医学细胞生物学全册课件

医学细胞生物学

教学内容第一章绪论第二章细胞生物学的研究方法第三章细胞的概念与分子基础第四章细胞膜与物质的穿膜运输（含细胞的信号转导）第五章细胞的内膜系统与囊泡转运第六章线粒体与细胞的能量转换第七章细胞骨架与细胞的运动第八章细胞核第九章细胞分裂与细胞周期第十章细胞分化第十一章细胞衰老与细胞死亡第一章绪论一、细胞生物学的概念与研究内容第一节细胞生物学概述概念：从细胞的显微、亚显微和分子三个水平对细胞的各种生命活动开展研究的科学。研究对象：细胞（人体细胞）研究手段：

显微水平----光学显微镜技术亚显微水平----电子显微镜技术分子水平----生物物理学方法及分子生物学技术二、为什么要学习细胞生物学？细胞生物学是医学院校的重要基础课程之一细胞生物学的发展促进医学的发展肿瘤的形成机理-----如：细胞增殖失控对冠心病的研究有赖于医学生物学对动脉内皮细胞的深入研究。如：三、怎样学习细胞生物学？学习方法：课前：预习课中：根据个人情况记笔记课后：知识整理，做习题，图书馆，网络学习参考资料：教科书：《细胞生物学》、《医学细胞生物学》等杂志：细胞生物学、遗传、生命科学等网络：细胞生物学精品课程网站

四个阶段：第一阶段：细胞的发现和细胞学说的创立第二阶段：光学显微镜下的细胞学研究(细胞学的经典时期）第三阶段：实验细胞学阶段第四阶段：亚显微结构与分子水平的细胞生物学第二节细胞生物学发展的几个主要阶段与发展趋势一、细胞的发现及细胞学说的创立

(16世纪末—19世纪中)1665年英国罗伯特·胡克RobertHook1674年A.V.Leeuwenhoek

荷兰列文虎克SchleidenMJ.（1804-1881）（德）施莱登SchwannT.（1810-1882）（德）施旺1855年R.C.Virchow

首次观察到死细胞“木栓”1838-1839年首次观察到活细胞提出细胞学说完善细胞学说（德）魏尔啸①一切生物都是由细胞组成的。②所有细胞都具有共同的基本结构。③生物体通过细胞活动反映其生命特征。④细胞来自原有细胞的分裂。细胞学说：二、光学显微镜下的细胞学研究

-----细胞学的经典时期

从19世纪中叶——20世纪初叶原生质理论提出发现了细胞分裂的主要类型1841Remak-鸡胚血细胞直接分裂1882Flemming-有丝分裂1886Strasburger-减数分裂发现了重要的细胞器1883Boveri-中心体1897Benda-线粒体1898Golgi-高尔基体1910年Morgan建立基因学说：基因是遗传性状的基本单位，且直线排列在染色体上，并成为连锁群.细胞学与遗传的结合1943年Cloud分离出细胞核和细胞器，研究其生理功能，化学组成，酶定位

细胞学与生理学的结合三、实验细胞学阶段

20世纪初叶—20世纪中叶

1924Feulgen—Feulgen染色测定DNA1940Brachet—Unna染色测定RNA1940Casperson—紫外分光光度法检测DNA细胞学与化学的结合1933年：RusKa制造第一台透射电镜四、亚显微结构与分子生物学形成阶段

20世纪50年代开始亚显微水平(扫描电镜）人类红细胞人类精子扫描电子显微镜1944Avery-DNA是遗传物质1953Watson，Crick-DNA双螺旋模型

1953Meselson，Matthaei-半保留复制

1953Crick-中心法则

1955Gamov-三联子密码分子生物学的形成与发展1961年，英国人P.Mitchell提出线粒体氧化磷酸化偶联的化学渗透学说，获1978年诺贝尔化学奖。1961~64年，美国人M.W.Nirenberg破译DNA遗传密码。1968年，瑞士人WernerArber从细菌中发现DNA限制性内切酶。

