细胞生物学 07 细胞内膜系统(新)

1、第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统 主讲主讲 李桂兰李桂兰第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统vMembranes divide the cytoplasm of eukaryotic cells into distinct compartments. Three categories in eukaryotic cells: (1) the cytosol. (2) the endomembrane system: ER, Golgi complex, Lys., secretory vesicles. (3) mitochondria, chlo

2、roplasts, peroxisomes, and the nucleus. vMembrane-bound structures (organelles) are found in all eukaryotic cells.第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统一、细胞质基质的概念一、细胞质基质的概念F主要是指细胞质内除去可分辨的细胞器和内主要是指细胞质内除去可分辨的细胞器和内含物以外的、较为均质半透明的胶状物含物以外的、较为均质半透明的胶状物质。质。细胞内的液态基质细胞内的液态基质F胞质溶胶胞质溶胶P171第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统二、细胞质基质的组织形式二、细胞质基质的组织

3、形式F水：水：大部分为大部分为结合水结合水，小部分游离存在，作为溶剂。，小部分游离存在，作为溶剂。F蛋白质：蛋白质：直接或间接与细胞骨架或生物膜结合，直接或间接与细胞骨架或生物膜结合，并并不是以溶解状态存在不是以溶解状态存在。蛋白质之间或与其他大分子蛋白质之间或与其他大分子之间可相互作用，形成多酶复合体，定位在细胞质之间可相互作用，形成多酶复合体，定位在细胞质基质的特定部位。基质的特定部位。FmRNAmRNA的区域性分布的区域性分布第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统F细胞质基质是一个复杂但高度有序的处于动细胞质基质是一个复杂但高度有序的处于动态平衡的结构体系。态平衡的结构体系。F结构体系维

4、持的条件：细胞骨架体系、高浓结构体系维持的条件：细胞骨架体系、高浓度的蛋白质、特定的离子环境。度的蛋白质、特定的离子环境。三、细胞质基质的结构特征三、细胞质基质的结构特征第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统四、细胞质基质的涵义四、细胞质基质的涵义F见见P172 第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统五、细胞质基质的功能五、细胞质基质的功能F完成各种中间代谢过程完成各种中间代谢过程F与细胞质骨架相关的功能与细胞质骨架相关的功能F蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解、蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解、帮助帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠成正确的变性或错误折叠的蛋白质重新折叠成正确的分子构象分子构象

5、第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统F细胞内膜系统是指在结构、功能以及发细胞内膜系统是指在结构、功能以及发生上相互关联、由膜包被的细胞器或细生上相互关联、由膜包被的细胞器或细胞结构，主要包括内质网、高尔基体、胞结构，主要包括内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体和分泌泡等。溶酶体、胞内体和分泌泡等。第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统1 1、与内质网相关的几个概念、与内质网相关的几个概念F动动质：质：最早期对内质网的描述。最早期对内质网的描述。 F内内质网：质网：电镜下位于细胞内质的网状结构。电镜下位于细胞内质的网状结构。F微粒体微粒体：细胞匀浆超速离心过程的细胞匀浆超速离心过程的人工产物人工产

6、物。第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统F1897年，年，Ganier在光学显微镜下发现，细胞中存在一在光学显微镜下发现，细胞中存在一个嗜碱性条形和丝状结构的特化区，且经常处于变化个嗜碱性条形和丝状结构的特化区，且经常处于变化中中. 这种结构的变化与细胞的活动状态和动物的生理这种结构的变化与细胞的活动状态和动物的生理状态有关状态有关。Ganier将这种经常处于变化中的结构称为将这种经常处于变化中的结构称为动质动质(ergastoplasm)。F嗜碱性丝状结构是内质网结合核糖体正在合成蛋白质嗜碱性丝状结构是内质网结合核糖体正在合成蛋白质的形态反映。的形态反映。第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜

