网上的合成2.脂质合成脂质合成光面内质网的主要功能光面内质网的主要功能内质网合成构成细胞所需要的包括磷脂和胆固醇在内质网合成构成细胞所需要的包括磷脂和胆固醇在内的几乎全部膜脂，最主要的磷脂是卵磷脂。内的几乎全部膜脂，最主要的磷脂是卵磷脂。

13、磷脂酰胆碱的合成过程磷脂酰胆碱的合成过程转位酶转位酶er腔面腔面合成的新磷脂合成的新磷脂一面扩大一面扩大翻转的磷脂分子翻转的磷脂分子两侧面都扩大两侧面都扩大基质基质新合成磷脂的运输：新合成磷脂的运输：出芽方式转运：出芽方式转运：水溶性载体蛋白（磷脂转换蛋白，水溶性载体蛋白（磷脂转换蛋白，pep）：）：内质网内质网高尔基体高尔基体溶酶体溶酶体细胞质膜细胞质膜内质网内质网线粒体线粒体过氧化物酶体过氧化物酶体3.蛋白质的修饰与加工蛋白质的修饰与加工主要化学修饰：糖基化、羟基化、酰基化、二硫键的形成主要化学修饰：糖基化、羟基化、酰基化、二硫键的形成在内质网的腔面，寡糖链连接在插入膜内的磷酸多萜醇在内质

14、网的腔面，寡糖链连接在插入膜内的磷酸多萜醇上，当与糖基化有关的氨基酸残基出现后，通过膜上的上，当与糖基化有关的氨基酸残基出现后，通过膜上的糖基转移酶，将寡糖基由磷酸多萜醇转移到相应的天冬糖基转移酶，将寡糖基由磷酸多萜醇转移到相应的天冬氨酸残基上。氨酸残基上。n连接的糖基化连接的糖基化 糖糖:n乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺 氨基酸：天冬氨酸氨基酸：天冬氨酸 发生部位：内质网发生部位：内质网(rer)o连接的糖基化连接的糖基化 糖：糖：n乙酰半乳糖胺乙酰半乳糖胺 氨基酸：丝氨酸、苏氨酸、氨基酸：丝氨酸、苏氨酸、 羟赖氨酸、羟脯氨酸羟赖氨酸、羟脯氨酸 发生部位：高尔基体（主要）发生部位：高尔基体（主要）

15、细胞质基质中只发现少数几种简单的糖基化细胞质基质中只发现少数几种简单的糖基化n-连接的糖基化连接的糖基化粗面内质网上粗面内质网上n-连接寡糖的合成过程连接寡糖的合成过程粗面内质网上粗面内质网上n-连接寡糖的合成过程连接寡糖的合成过程酰基化酰基化 发生在内质网的胞质侧发生在内质网的胞质侧 软脂酸共价结合在跨膜蛋白的半胱氨酸残基上软脂酸共价结合在跨膜蛋白的半胱氨酸残基上 高尔基体、膜蛋白向细胞膜的转移中也发生类似高尔基体、膜蛋白向细胞膜的转移中也发生类似 的酰基化的酰基化另外，在内质网上还发生羟基化和二硫键形成等另外，在内质网上还发生羟基化和二硫键形成等4.新生多肽的折叠与组装新生多肽的折叠与组装

16、二硫键异构酶二硫键异构酶加快新合成的加快新合成的pr重新形成二硫键，重新形成二硫键，并正确折叠并正确折叠不能正确折叠的畸形肽、未组装成寡聚体的亚单位不能正确折叠的畸形肽、未组装成寡聚体的亚单位识别后，通过识别后，通过sec61p复合体转移至细胞质基质，泛复合体转移至细胞质基质，泛素化后被蛋白酶体降解素化后被蛋白酶体降解不正确折叠的蛋白、未组装好的亚单位不正确折叠的蛋白、未组装好的亚单位被结合蛋白（被结合蛋白（binding protein，bip）识别，促进）识别，促进其重新折叠和组装其重新折叠和组装二硫键异构酶、二硫键异构酶、bip等蛋白具有等蛋白具有4肽驻留信号，留在内质网中肽驻留信号，留