1970年，美国人D.Baltimore、R.Dulbecco和H.Temin由于发现逆转录酶而共享诺贝尔生理医学奖。1983年，美国人K.B.Mullis发明PCR仪，于1993年获诺贝尔化学奖。1990年，美国国会正式批准的“人类基因组计划”（HumanGenomeProject,计划在15年内投入30亿美元以上的资金进行人类基因组分析。我国于1993年加入该计划，承担其中1%的任务，即人类3号染色体短臂上约30Mb的测序任务。2000年6月28日人类基因组工作草图完成。1996年7月5日，世界上第一只克隆羊“多利”在英国苏格兰卢斯林研究所的

试验基地诞生。成为世纪末的重大新闻。LelandH.Hartwell

R.Timothy(Tim)Hunt

SirPaulM.Nurse

2001年，美国人Leland

Hartwell、英国人PaulNurse、Timothy

Hunt因对细胞周期调控机理的研究而获诺贝尔生理医学奖。2002年，英国人悉尼·布雷诺尔、美国人罗伯特·霍维茨和英国人约翰·苏尔斯顿，因在器官发育的遗传调控和细胞程序性死亡方面的研究获诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖。SydneyBrennerH.RobertHorvitzJohnE.Sulston

2003年，美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农，分别因对细胞膜水通道，离子通道结构和机理研究而获诺贝尔化学奖。

PeterAgreRoderickMacKinnon

2007年，美国科学家马里奥-卡佩奇和奥利弗-史密西斯、英国科学家马丁-埃文斯，因他们在在涉及胚胎干细胞和哺乳动物DNA重组方面的一系列突破性发现获诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖。SydneyBrennerH.RobertHorvitzJohnE.Sulston

2009年，美国人伊丽莎白-布莱克本、卡萝尔-格雷德、杰克-绍斯塔克，因在发现端粒和端粒酶是如何保护染色体的

方面的研究获诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖。H.RobertHorvitzJohnE.Sulston

2012年，日本人山中伸弥与英国人约翰•戈登因在细胞核重新编程研究领域的杰出贡献，而获得2012年诺贝尔生理学或医学奖。2013年，美国科学家詹姆斯·罗思曼、兰迪·谢克曼以及德国科学家托马斯·祖德霍夫发现细胞的囊泡运输调控机制，而获得2013年诺贝尔生理学或医学奖。本章重点细胞生物学发展的几个阶段中的重要事件细胞的发现、细胞学说细胞生物学的研究对象、研究水平、研究内容第二章细胞生物学的研究方法

第一节显微镜技术一、光学显微镜技术二、电子显微镜技术表一、几种介质的折射率表二、不同光线的波长(二)荧光显微镜:荧光：特定物质可以在紫外线激发后，发射出更长波长的可见光，即荧光。暗背景，强反差，彩色图像（荧光染料）荧光分子：在激发后可发射荧光的物质即荧光分子。

（由于荧光分子可以使被检样品呈现不同的染色，因此可做荧光染料用,荧光分子也可以称作荧光染料。）荧光显微镜的应用定性、定位和定量的研究组织内的荧光标记物质。对活细胞内分子的动态变化进行实时观察。

活细胞的微细结构和变化、分裂和运动等。相差显微镜观察培养中的HeLa细胞(四)暗视野显微镜通过散射光成像应用：分辨率不高。用于观察未经染色、无色透明的物体的轮廓和运动以及活细胞的质膜、纤毛、细胞核等结构。原理：散射光成像。聚光镜中央有挡光片，照明光线不直接进人物镜，只允许被标本散射的光线进入物镜，因而视野的背景是黑的，物体的边缘是亮的。(五)显微电影摄影技术记录细胞或细胞器的运动过程原理：用显微电影摄影术或电视录像以一定时间间隔拍摄。应用：准确记录细胞或细胞器的运动过程和速度。（六）共聚焦激光扫描显微境

Laserconfocalscanningmicroscope,LCSM特点：高清晰可形成被检物体的三维图像结构：普通荧光显微镜（a）与激光共聚焦显微镜（b）的成像比较