7、系统F1945年年,K.R.Porter等在培养的细胞中初次等在培养的细胞中初次观察到细胞内质部分的网状结构，并建议观察到细胞内质部分的网状结构，并建议命名为内质网。以后发现其不仅仅存在于命名为内质网。以后发现其不仅仅存在于内质部位。内质部位。第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统F微粒体不是细胞内的一种固有结构，而是细胞匀浆微粒体不是细胞内的一种固有结构，而是细胞匀浆和差速离心过程中，由破碎的内质网形成的近似球和差速离心过程中，由破碎的内质网形成的近似球形的囊泡结构，包含内质网膜与核糖体两种基本成形的囊泡结构，包含内质网膜与核糖体两种基本成分。分。F微粒体仍具有内质网的基本特征；粗面微粒体仍

8、保微粒体仍具有内质网的基本特征；粗面微粒体仍保留留RER所具备的功能所具备的功能第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统2 2、内质网的形态结构、内质网的形态结构F透射电镜结构：平行的双层膜状，两层膜间的间距透射电镜结构：平行的双层膜状，两层膜间的间距不等，或者是小管泡状。不等，或者是小管泡状。F扫描电镜下的三维结构：扁平囊状、泡状或管网状。扫描电镜下的三维结构：扁平囊状、泡状或管网状。F内质网为一连续的系统。内质网为一连续的系统。F 完整细胞内的内质网在细胞核周围形成了网状的完整细胞内的内质网在细胞核周围形成了网状的三维结构，在细胞质内铺展成树枝状，形成了复杂三维结构，在细胞质内铺展成树枝状，

9、形成了复杂的网络。的网络。MTendoplasmic reticulumGolgi apparatusnucleuscentrosomeMT maintain the placement of various organelles第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统内质网膜约占细胞总膜面积的一半，是真核细胞中最内质网膜约占细胞总膜面积的一半，是真核细胞中最多的膜。内质网是单层膜构成的封闭的网状管道系统。多的膜。内质网是单层膜构成的封闭的网状管道系统。FER膜中含大约膜中含大约60%的蛋白和的蛋白和40%的脂类，脂类主要成分为磷的脂类，脂类主要成分为磷脂，磷脂酰胆碱含量较高，鞘磷脂含量较少，没

10、有或很少含脂，磷脂酰胆碱含量较高，鞘磷脂含量较少，没有或很少含胆固醇。胆固醇。ER约有约有30多种膜结合蛋白，另有多种膜结合蛋白，另有30多种位于内质多种位于内质网腔，这些蛋白的分布具有异质性，如网腔，这些蛋白的分布具有异质性，如:葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶，普磷酸酶，普遍存在于内质网，被认为是标志酶，核糖体结合糖蛋白遍存在于内质网，被认为是标志酶，核糖体结合糖蛋白（ribophorin）只分布在）只分布在RER，P450酶系只分布在酶系只分布在SER。第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统3 3、内质网的基本类型、内质网的基本类型F两种基本类型两种基本类型：rER和和sER rER：多为扁囊状

11、。：多为扁囊状。 sER：多为分支管网状，形成立体结构。：多为分支管网状，形成立体结构。第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统 ER是细胞内蛋白质与脂类合成的基地，是细胞内蛋白质与脂类合成的基地，几乎全部脂类几乎全部脂类和多种重要蛋白都是在内质网合成的。和多种重要蛋白都是在内质网合成的。1、糙面内质网的主要功能：蛋白质的合成、糙面内质网的主要功能：蛋白质的合成2、光面内质网是脂质合成的重要场所、光面内质网是脂质合成的重要场所3、蛋白质的修饰加工、蛋白质的修饰加工4、新生肽的折叠与装配、新生肽的折叠与装配5、其他功能：合成固醇类激素、解毒、参与糖原代谢、其他功能：合成固醇类激素、解毒、参与糖原代