17、在内质网中-lys-asp-glu-leu-cookdel or hdelbip(结合蛋白结合蛋白):与折叠不正常的肽链结合，予以滞留与折叠不正常的肽链结合，予以滞留 。5.内质网的其他功能内质网的其他功能 合成脂蛋白（外输性）合成脂蛋白（外输性）肝细胞中的肝细胞中的ser 解毒功能解毒功能肝细胞中的肝细胞中的ser 如：细胞色素如：细胞色素p450家族酶系（又称加单氧酶系、羟化酶系）家族酶系（又称加单氧酶系、羟化酶系） 由一些氧化还原酶构成，是电子传递系统，但不与由一些氧化还原酶构成，是电子传递系统，但不与 atp合成相偶连合成相偶连 不溶于水的废物、代谢产物不溶于水的废物、代谢产物 细胞色

18、素细胞色素p450家族酶系家族酶系 羟基化羟基化 尿液排出尿液排出 合成固醇类激素合成固醇类激素睾丸间质细胞的睾丸间质细胞的ser 储存储存ca2+肌细胞中的肌细胞中的ser 为细胞质基质中的为细胞质基质中的pr、酶提供附着点、酶提供附着点 储存、运输物质，能量与信息传递，细胞的支持和运动储存、运输物质，能量与信息传递，细胞的支持和运动等作用等作用。 （三）内质网与基因表达的调控（三）内质网与基因表达的调控异常：未折叠蛋白质超量积累异常：未折叠蛋白质超量积累 折叠好膜蛋白超量积累折叠好膜蛋白超量积累 内质网膜脂成分变化内质网膜脂成分变化内质网内质网核信号转导途径核信号转导途径特异基因表达特异基

19、因表达内质网功能正常内质网功能正常正常：蛋白质正常：蛋白质er中中调控调控折叠、装配、加工、包装、转运折叠、装配、加工、包装、转运二、高尔基体的形态结构与功能二、高尔基体的形态结构与功能高尔基体，又叫高尔基器、高尔基复合体高尔基体，又叫高尔基器、高尔基复合体（一）高尔基体的形态结构与极性（一）高尔基体的形态结构与极性1.形态结构形态结构 多由多由4-8个排列整齐的扁平膜囊堆叠在一起，呈弓个排列整齐的扁平膜囊堆叠在一起，呈弓形、半球形或球形。膜囊直径形、半球形或球形。膜囊直径1um，中间窄，周缘呈，中间窄，周缘呈状），扁囊间距状），扁囊间距1530nm。膜囊周围有大量大小不等。膜囊周围有大量大小

20、不等的囊泡结构。的囊泡结构。2.极性细胞器极性细胞器位置与方向恒定位置与方向恒定物质运输有方向性：一侧进入，另一侧输出物质运输有方向性：一侧进入，另一侧输出形成面、顺面（形成面、顺面（cis face）成熟面、反面（成熟面、反面（trans face）靠近细胞核靠近细胞核面向细胞膜面向细胞膜3. 4种标志性细胞化学反应种标志性细胞化学反应 嗜锇反应嗜锇反应cis面面 焦磷酸硫胺素酶（焦磷酸硫胺素酶（tpp酶）酶）trans面面12层膜囊层膜囊 胞嘧啶单核苷酸酶（胞嘧啶单核苷酸酶（cmp酶）酶）trans面膜囊状和管状结构面膜囊状和管状结构溶酶体的标志性酶溶酶体的标志性酶 烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸

21、酶（烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶（nadp酶）酶）/甘露糖酶甘露糖酶中间扁平膜囊中间扁平膜囊4. 3个组成部分个组成部分 高尔基体顺面膜囊或顺面高尔基体官网状结构（高尔基体顺面膜囊或顺面高尔基体官网状结构（cgn）接受内质网新合成的物质，分类接受内质网新合成的物质，分类大部分大部分进入中间膜囊进入中间膜囊小部分小部分pr和脂质和脂质返回内质网返回内质网kdel or hdel其他其他丝氨酸发生丝氨酸发生o-连接糖基化连接糖基化跨膜跨膜pr细胞质基质侧酰基化细胞质基质侧酰基化 中间膜囊中间膜囊糖基修饰、糖脂的形成、与高尔基体有关的多糖的合成糖基修饰、糖脂的形成、与高尔基体有关的多糖的合成 高尔基体反