二、电子显微技术

以电子束作为光源，波长短，分辨率高电子显微镜分辨率理论值：0.002nm

实际值：0.1nm

电镜下观察到的结构称为超微结构或亚显微结构

(一)透射电子显微镜（transmissionelectronmicroscope，TEM）光学显微镜与透射电子显微镜的比较原理：通过电子束穿透标本后成像。应用：用来观察细胞的超微结构。透射电镜及其图像（二）扫描电子显微镜SEM原理：通过电子束照射在标本表面上散射的二次电子成像应用：用来观察标本的表面结构。分辨率：较低，为3-10nm。扫描电镜及其图像

疟疾破坏的两个红细胞显微镜分辨率光源透镜真空成像原理LMTEM200nm100nm0.1nm可见光（400-700nm）紫外光（200nm)电子束（0.01-0.9nm）玻璃透镜电磁透镜不要求真空要求真空利用样品对光的吸收形成明暗反差和颜色变化利用样品对电子的散射和透射形成明暗反差（三）电镜与光镜的比较电镜与光镜区别主要在于：（1）光源不同光镜为可见光或紫外线,电镜为电子束（2）透镜不同光镜为玻璃；电镜为电磁透镜（3）电镜要求真空（4）电镜分辨力高(具体）

(5)成像原理不同（具体）

第二节细胞的分离与培养细胞分离的第一步是要将细胞从组织中分离出来，制备出单细胞悬液。细胞分离操作的原则：等渗低温无菌操作

根据不同细胞的特征采用不同的细胞分离方法。

细胞分离方法离心方法流式细胞术免疫磁珠法激光捕获显微切割技术

(一)离心方法利用细胞的密度特性可有效分离不同的细胞。如血浆白细胞和红细胞的分离。

二、细胞培养细胞培养(cellculture)：从机体中取出组织或细胞，模拟体内的生理环境，使之能够继续生存、生长和增殖的一种方法。1.条件

⑴营养条件：培养基：RPMI-1640、DMEM。

血清。

⑵5%CO2⑶无菌环境

2.细胞培养的主要方式是原代培养和传代培养原代培养（primaryculture）：直接从体内获取的组织和细胞进行的首次培养。传代培养（secondaryculture）：原代培养的细胞经过增殖达到一定密度后，将细胞分散，从一个培养器以一定比例移到另一个或几个容器中的扩大培养。3.来源于体内的细胞可在体外建系（细胞系）细胞系（cellline）：在培养的细胞中产生“不死”的变异细胞，这种细胞可以无限繁殖、传代。细胞系的来源取材于肿瘤组织的原代培养细胞（Hela细胞系）培养过程中发生转化的正常细胞细胞株（cellstrain）：用细胞克隆化的方法进一步改善细胞系的均一性，即分离出单个细胞使之增殖形成的细胞群。

单克隆抗体技术正常淋巴细胞（如小鼠脾细胞）具有分泌抗体的能力，但不能长期培养，瘤细胞（如骨髓瘤）可以在体外长期培养，但不分泌抗体。于是英国人Kohler和Milstein1975将两种细胞杂交而创立了单克隆抗体技术，获1984年诺贝尔奖。第三节细胞组分的分离

一、细胞裂解在细胞组分分离前，首先破碎细胞，制备细胞裂解液方法：

低渗透压；超声振荡；强制通过微孔；机械破碎及研磨；反复冻融

沉降顺序：细胞核——线粒体（混有少量溶酶体与过氧化物酶体）——微粒体（主要是内质网，少量高尔基体）——核糖体。二、细胞器及细胞组分的分级离心(一)差速离心（differentialcentrifugation）方法：从低速到高速逐级沉降。分离对象：体积、质量差别较大的颗粒。匀浆离心1000g20分钟细胞核线粒体等离心15000g120分钟微粒体离心0.26%脱氧胆酸钠15000g20分钟核糖体等离心20分钟10000g差速离心法