12、谢、储存储存Ca+等。等。第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统1 1、蛋白质合成功能、蛋白质合成功能分泌性的蛋白质分泌性的蛋白质 膜整合蛋白膜整合蛋白内膜系统细胞器内可溶性驻留蛋白内膜系统细胞器内可溶性驻留蛋白第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统F大多数膜质在内质网合成大多数膜质在内质网合成F 两类例外两类例外: :(1)(1)鞘磷脂和糖脂鞘磷脂和糖脂 ( (开始于开始于 ERER中中; ; 在在 GolgiGolgi中完成中完成); ); (2) (2) 叶绿体和线粒体特有的某些脂类物质由自身合成叶绿体和线粒体特有的某些脂类物质由自身合成. .F膜脂的转运：膜脂的转运： 出芽转运：出芽转

13、运：ERGCERGC、LyLy、PMPM 磷脂转运蛋白（磷脂转运蛋白（PEPPEP）转运：）转运：ERother ERother organellesorganelles（including Mit and Chlincluding Mit and Chl）第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统糖基化的第一步是将一个糖基化的第一步是将一个1414糖的核心寡聚糖添加到新形成多肽链糖的核心寡聚糖添加到新形成多肽链的天冬氨酸上，其氨基酸的特征序列是的天冬氨酸上，其氨基酸的特征序列是Asn-XSer/Thr(XAsn-XSer/Thr(X代表任何代表任何一种氨基酸一种氨基酸), ), 由于糖是同天冬酰

14、胺的自由由于糖是同天冬酰胺的自由NHNH2 2连接，所以将这种糖连接，所以将这种糖基化称为基化称为N-N-连接的糖基化连接的糖基化在在ERER中主要发生中主要发生N N连接的糖基化连接的糖基化所有所有N N连接的寡糖链都有一个共同的连接的寡糖链都有一个共同的1414个糖残基的个糖残基的前体前体( (NAc2Man9Glc3NAc2Man9Glc3）所有成熟的所有成熟的N N连接的寡糖链都有共同内核连接的寡糖链都有共同内核NAG2Man3NAG2Man3第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统F内质蛋白内质蛋白(endoplasmin) 、钙网蛋白、钙网蛋白(calreticulin) 、免疫球蛋

15、白重链结合蛋白、免疫球蛋白重链结合蛋白Bip，蛋白质二硫化物异构酶蛋白质二硫化物异构酶PDI等。等。F网质蛋白参与了蛋白质的折叠和网质蛋白参与了蛋白质的折叠和Ca+的贮存，的贮存，另外对维持内质网的结构与功能也具有重要作用另外对维持内质网的结构与功能也具有重要作用第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统1、高尔基体的形态结构、高尔基体的形态结构F形态不一、大小多变的囊泡体系形态不一、大小多变的囊泡体系第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统 F靠近细胞核的一面称为顺面或称形成面；靠近细胞核的一面称为顺面或称形成面；F高尔基体中间膜囊高尔基体中间膜囊; F靠近细胞质膜的一面称为反面或成熟面。靠近细胞

16、质膜的一面称为反面或成熟面。FCis Golgi:接受来自内质网的物质接受来自内质网的物质,进行分类和初步修饰进行分类和初步修饰Fmedial Golgi:蛋白质的糖基化修饰、糖脂合成、多糖合成等蛋白质的糖基化修饰、糖脂合成、多糖合成等Ftrans Golgi and TGN:蛋白质的分类、包装，蛋白质的进一步修蛋白质的分类、包装，蛋白质的进一步修饰加工，最后输出高尔基体饰加工，最后输出高尔基体第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统3.1 参与细胞的分泌活动参与细胞的分泌活动F蛋白质分类加工包装定向转运蛋白质分类加工包装定向转运 对蛋白质的分类，依据蛋白质上的信号肽或信号对蛋白质的分类，依据蛋