22、面膜囊及反面高尔基体官网状结构（高尔基体反面膜囊及反面高尔基体官网状结构（tgn）蛋白的分类和包装、输出蛋白的分类和包装、输出晚期的蛋白质修饰（半乳糖晚期的蛋白质修饰（半乳糖2，6位的唾液酸化、蛋白位的唾液酸化、蛋白质酪氨酸残基的硫酸化、蛋白原的水解加工作用）质酪氨酸残基的硫酸化、蛋白原的水解加工作用）瓣膜作用：保证物质单方向转运瓣膜作用：保证物质单方向转运高尔基体高尔基体5. 化学组成：化学组成： 高尔基体膜含有大约高尔基体膜含有大约60%的蛋白和的蛋白和40%的脂类，具有一的脂类，具有一些和些和er共同的蛋白成分。共同的蛋白成分。 膜脂中磷脂酰胆碱的含量介于膜脂中磷脂酰胆碱的含量介于er和

23、质膜之间，中性脂类和质膜之间，中性脂类主要包括胆固醇，胆固醇酯和甘油三酯。主要包括胆固醇，胆固醇酯和甘油三酯。 高尔基体中的酶主要有糖基转移酶、磺基高尔基体中的酶主要有糖基转移酶、磺基-糖基转移酶糖基转移酶、氧化还原酶、磷酸酶、蛋白激酶、甘露糖苷酶、转移酶和、氧化还原酶、磷酸酶、蛋白激酶、甘露糖苷酶、转移酶和磷脂酶等不同的类型。磷脂酶等不同的类型。（二）高尔基体的功能（二）高尔基体的功能 对内质网合成的多种蛋白质进行加工、分类与对内质网合成的多种蛋白质进行加工、分类与包装，分门别类地运送到细胞特定的部位或分泌到包装，分门别类地运送到细胞特定的部位或分泌到细胞外细胞外 一部分在内质网上合成的脂质

24、经过高尔基体向一部分在内质网上合成的脂质经过高尔基体向细胞质膜和溶酶体膜等部位运输细胞质膜和溶酶体膜等部位运输 糖类合成工厂糖类合成工厂1. 参与细胞的分泌活动参与细胞的分泌活动脉冲标记：证明脉冲标记：证明pr从内质网从内质网高尔基体高尔基体分泌泡分泌泡细胞外细胞外 负责对细胞合成的蛋白质进行加工，分类，并负责对细胞合成的蛋白质进行加工，分类，并运出，其过程是运出，其过程是er上合成蛋白质，进入上合成蛋白质，进入er腔，出腔，出芽形成囊泡，进入芽形成囊泡，进入cgn，在，在medial gdgi中加工，中加工，在在tgn形成囊泡，囊泡与质膜融合、排出。形成囊泡，囊泡与质膜融合、排出。如何对如何

25、对pr进行分类和转运？进行分类和转运？例子：溶酶体中的酶例子：溶酶体中的酶m6p分选信号分选信号e在内质网上糖基化在内质网上糖基化（n-连接）连接）e在高尔基体上磷酸化在高尔基体上磷酸化n-乙酰葡糖胺磷酸转移酶乙酰葡糖胺磷酸转移酶n-乙酰葡糖胺磷酸糖苷酶乙酰葡糖胺磷酸糖苷酶高尔基体反面膜囊上存在高尔基体反面膜囊上存在m6p受体，局部浓缩，出芽受体，局部浓缩，出芽依据蛋白上的信号肽或信号斑依据蛋白上的信号肽或信号斑i cell病：病：n-乙酰葡糖胺磷酸转移酶单基因缺失，不乙酰葡糖胺磷酸转移酶单基因缺失，不能合成能合成m6p，溶酶体的酶不能转运到溶酶体中。，溶酶体的酶不能转运到溶酶体中。糖链对糖链

26、对pr的分选不起决定作用，分选信息存在与基因本身的分选不起决定作用，分选信息存在与基因本身例子：例子：流感病毒包膜蛋白流感病毒包膜蛋白上皮细胞游离端细胞膜上皮细胞游离端细胞膜水泡性口炎病毒水泡性口炎病毒基底面细胞膜基底面细胞膜双酸分选信号：双酸分选信号：asp-x-gln (dxe)对蛋白质进行分选对蛋白质进行分选2. 蛋白质的糖基化及其修饰蛋白质的糖基化及其修饰n-连接的糖链合成起始于内质网，完成于高尔基体。连接的糖链合成起始于内质网，完成于高尔基体。 许多糖蛋白同时具有许多糖蛋白同时具有n-连接的糖链和连接的糖链和o-连接的糖链。连接的糖链。o-连接的糖基化在高尔基体中进行，通常第一个连接