本章重点如何提高显微镜的分辨率熟悉各类光学显微镜的特点光镜与电镜的区别细胞培养的相关概念差速离心分离细胞组分，各组分的沉降顺序第三章细胞的概念与分子基础第一节细胞的基本概念细胞是构成有机体的基本单位。细胞具有独立完整的代谢体系，是代谢与功能的基本单位。细胞是有机体生长与发育的基础。细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性。没有细胞就没有完整的生命。(一)细胞的概念爪蟾的细胞核移植实验，证明细胞核的全能性遗传全能性：生物体中的每一个细胞都包含有全套的遗传信息，都有分化为各类细胞或发育为完整个体的潜能。

二、原核细胞大肠杆菌淋病球菌弧形霍乱菌肉毒梭菌三、真核细胞1.细胞的形态：

（一）真核细胞的形态与大小与功能相适应

2.细胞的大小大小变异范围：人与动物10—100μm,

大多数细胞直径在10~20μm

人体最大的细胞：卵细胞，直径100μm人体最小的细胞；小淋巴细胞，直径4—5μm

生物界最大的细胞：鸵鸟卵细胞，直径达12cm生物界最小的细胞：支原体细胞，直径0.lμm人卵与精子细胞体积的守恒定律

：各类细胞体积都相当恒定，生物体器官的大小与细胞的数量成正比，而与细胞的大小无关。无论其种属的差异有多大，同一器官的与组织的细胞大小通常在一个恒定的范围内。光镜下结构细胞膜细胞质细胞核电镜下结构膜相结构非膜相结构细胞膜内质网高尔基复合体线粒体溶酶体过氧化氢体核膜核糖体中心粒微管微丝中等纤维细胞质基质核仁染色质核基质（二）真核细胞的基本结构★（三）原核细胞与真核细胞的比较原核细胞与真核细胞的比较特征原核细胞真核细胞细胞大小较小（1~10µm）较大（10~100µm）膜相结构无（除细胞膜外）有细胞骨架无，仅有骨架相关蛋白有染数目色形状体结构单条（信息量小）环状双链DNA裸露不与组蛋白结合核糖体70S(50S+30S)80S(60S+40S)细胞核无核膜与核仁有核膜与核仁转录和翻译同时进行（胞质中）核内转录，胞质中翻译细胞分裂无丝分裂无丝分裂、有丝分裂、减数分裂数条（信息量大）线状双链DNA与组蛋白结合形成染色质★原核细胞与真核细胞的共同点：1.都有细胞膜2.都有DNA和RNA3.都有核糖体参与蛋白质合成4.都能以分裂方式进行繁殖四、病毒

生物界中，病毒（virus）是惟一的非细胞形态的生命体。特点：核酸分子与蛋白质组成的核酸-蛋白质复合体在活细胞内才能表现出它们的基本生命活动。在电子显微镜下才能看到。第二节细胞的分子基础原生质组成细胞的物质C、H、O、N（90%）S、P、Cl、K、Na、Ca、Mg、Fe（9.9%）微量元素细胞生物小分子无机小分子有机小分子单糖脂肪酸氨基酸核苷酸水无机盐生物大分子核酸蛋白质多糖

无机化合物1.水

细胞中含量最大（75%），极性小分子，是良好的溶剂，是细胞内生化反应的场所。游离水结合水一、生物小分子2.无机盐以离子形式存在。阳离子：Na+,K+,Ca2+,Fe2+,Mg2+等阴离子：Cl-,SO42-,PO43-,HCO3-等功能a、维持细胞内外液的渗透压和PH值；b、与蛋白质或脂类结合，组成具有一定功能的结合

蛋白质（如血红蛋白）或类脂（如磷脂）。种类单糖脂肪酸氨基酸核苷酸有机小分子多糖蛋白质核酸糖苷键肽键磷酸二酯键：有机小分子是组成生物大分子的亚单位有机小分子生物大分子（一）核酸生物遗传的物质基础。核酸脱氧核糖核酸（DNA）核糖核酸（RNA）二生物大分子核酸的种类糖苷键核苷酯键核苷酸核苷酸(nucleotide)核苷酸戊糖核糖脱氧核糖磷酸碱基嘧啶：ＴＣＵ嘌呤：ＡＧ1.化学组成3’5’磷酸二酯键5´3´DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序。Watson和Crick提出的DNA双螺旋结构模型二级结构：一级结构：2.DNA的结构与功能