17、白质上的信号肽或信号斑。斑。 脉冲标记、放射自显影技术脉冲标记、放射自显影技术第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统例：溶酶体酶例：溶酶体酶M6PM6P标记的形成及分类包装标记的形成及分类包装溶酶体酶溶酶体酶ERER中中N-N-连接的糖基化连接的糖基化Golgi 体顺面体顺面磷酸转移酶识别信号斑磷酸转移酶识别信号斑M6P被被Golgi 体反面体反面M6P受体受体I细胞病：细胞病： N-已酰葡萄糖胺磷酸转移酶基因缺损，已酰葡萄糖胺磷酸转移酶基因缺损，不能合成不能合成M6P第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统例：内质网驻留蛋白的识别例：内质网驻留蛋白的识别l-Lys-Lys（or Hisor H

18、is）- -Asp-Glu-Leu-COOAsp-Glu-Leu-COO- -（KDELKDEL或或HDELHDEL信号序列）信号序列）内质网驻留蛋白的信号序内质网驻留蛋白的信号序列列l高尔基体顺面膜上具有高尔基体顺面膜上具有KDELKDEL的受体。的受体。第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统F对来自内质网对来自内质网N-连接的糖链进一步修饰加工连接的糖链进一步修饰加工 高甘露糖高甘露糖N-连接寡糖链连接寡糖链 复杂的复杂的N-连接寡糖链连接寡糖链FO-连接的糖基化主要在高尔基体中进行连接的糖基化主要在高尔基体中进行 O-linked:与丝氨酸或苏氨酸或羟脯氨酸的羟基氧原子相连与丝氨酸或苏氨

19、酸或羟脯氨酸的羟基氧原子相连 多种酶催化多种酶催化所有所有N连接的寡糖链都有一个共同的连接的寡糖链都有一个共同的14个糖残基的前体个糖残基的前体(NAc2Man9Glc3）所有成熟的所有成熟的N连接的寡糖链都有共同内核连接的寡糖链都有共同内核NAG2Man3第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统 特点：没有模板，多种酶催化特点：没有模板，多种酶催化 意义意义 作为蛋白质分选的标志作为蛋白质分选的标志 帮助蛋白质正确折叠，增加蛋白质的稳定性帮助蛋白质正确折叠，增加蛋白质的稳定性 作为细胞保护性外被作为细胞保护性外被 调节细胞的信号传递调节细胞的信号传递第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统第七章

20、第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统F溶酶体：溶酶体：动物细胞中动物细胞中，单层膜单层膜围绕，内含多种围绕，内含多种酸酸 性水解酶性水解酶的囊泡状细胞器。主要进行细胞内的囊泡状细胞器。主要进行细胞内的消化作用。的消化作用。 植物细胞中的植物细胞中的类似功能结构：圆球体以及植类似功能结构：圆球体以及植物中央液泡物中央液泡第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统1.1 溶酶体是一种异质性的细胞器溶酶体是一种异质性的细胞器 Primary lysosomes：初级溶酶体：初级溶酶体 Second lysosomes：次级溶酶体：次级溶酶体 heterophagic：异噬性溶酶体：异噬性溶酶体 autoph

21、agic：自噬性溶酶体：自噬性溶酶体-Residual body：残余体：残余体第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统F溶酶体内含有溶酶体内含有50多种酶类多种酶类,这些酶的最适这些酶的最适pH值是值是5.0, 故均为故均为酸性水解酶酸性水解酶F溶酶体酶的共同特征溶酶体酶的共同特征, 即它们的寡糖链都有即它们的寡糖链都有磷酸磷酸化甘露糖残基（化甘露糖残基（M6P）。F酸性磷酸酶酸性磷酸酶是溶酶体常用的标志酶是溶酶体常用的标志酶第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统防止自身膜蛋白的降解防止自身膜蛋白的降解维持溶酶体内部的酸性维持溶酶体内部的酸性环境环境用于水解产物的转运用于水解产物的转运促进膜结