27、上去连接的糖基化在高尔基体中进行，通常第一个连接上去的糖单元是的糖单元是n-乙酰半乳糖，连接的部位为乙酰半乳糖，连接的部位为ser、thr和和hyp的的oh基团，然后逐次将糖基转移上去形成寡糖链。基团，然后逐次将糖基转移上去形成寡糖链。 糖基化的结果使不同的蛋白质打上不同的标记，改变糖基化的结果使不同的蛋白质打上不同的标记，改变多肽的构象和增加蛋白质的稳定性。多肽的构象和增加蛋白质的稳定性。 在高尔基体上还可以将一至多个氨基聚糖链通过木在高尔基体上还可以将一至多个氨基聚糖链通过木糖安装在核心蛋白的丝氨酸残基上，形成蛋白聚糖。这糖安装在核心蛋白的丝氨酸残基上，形成蛋白聚糖。这类蛋白有些被分泌到细

28、胞外形成细胞外基质或粘液层，类蛋白有些被分泌到细胞外形成细胞外基质或粘液层，有些锚定在膜上。有些锚定在膜上。 内质网和高尔基体中与糖基化和寡糖加工有关的内质网和高尔基体中与糖基化和寡糖加工有关的酶都是整合膜蛋白。酶都是整合膜蛋白。糖基化的功能糖基化的功能(1) 维持膜的不对称性维持膜的不对称性(2) 影响多肽构象，协助蛋白质的折叠和转运影响多肽构象，协助蛋白质的折叠和转运 (3) 增强蛋白质的稳定性，保护蛋白免受蛋白酶的降解增强蛋白质的稳定性，保护蛋白免受蛋白酶的降解 (4) 为蛋白质打上不同标记，作为蛋白的分选信号为蛋白质打上不同标记，作为蛋白的分选信号(5) 作为细胞表面受体参与细胞间识别

29、作为细胞表面受体参与细胞间识别寡糖在内质网和高尔基体上的合成寡糖在内质网和高尔基体上的合成寡糖在内质网和高尔基体上的合成寡糖在内质网和高尔基体上的合成3. 蛋白酶的水解蛋白酶的水解成为有活性的多肽成为有活性的多肽 在糙面内质网中切除信号肽，即成为有活性的成熟多肽在糙面内质网中切除信号肽，即成为有活性的成熟多肽某些生长因子、病毒的包膜蛋白某些生长因子、病毒的包膜蛋白 在高尔基体的在高尔基体的tgn或或tgn形成的分泌小泡中，形成的分泌小泡中，在蛋白水解酶的作用下特异水解，成为有活性的在蛋白水解酶的作用下特异水解，成为有活性的多肽多肽如多肽激素、神经多肽如多肽激素、神经多肽蛋白质在高尔基体中的酶解

30、方式：蛋白质在高尔基体中的酶解方式： 切除切除n端序列或同时切除端序列或同时切除n端和端和c端序列端序列胰岛素、胰高血糖素、血清蛋白胰岛素、胰高血糖素、血清蛋白 含有多个相同含有多个相同aa序列的前体，在高尔基体中水解成序列的前体，在高尔基体中水解成同种多肽同种多肽神经肽神经肽 一个蛋白质前体中含有不同的信号序列，加工方式一个蛋白质前体中含有不同的信号序列，加工方式不同产生不同中的多肽不同产生不同中的多肽(阿片黑皮质素前体阿片黑皮质素前体)促黑促黑(素细胞素细胞)激素激素内啡肽内啡肽促脂解素促脂解素(促肾上腺皮质激素促肾上腺皮质激素)神经肽神经肽加工方式多样性的可能原因：加工方式多样性的可能原

31、因： 确保小肽分子的有效合成确保小肽分子的有效合成 弥补缺少包装并转运到分泌泡中的必要信号弥补缺少包装并转运到分泌泡中的必要信号 有效防止这些活性物质在合成它的细胞内起作用有效防止这些活性物质在合成它的细胞内起作用4. 参与膜的转化参与膜的转化 高尔基体的膜无论是厚度还是在化学组成上都处高尔基体的膜无论是厚度还是在化学组成上都处于内质网和质膜之间，因此高尔基体在进行着膜转化于内质网和质膜之间，因此高尔基体在进行着膜转化的功能，在内质网上合成的新膜转移至高尔基体后，的功能，在内质网上合成的新膜转移至高尔基体后，经过修饰和加工，形成运输泡与质膜融合，使新形成经过修饰和加工，形成运输泡与质膜融合，使