DNA双螺旋结构模型3.4nm含10个碱基对DNA双螺旋结构模型DNA是遗传物质，其功能是----储存，复制和传递遗传信息。DNA的功能

RNA为单链，可自身回折形成局部假双链（发夹结构）。mRNA

(信使RNA)tRNA

(转运RNA)rRNA

(核糖体RNA)3.RNA的结构与功能snRNA

(小核RNA)miRNA

(微小RNA)有酶活性的RNA

(核酶)piRNA

mRNA（信使RNA）tRNA（转运RNA）rRNA（核糖体RNA）细胞中含量5%~10%5%~10%80%~90%存在场所

细胞质细胞质核糖体功能作用三种RNA分子的结构特征和功能作用转录DNA中的遗传信息，并带到核糖体上，作为合成蛋白质的模板。运输活化的氨基酸到核糖体上的mRNA的特定位点，特定的tRNA运输特定的氨基酸。为蛋白质合成场所的核糖体的组成成分。（二）蛋白质1.蛋白质分子的化学组成蛋白质的基本单位氨基酸氨基酸20种它们结构的共同特点：含有氨基的有机酸。或碱性的氨基酸性的羧基侧链两性化合物两性电解质2.蛋白质的分子结构由相同或不同的各个氨基酸，按照一定的排列顺序，以特定的化学键方式连接，从而组成蛋白质的基本结构。肽键肽键

蛋白质分子是由许多氨基酸分子通过肽键，依次缩合而形成多肽链。主链蛋白质的四级结构1）蛋白质的一级结构多肽链中氨基酸的种类，数目和排列顺序2）蛋白质的二级结构在一级结构的基础上，借氢键在氨基酸残基之间连接，形成局部规则结构，使多肽链成为螺旋或折叠的结构。（氢键）a-螺旋：肽链以右手螺旋盘绕而成的空心筒状构象。ß-折叠片层：一条肽链回折而成的平行排列构象。可分为：3）蛋白质的三级结构在二级结构的基础上再行折叠,形成复杂的空间结构具有三级结构的蛋白即表现出生物学活性。4）蛋白质的四级结构独立的三级结构的多肽链亚基亚基氢键蛋白质的四级结构蛋白质的分子结构生化遗传病镰形细胞贫血(sicklecellanemia)血红蛋白β6GAG→GTG，谷氨酸→缬氨酸发病机制：蛋白质的结构与功能的关系（1）一级结构是蛋白质功能的基础。

（2）结构域是大分子蛋白质的结构组成单元组成一个结构域的氨基酸残基通常在40～350之间。具有相同结构域的蛋白具有类似功能。通常通过结构域去推断某些蛋白质的功能。Src蛋白的结构域

（3）蛋白质功能的发挥与其构象的改变密切相关如磷酸化与去磷酸化使蛋白质构象改变,影响功能发挥。CellandMolecularBasis3蛋白质的分类外形纤维蛋白：球形蛋白：角蛋白酶蛋白，免疫球蛋白功能调节蛋白：转运蛋白：收缩蛋白：抗体蛋白：催化蛋白：胰岛素血红蛋白肌动蛋白，肌球蛋白免疫球蛋白蛋白酶

组成成分单纯蛋白：结合蛋白：指单纯由氨基酸组成的蛋白质。（白蛋白，球蛋白，组蛋白）指单纯蛋白和非蛋白质类物质结合，非蛋白质物质称辅基。（核蛋白，糖蛋白，脂蛋白）

大致分为三个阶段：1、原始细胞的形成2、原核细胞到真核细胞的演化3、单细胞生物到多细胞生物第三节细胞的起源和进化推断的细胞起源与进化时间表年代（距今）发生事件45亿年地球诞生44亿年海洋出现38亿年原始生命出现35亿年蓝细菌形成15亿年真核细胞形成12亿年多细胞生物出现1、从无机小分子形成有机小分子米勒实验2从有机小分子形成生物大分子