22、构的稳定促进膜结构的稳定第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统F基本功能：具有消化作用，维持细胞的正常代谢活基本功能：具有消化作用，维持细胞的正常代谢活动，防御微生物感染。动，防御微生物感染。 1 1、清除衰老损伤、死亡的细胞和衰老的细胞器、清除衰老损伤、死亡的细胞和衰老的细胞器、无用的生物大分子。无用的生物大分子。 2 2、防御功能：、防御功能： 3 3、其他：提供营养、参与分泌、参与细胞的凋亡、其他：提供营养、参与分泌、参与细胞的凋亡过程、受精过程中精子的顶体。过程、受精过程中精子的顶体。第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统矽肺：溶酶体膜的稳定性降低矽肺：溶酶体膜的稳定性降低 I I细胞

23、病：不能形成溶酶体细胞病：不能形成溶酶体 台台- -萨氏病：缺少氨基己糖酯酶萨氏病：缺少氨基己糖酯酶A A第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统疾病疾病缺失酶类缺失酶类主要贮积底物主要贮积底物后果后果GM1神经节苷脂贮神经节苷脂贮积症积症GM1 -半乳糖苷半乳糖苷酶酶神 经 节 苷 脂神 经 节 苷 脂GM1智力迟钝，肝脏肥大，骨智力迟钝，肝脏肥大，骨骼受累，骼受累，2岁前死亡岁前死亡泰萨二氏病泰萨二氏病己糖胺酶己糖胺酶A神 经 节 苷 脂神 经 节 苷 脂GM2智力迟钝，失明，智力迟钝，失明，3岁前岁前死亡死亡法布莱氏病法布莱氏病 -半乳糖苷酶半乳糖苷酶A三己糖神经酰三己糖神经酰胺胺皮疹，肾

24、功能丧失，下肢皮疹，肾功能丧失，下肢疼痛疼痛山霍夫氏病山霍夫氏病己糖胺酶己糖胺酶A和和B神 经 节 苷 脂神 经 节 苷 脂GM2和红细胞和红细胞糖苷酯糖苷酯与泰萨氏疾病症状相似，与泰萨氏疾病症状相似，但发展更快但发展更快高歇氏病高歇氏病葡糖脑苷酯酶葡糖脑苷酯酶葡糖脑苷脂葡糖脑苷脂肝脏和脾脏肿大，长骨腐肝脏和脾脏肿大，长骨腐蚀，只在婴儿期发生智力蚀，只在婴儿期发生智力迟钝迟钝尼尼-皮二氏病皮二氏病鞘磷脂水解酶鞘磷脂水解酶鞘磷脂鞘磷脂肝脏和脾脏肿大，智力迟肝脏和脾脏肿大，智力迟钝钝Farbers 脂肪肉芽脂肪肉芽肿病肿病神经酰胺水解酶神经酰胺水解酶神经酰胺神经酰胺疼痛性与退行性的关节变疼痛性与退

25、行性的关节变形，皮肤瘤，几年内死亡形，皮肤瘤，几年内死亡Krabbes 病病半乳糖脑苷酯酶半乳糖脑苷酯酶半乳糖脑苷脂半乳糖脑苷脂髓磷脂缺失，智力迟钝，髓磷脂缺失，智力迟钝，2岁前死亡岁前死亡脑硫脂沉积脑硫脂沉积芳基硫酸酯酶芳基硫酸酯酶脑硫脂脑硫脂智力迟钝，前十年死亡智力迟钝，前十年死亡第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统溶酶体酶由溶酶体酶由rERrER合成，并经糖基化修饰合成，并经糖基化修饰CGNCGN，并在此发生甘露糖残基的磷酸化，形成，并在此发生甘露糖残基的磷酸化，形成M6PM6PTGNTGN，与，与M6PM6P受体结合，形成分泌泡，与受体结合，形成分泌泡，与融合融合在酸性环境中，与受体