32、新形成的膜整合到质膜上。的膜整合到质膜上。5. 硫酸化在高尔基体中进行硫酸化在高尔基体中进行下节课内容三、溶酶体的形态结构与功能三、溶酶体的形态结构与功能发现：先差速离心，后形态观察发现：先差速离心，后形态观察 （1955年，年，de duve & novikoff）溶酶体（溶酶体（lysosome）：）：由单层膜围绕，内含多种由单层膜围绕，内含多种类的囊泡状细胞器，主要功能是进行细胞内的消化作用。类的囊泡状细胞器，主要功能是进行细胞内的消化作用。对维持细胞正常代谢活动及防御等方面起重要作用，在对维持细胞正常代谢活动及防御等方面起重要作用，在病理学中具有重要意义。病理学中具有重要意义。

33、酸性水解酶酸性水解酶膜上有膜上有h+-pumps, ph 5.0多种载体蛋白，向外转运水解产物多种载体蛋白，向外转运水解产物膜蛋白高度糖基化膜蛋白高度糖基化（一）溶酶体的形态结构与类型（一）溶酶体的形态结构与类型溶酶体是异质性的细胞器（形态大小、包含的水解酶种类）溶酶体是异质性的细胞器（形态大小、包含的水解酶种类）初级溶酶体初级溶酶体次级溶酶体次级溶酶体 残余残余(小小)体体（后溶酶体）（后溶酶体）0.2-0.5um，内容物均一，无明显，内容物均一，无明显颗粒物质，含多种水解酶颗粒物质，含多种水解酶(酸性水解酸性水解酶酶)，最适，最适ph 5，ph 7失活失活自噬溶酶体自噬溶酶体异噬溶酶体异噬

34、溶酶体内含生物大分子、颗内含生物大分子、颗粒、膜片甚至细胞器，粒、膜片甚至细胞器，形态不规则，直径达形态不规则，直径达几纳米几纳米未消化物质残存在溶酶体中，通过未消化物质残存在溶酶体中，通过类似胞吐方式排出内容物类似胞吐方式排出内容物残余小体中的物质也可在细胞内可形成脂褐质色素颗粒，残余小体中的物质也可在细胞内可形成脂褐质色素颗粒，形成老年斑形成老年斑初级溶酶体初级溶酶体残余（小）体残余（小）体次级溶酶体次级溶酶体（二）溶酶体的功能（二）溶酶体的功能消化消化1. 清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老损伤清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老损伤和死亡的细胞和死亡的细胞细胞内消化细胞内消化

35、不需要的酶不需要的酶细胞器细胞器细胞细胞自噬泡自噬泡巨噬细胞巨噬细胞自噬溶酶体自噬溶酶体异噬溶酶体异噬溶酶体异噬泡异噬泡台台-萨氏萨氏(tay-sachs)（家族黑蒙性白病）（家族黑蒙性白病）溶酶体中溶酶体中 -氨基己糖脂酶氨基己糖脂酶a(-n-hexosaminidase a)缺失，缺失，gm2累积在脑细胞内，精神呆滞，累积在脑细胞内，精神呆滞，2-6岁死亡。岁死亡。类似疾病类似疾病储积症储积症隐性遗传病隐性遗传病溶酶体中充满了未降解的物质溶酶体中充满了未降解的物质2. 防御功能防御功能细胞外消化细胞外消化清除抗原清除抗原-抗体复合物及吞噬的细菌、病毒抗体复合物及吞噬的细菌、病毒巨噬细胞中自

36、由基与溶酶体共同杀菌巨噬细胞中自由基与溶酶体共同杀菌某些细胞特有的功能：巨噬细胞等吞噬细胞某些细胞特有的功能：巨噬细胞等吞噬细胞麻风杆菌、利什曼原虫：麻风杆菌、利什曼原虫：巨噬细胞中繁殖巨噬细胞中繁殖抑制吞噬泡酸化抑制吞噬泡酸化抑制酶的活性抑制酶的活性病毒：病毒：受体介导的胞吞作用侵入细胞受体介导的胞吞作用侵入细胞利用酸性环境释放病毒核壳利用酸性环境释放病毒核壳防御功能失灵防御功能失灵3. 其他重要的生理功能其他重要的生理功能 作为细胞内的消化作为细胞内的消化“器官器官”为细胞提供营养为细胞提供营养 分泌细胞中，参与分泌的调节过程分泌细胞中，参与分泌的调节过程 参与清除赘生性组织或退行性变化的