蛋白质（protien）有机小分子核酸（nucleicacid）自我复制

把氨基酸混合物倒在160o-200o

的热沙土或粘土上，随着水分蒸发，氨基酸浓缩并化合，经0.5—3.0小时，生成类似蛋白质的大分子。在50o-60o

条件下，类似的实验，可使单核苷酸聚合成多核苷酸。美国福克斯（F.Fox)合成生命大分子实验：3从生物大分子物质组成多分子体系奥巴林团聚体实验福克斯微球体假说以蛋白质为主体形成微球体4多分子体系演变为原始生命目前无法在实验室里验证（二）原始细胞形成的关键1、具有自我复制能力的多聚体的形成2、膜的出现与原始细胞的诞生保持多核苷酸自我复制磷脂分子自发装配成膜结构避免优质蛋白丢失二原核细胞向真核细胞的演化

内部结构分化，自然选择的结果

三单细胞生物向多细胞生物的进化

从聚集到分工——单细胞生物向多细胞生物的进化

粘细菌的生活史

多细胞生物的两个基本特点：①细胞产生了特化；②细胞之间协同合作。本章节重点细胞概念的理解真核细胞膜相结构与非膜相结构常见细胞的体积，细胞体积守恒定律原核细胞与真核细胞的异同点RNA主要的三大类型及其功能第四章细胞膜与物质的穿膜运输、信号转导

细胞膜（cellmemberane)细胞膜

细胞内膜:除了细胞膜以外的细胞内所有膜性结构。细胞质是细胞质与外界相隔开的一层薄膜，又称质膜（plasmamembrane）。

生物膜细胞膜(厚7nm)单位膜：电镜下观察，所有生物膜都呈现“两暗夹一明”三层结构，这三层结构称为单位膜。第一节细胞膜的化学组成和生物学特性一、细胞膜的化学成分生物膜脂类、蛋白质、糖类水、无机盐、金属离子——主要成分——少量成分蛋白质/脂类:在不同种类生物膜中有所不同。一般情况下：功能多而复杂的膜，蛋白质/脂类大功能少而简单的膜，蛋白质/脂类小(一)膜脂——构成细胞膜的基本骨架细胞膜的化学组成

膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三种类型

膜脂是双亲性分子：具有极性头（亲水头）和非极性的尾部（疏水尾）1.磷脂——构成膜脂的基本成分生物膜的化学组成鞘磷脂(SM)磷脂酰胆碱（卵磷脂PC）磷脂酰乙醇胺（脑磷脂PE）磷脂酰丝氨酸(PS)磷脂酰肌醇(PI)

磷脂磷脂约占整个膜脂的50％以上。甘油磷脂磷脂酰乙醇胺磷脂酰丝氨酸鞘磷脂磷脂酰胆碱生物膜中的磷脂胆碱

磷酸

甘油脂肪酸链极性头部（亲水基团）非极性尾部（疏水基团）肪酸链不饱和脂

磷脂酰胆碱的分子结构亲水基疏水基2.胆固醇：主要存在真核细胞膜上，含量一般不超过膜脂的1/3。双亲性分子功能：增加膜的稳定性，调节膜流动性，降低水溶性物质的通透性。细胞膜的化学组成胆固醇分子散布在磷脂之间，极性的羟基头部紧靠磷脂的极性头部，甾环固定于靠近磷脂碳氢链的位置；提高膜的稳定性。POCH2CH2NOOCH3CH3CH3神经酰胺O鞘磷脂POCH2CH2NOOCH3CH3CH3神经酰胺O鞘磷脂糖(Gal)半乳糖苷脂POCH2CH2NOOCH3CH3CH3神经酰胺O鞘磷脂糖脂分子糖(Gal)糖(Gal)糖(Gal)糖(Gal)3.糖脂：含量：约占脂总量的5％以下定位：膜的非胞质面功能：作为某些分子的受体，参与细胞识别及信号转导。唾液酸神经节苷脂半乳糖脑苷脂糖脂(glycolipid)与细胞之间的相互识别和信息传导有关。膜脂在水溶液中自动形成双层细胞膜的化学组成球状分子团脂质体脂质体的用途：1.用于膜功能的研究2.作为体内药物和DNA的运输载体，用于基因转移或代谢性疾病的治疗膜蛋白占膜含量的40%-50%。膜蛋白的主要功能：转运蛋白：转运分子进出细胞受体蛋白：接受外界信号并传递到细胞内引起相应的反应连接蛋白：支撑连接细胞骨架成分和细胞间质成分酶蛋白：发挥催化作用（二）膜蛋白——膜功能的主要承担者2.内在膜蛋白1.外在膜蛋白细胞膜蛋白质3.脂锚定蛋白1.内在膜蛋白（intrinsicproteins）