26、分离，并去磷酸化，成为成在酸性环境中，与受体分离，并去磷酸化，成为成熟的溶酶体酶。熟的溶酶体酶。第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统F过氧化物酶体又过氧化物酶体又称微体称微体(microbody(microbody):):是由是由单层膜围绕的、内含一种或几种氧化酶类单层膜围绕的、内含一种或几种氧化酶类的细胞器。的细胞器。第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统F动物细胞（肝细胞或肾细胞）中过氧化物酶体可氧化动物细胞（肝细胞或肾细胞）中过氧化物酶体可氧化分解血液中的有毒成分，起到解毒作用分解血液中的有毒成分，起到解毒作用。 分解过氧化氢保护细胞，氧化甲醇、乙

27、醇等。分解过氧化氢保护细胞，氧化甲醇、乙醇等。F过氧化物酶体分解脂肪酸等高能分子向细胞直接提供过氧化物酶体分解脂肪酸等高能分子向细胞直接提供热能热能。F在植物细胞中参与光呼吸反应在植物细胞中参与光呼吸反应；在种子萌发过程中，在种子萌发过程中，过氧化物酶体降解储存的脂肪酸过氧化物酶体降解储存的脂肪酸乙酰辅酶乙酰辅酶A A琥珀琥珀酸酸葡萄糖。葡萄糖。 第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统 细胞内蛋白质合成转运到正确部位的过程称为细胞内蛋白质合成转运到正确部位的过程称为蛋白质的分选或定向转运。蛋白质的分选或定向转运。一、一、蛋白质合成的机器和合成部位蛋白质合成

28、的机器和合成部位二、二、蛋白质分选的途径及转运方式蛋白质分选的途径及转运方式三、蛋白质的分选机制三、蛋白质的分选机制四、四、膜泡运输膜泡运输合成部位合成部位定向定向转运转运第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统蛋白质合成的机器是核糖体蛋白质合成的机器是核糖体F游离核糖体，在游离核糖体，在细胞质基质细胞质基质中；中；F膜结合核糖体，在膜结合核糖体，在粗面内质网粗面内质网上。上。第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统细胞质基质细胞质基质中游离核糖中游离核糖体开始蛋白体开始蛋白质的合成质的合成细胞质基质细胞质基质中完成合成中完成合成核糖体转移核糖体转移到内质网上到内质网上与其结合，与其结合，完成合成

29、完成合成线粒体线粒体 叶绿体叶绿体过氧化物酶体过氧化物酶体细胞核细胞核细胞质基质细胞质基质内膜系统细胞器内膜系统细胞器分泌到细胞外分泌到细胞外跨膜蛋白跨膜蛋白翻译后转运途径翻译后转运途径共翻译转运途径共翻译转运途径第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统F分泌性蛋白分泌性蛋白N端具有一段信号肽序列，指导分泌端具有一段信号肽序列，指导分泌性蛋白质到内质网膜上合成，蛋白质边合成边进性蛋白质到内质网膜上合成，蛋白质边合成边进入内质网腔，在蛋白质合成结束之前信号肽被切入内质网腔，在蛋白质合成结束之前信号肽被切除除。第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统F位于分泌性蛋白质位于分泌性蛋白质N端的一段序列，端

30、的一段序列，一般为一般为1626个氨个氨基酸基酸残基残基, 在蛋白质合成中将核糖体引导在蛋白质合成中将核糖体引导到内质网到内质网,进入进入内质网后通常被切除内质网后通常被切除。没有严格的专一性。没有严格的专一性。FN-末端含有末端含有1个或多个带正电荷的氨基酸个或多个带正电荷的氨基酸,其后是其后是612个连续的疏水残基个连续的疏水残基第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统3.1 指导分泌性蛋白质转移到内质网上合成的主要因子指导分泌性蛋白质转移到内质网上合成的主要因子F蛋白质蛋白质N端的信号肽端的信号肽决定因素决定因素F信号识别颗粒信号识别颗粒F停泊蛋白停泊蛋白信号识别颗粒受体信号识别颗粒受体F