37、细胞：参与清除赘生性组织或退行性变化的细胞：蝌蚪尾巴的退化蝌蚪尾巴的退化 精子的顶体为特化的溶酶体，受精过程发生顶体反精子的顶体为特化的溶酶体，受精过程发生顶体反应，促进受精应，促进受精如将甲状腺球蛋白降解成有活性的甲状腺素。如将甲状腺球蛋白降解成有活性的甲状腺素。营养来自血液，内吞营养来自血液，内吞ldl、血清脂蛋白、血清脂蛋白动物细胞溶酶体系统示意图动物细胞溶酶体系统示意图（三）溶酶体的发生（三）溶酶体的发生识别信号：不是肽链，而是依赖溶酶体酶的识别信号：不是肽链，而是依赖溶酶体酶的 构象或三级结构形成构象或三级结构形成溶酶体蛋白溶酶体蛋白cis膜囊膜囊中间膜囊中间膜囊trans膜囊膜囊n

38、连接糖基化连接糖基化甘露糖甘露糖n-乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺磷酸磷酸去乙酰葡糖胺去乙酰葡糖胺形成形成受体结合受体结合出芽，形成初级溶酶体出芽，形成初级溶酶体1. 依赖依赖m6p的溶酶体分选途径的溶酶体分选途径溶酶体的发生过程溶酶体的发生过程2. 溶酶体蛋白的其他分选途径溶酶体蛋白的其他分选途径 依赖于依赖于m6p的分选途径的效率不高，部分含有的分选途径的效率不高，部分含有m6p标标志的溶酶体酶通过运输小泡直接分泌到细胞外。志的溶酶体酶通过运输小泡直接分泌到细胞外。 在细胞质膜上还存在依赖于钙离子的在细胞质膜上还存在依赖于钙离子的m6p受体，与胞受体，与胞外的溶酶体酶结合，通过受体介导的内吞作用，把

39、酶外的溶酶体酶结合，通过受体介导的内吞作用，把酶运送至前溶酶体中，运送至前溶酶体中， m6p受体返回细胞质膜，反复使受体返回细胞质膜，反复使用。用。 还存在不依赖于还存在不依赖于m6p的分选途径，如的分选途径，如t细胞溶酶体中的细胞溶酶体中的酶通过不依赖酶通过不依赖m6p的途径进入溶酶体。溶酶体膜上的的途径进入溶酶体。溶酶体膜上的蛋白不具有蛋白不具有m6p标志。标志。酸性磷酸酶酸性磷酸酶的分选也不涉及的分选也不涉及m6p途径途径鉴定溶酶体的主要标志酶鉴定溶酶体的主要标志酶（四）溶酶体与过氧化物酶体（四）溶酶体与过氧化物酶体过氧化物酶体（过氧化物酶体（peroxisome）又称微体（）又称微体（

40、microbody）由单层膜围绕的内含一种或几种氧化酶类的细胞器，由单层膜围绕的内含一种或几种氧化酶类的细胞器，由由j. rhodin（1954）首次在鼠肾小管上皮细胞中发现。）首次在鼠肾小管上皮细胞中发现。是一种具有异质性的细胞器，在不同生物及不同发育阶是一种具有异质性的细胞器，在不同生物及不同发育阶段有所不同。段有所不同。共同特点是内含一至多种依赖黄素（共同特点是内含一至多种依赖黄素（fad）的氧化酶和）的氧化酶和过氧化氢酶（标志酶），已发现过氧化氢酶（标志酶），已发现40多种氧化酶，如多种氧化酶，如l-氨氨基酸氧化酶，基酸氧化酶，d-氨基酸氧化酶等等，其中尿酸氧化酶氨基酸氧化酶等等，其中

41、尿酸氧化酶（urate oxidase）的含量极高，以至于在有些种类形成）的含量极高，以至于在有些种类形成酶结晶构成的核心。酶结晶构成的核心。人肝细胞过氧化物酶体人肝细胞过氧化物酶体小鼠肺细胞过氧化物酶体小鼠肺细胞过氧化物酶体 烟草叶肉细胞的过氧化物酶体烟草叶肉细胞的过氧化物酶体（中央具有尿酸氧化酶形成的晶体状核心）（中央具有尿酸氧化酶形成的晶体状核心）1. 过氧化物酶体与溶酶体的区别过氧化物酶体与溶酶体的区别2. 过氧化物酶体的功能过氧化物酶体的功能 解毒功能解毒功能依赖黄素的氧化酶的共性是将底物氧化后，生成过氧化氢。依赖黄素的氧化酶的共性是将底物氧化后，生成过氧化氢。rh2+o2r+h2o