31、易位子易位子第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统FSRPSRP是一种核糖核蛋白复合体是一种核糖核蛋白复合体, SRP, SRP上有三个功能部位上有三个功能部位: :信号肽识别结合位点信号肽识别结合位点(P54)(P54)、翻译暂停结构域、翻译暂停结构域(P9/P14)(P9/P14)、SRPSRP受体蛋白结合位点受体蛋白结合位点(P68/P72)(P68/P72)。Signal recognition particle: One 300 nt RNA +6 proteins第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统停泊蛋白停泊蛋白信号识别颗粒受体信号识别颗粒受体FSRP在内质网膜上的受体蛋白在内

32、质网膜上的受体蛋白, 能够与结合有信号能够与结合有信号序列序列的的SRP结合结合,使正在合成蛋白质的核糖体停靠使正在合成蛋白质的核糖体停靠到内质网上来到内质网上来。SRP受体蛋白除了受体蛋白除了同同SRP结合将结合将核糖体引导到内质核糖体引导到内质网网, 同时同时,它的它的亚基亚基与与SRP一起一起催化催化GTP水解释放能量水解释放能量,帮助信号肽转位。帮助信号肽转位。第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统易位子易位子F核糖体结合受体，有信号肽的结合位点，与信号肽结核糖体结合受体，有信号肽的结合位点，与信号肽结合后可以发生构象变化，使内质网膜上的通道打开，合后可以发生构象变化，使内质网膜上的通

33、道打开，肽链进入肽链进入。第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统F在一无在一无RERRER小泡的非细胞蛋白合成体系中，有一种分泌小泡的非细胞蛋白合成体系中，有一种分泌性蛋白质的性蛋白质的mRNAmRNA、游离核糖体、蛋白质合成原料、酶、游离核糖体、蛋白质合成原料、酶、信号识别颗粒等，请问会出现下列哪种结果：信号识别颗粒等，请问会出现下列哪种结果： 1 1、合成带有信号肽的多肽链、合成带有信号肽的多肽链 2 2、合成没有信号肽的多肽链、合成没有信号肽的多肽链 3 3、不能合成多肽链、不能合成多肽链 如果在合成体系中再加入微粒体又会出现什么结果？如果在合成体系中再加入微粒体又会出现什么结果？ 如果

34、合成体系中没有如果合成体系中没有SRPSRP，会是什么结果，会是什么结果第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统F在在rERrER上合成的蛋白质，边合成边进入内质网腔，这上合成的蛋白质，边合成边进入内质网腔，这种转移方式称为共转移。种转移方式称为共转移。F有些蛋白质完全进入内质网腔；有些结合在膜上，有些蛋白质完全进入内质网腔；有些结合在膜上，不完全进入内质网腔，成为跨膜蛋白。不完全进入内质网腔，成为跨膜蛋白。 完全进入内质网腔的蛋白包括：分泌蛋白、细胞完全进入内质网腔的蛋白包括：分泌蛋白、细胞器驻留蛋白器驻留蛋白第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统开始转移序列开始转移序列N N末端信号肽末端信

35、号肽内含信号序列内含信号序列停止转移序列停止转移序列4.1 跨膜蛋白形成需要的信号跨膜蛋白形成需要的信号第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统4.2 4.2 一次跨膜和多次跨膜蛋白的形成一次跨膜和多次跨膜蛋白的形成F一次跨膜蛋白的形成：一次跨膜蛋白的形成： 有一个有一个N末端信号肽，一个停止转移序列末端信号肽，一个停止转移序列 只有一个内含开始转移信号序列只有一个内含开始转移信号序列F多次跨膜蛋白的形成：多次跨膜蛋白的形成： 多个起始跨膜信号与多个停止转移信号多个起始跨膜信号与多个停止转移信号第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统4.3 跨膜方向的决定跨膜方向的决定第七章第七章 细胞内膜系统细