42、2过氧化氢酶又可以利用过氧化氢，将其它底物氧化。过氧化氢酶又可以利用过氧化氢，将其它底物氧化。rh2+h2o2r+2h2o此外，当细胞中的此外，当细胞中的h2o2过剩时，过氧化氢酶亦可催化以下过剩时，过氧化氢酶亦可催化以下反应：反应：2h2o2 2h2o + o2r:酚、甲醛、甲酸和醇等有害物质酚、甲醛、甲酸和醇等有害物质 分解脂肪酸，向细胞之间提供热能分解脂肪酸，向细胞之间提供热能在动物中过氧化物酶体参与脂肪酸的在动物中过氧化物酶体参与脂肪酸的氧化氧化在植物中过氧化物酶体主要有：在植物中过氧化物酶体主要有：参与光呼吸作用，将光合作用的副产物乙醇酸氧化参与光呼吸作用，将光合作用的副产物乙醇酸氧

43、化为乙醛酸和过氧化氢，为乙醛酸和过氧化氢，在萌发的种子中，进行脂肪的在萌发的种子中，进行脂肪的-氧化，产生氧化，产生coa，经乙醛酸循环，加入三羧酸循环，将脂肪转变为葡萄经乙醛酸循环，加入三羧酸循环，将脂肪转变为葡萄糖。因涉及乙醛酸循环，又称乙醛酸循环体糖。因涉及乙醛酸循环，又称乙醛酸循环体（glyoxysome）。）。3. 过氧化物酶体的发生过氧化物酶体的发生 过氧化物酶体经分裂繁殖，与线粒体、叶绿体相似，过氧化物酶体经分裂繁殖，与线粒体、叶绿体相似，但不含但不含dna 过氧化物酶体蛋白有核基因编码，在基质中合成，过氧化物酶体蛋白有核基因编码，在基质中合成，之后转运到过氧化物酶体中之后转运到

44、过氧化物酶体中 进入过氧化物酶体需要在信号序列的指导下进行（进入过氧化物酶体需要在信号序列的指导下进行（pts） pts1多存在于多存在于c端端 pts2多存在于多存在于n端端 过氧化物酶体的膜脂可能在内质网合成过氧化物酶体的膜脂可能在内质网合成过氧化物酶体发生示意图过氧化物酶体发生示意图溶酶体与疾病溶酶体与疾病1矽肺矽肺 二氧化硅尘粒（矽尘）吸入肺泡后被巨噬细胞吞二氧化硅尘粒（矽尘）吸入肺泡后被巨噬细胞吞噬，含有矽尘的吞噬小体与溶酶体合并成为次级溶酶体。噬，含有矽尘的吞噬小体与溶酶体合并成为次级溶酶体。二氧化硅的羟基与溶酶体膜的磷脂或蛋白形成氢键，导二氧化硅的羟基与溶酶体膜的磷脂或蛋白形成氢

45、键，导致吞噬细胞溶酶体崩解，细胞本身也被破坏，矽尘释出，致吞噬细胞溶酶体崩解，细胞本身也被破坏，矽尘释出，后又被其他巨噬细内吞噬，如此反复进行。受损或已破后又被其他巨噬细内吞噬，如此反复进行。受损或已破坏的巨噬细胞释放坏的巨噬细胞释放“致纤维化因子致纤维化因子”，并激活成纤维细，并激活成纤维细胞，导致胶原纤维沉积，肺组织纤维化。胞，导致胶原纤维沉积，肺组织纤维化。2肺结核肺结核 结核杆菌不产生内、外毒素，也无荚膜和侵袭结核杆菌不产生内、外毒素，也无荚膜和侵袭性酶。但是菌体成分硫酸脑苷脂能抵抗胞内溶酶体的性酶。但是菌体成分硫酸脑苷脂能抵抗胞内溶酶体的溶菌杀伤作用，使结核杆菌在肺泡内大量生长繁殖，溶菌杀伤作用，使结核杆菌在肺泡内大量