36、胞内膜系统小结蛋白质到内质网合成的机制小结蛋白质到内质网合成的机制 N端信号肽端信号肽引导分泌性蛋白质到内质网合成引导分泌性蛋白质到内质网合成内含信号序列与停止转移序列内含信号序列与停止转移序列决定内质网跨膜蛋决定内质网跨膜蛋白形成，指导蛋白质进入膜的方向和在膜上的位置。白形成，指导蛋白质进入膜的方向和在膜上的位置。第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统信号指导蛋白质转移信号指导蛋白质转移F信号肽、内含信号序列、停止转移序列信号肽、内含信号序列、停止转移序列F导肽导肽F核定位信号核定位信号（NLSNLS）FKDELKDEL信号序列信号序列FM6PM6P第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统 在

37、细胞分泌和内吞过程中在细胞分泌和内吞过程中,从膜上形成的小泡通常由从膜上形成的小泡通常由不同的蛋白质包被，因此称为被膜小泡不同的蛋白质包被，因此称为被膜小泡(coated vesicles), 有三种类型的被膜小泡有三种类型的被膜小泡 COP II有被小泡：内质网有被小泡：内质网 高尔基体高尔基体 网格蛋白有被小泡：高尔基体网格蛋白有被小泡：高尔基体TGN 胞内体、胞内体、溶酶体、细胞外、植物液泡溶酶体、细胞外、植物液泡 COP I有被小泡：高尔基体有被小泡：高尔基体 内质网内质网第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统F选择性融合是保证细胞内定向膜流的因素之一。选择性融合是保证细胞内定向膜流的

38、因素之一。F运输小泡寻靶运输小泡寻靶: SNARE 假说假说 NSFNSF和和SNAPs SNAPs ：动物细胞融合需要：动物细胞融合需要 NSFNSF和和SNAPs SNAPs NSF NSF 是是一种可溶性的一种可溶性的细胞质蛋白，叫做细胞质蛋白，叫做N-N-乙基马乙基马来酰亚胺敏感的来酰亚胺敏感的融合蛋白融合蛋白。 SNAPsSNAPs是几种是几种可溶性的可溶性的NSFNSF结合蛋白结合蛋白。 SNAREsSNAREs为为SNAPSNAP受体蛋白受体蛋白, ,可以作为膜融合时可以作为膜融合时SNAPsSNAPs的附着点的附着点第七章第七章 细胞内膜系统细胞内膜系统一、名词解释一、名词解释

39、 1 1、细胞内膜系统、细胞内膜系统 2 2、微粒体、微粒体 3 3、信号假说、信号假说 4 4、信号肽、信号肽 5 5、自噬（异噬）溶酶体、自噬（异噬）溶酶体 二、填空题二、填空题 1 1、溶酶体的酶来自于（），溶酶体的膜来自于（），溶酶体的酶、溶酶体的酶来自于（），溶酶体的膜来自于（），溶酶体的酶都属于（）水解酶，其常用的标志酶是（）。都属于（）水解酶，其常用的标志酶是（）。 2 2、细胞内的糖类物质主要在（）合成，溶酶体的、细胞内的糖类物质主要在（）合成，溶酶体的M6PM6P标志在（）形标志在（）形成，成，O-O-连接的糖基化在（）进行连接的糖基化在（）进行, N-, N-连接的糖基化在（）进行。连接的糖基化在（）进行。 3 3、内质网的标志酶是（），高尔基体的标志酶是（），溶酶体的、内质网的标志酶是（），高尔基体的标志酶是（），溶酶体的标志酶是（），微体的标志酶是（）。标志酶是（），微体的标志酶是（）。 4 4、指导分泌性蛋白到内质网合成的主要因子包括（）、（）、指导分泌性蛋白到内质网合成的主要因子包括（）、（）、（）、（）等。（）、（）等。 5 5、（）指导分泌性蛋白到内质网合成，逃逸内质网蛋白的回收信、（）指导分泌性蛋白到内质网合成，逃逸内质