也称为穿膜蛋白，贯穿脂双层，两端露出膜内外占膜蛋白的70%~80%，与膜结合紧密。2.外在膜蛋白（extrinsicproteins）

水溶性蛋白，占膜蛋白的20%~30%附着在膜内外表面，靠离子键或氢键与膜表面的蛋白质分子或脂分子非共价结合，易分离。(⑤⑥)3.脂锚定蛋白（lipid-linkedprotein）位于膜的两侧，通过共价键与脂双层内的脂分子结合，又称脂双层蛋白。以两种方式与脂类分子结合。

胞质侧的蛋白与脂双层中的碳氢链结合(③)质膜外表面的蛋白与糖基磷脂酰肌醇（GPI）的寡糖链结合(④)共价键共价键1、2内在蛋白（穿膜蛋白）3、4脂锚定蛋白5、6外在蛋白细胞内脂双层细胞被膜糖类以糖蛋白或糖脂的形式均匀分布在生物膜的非胞质面。功能：有助于蛋白质在膜上的定位与固定，参与细胞识别及细胞与周围环境的相互作用。（三）膜糖类——覆盖细胞膜表面（一）细胞膜的不对称性(asymmetry)1.膜脂分布的不对称（种类、数量）膜内层：磷脂酰乙醇胺磷脂酰丝氨酸磷脂酰肌醇

膜外层：磷脂酰胆碱（卵磷脂）和鞘磷脂二、细胞膜的生物学特性糖脂的分布为绝对不对称——在非胞质面SM：鞘磷脂PC：磷脂酰胆碱PS：磷脂酰丝氨酸PE：磷脂酰乙醇胺PI：磷脂酰肌醇CI：二磷脂酰甘油2.膜蛋白分布的不对称性穿膜蛋白跨越脂双层有一定的方向性，亲水端长度、氨基酸种类、顺序不同。蛋白的数量在膜内外两侧不同细胞膜内层蛋白数量多于外层3.膜糖类分布的不对称——非胞质面生物膜的不对称性不对称性的生物学意义：决定了膜内外表面功能的不对称性。4.细胞膜内侧面分布有微管、微丝生物膜的特性

（二）细胞膜的流动性（fluidity):

相变：生物膜在生理常温下多呈液晶态，当温度下降至某一点时，液晶态转变为晶态，若温度上升，则晶态又可溶解为液晶态。这种状态的相互转变称相变。相变温度：引起相变的温度称之。液晶态对膜正常功能的行使至关重要。1.膜脂双分子层是一种二维流体(1)侧向扩散(2)旋转(3)摆动(4)翻转2.膜脂分子的运动形式

（5）伸缩震荡运动（6）烃链的旋转异构运动543.影响膜脂流动性的因素（1）脂肪酸链的饱和程度：不饱和程度↑膜流动性↑（2）脂肪酸链的长度：链越长，相变温度越高，流动性越低生物膜的流动性（3）胆固醇的影响：双向调节（4）卵磷脂/鞘磷脂比值：比值↑膜流动性↑（5）膜蛋白：蛋白质越多，膜脂流动性越小（6）其它因素：PH、环境温度、离子强度等生物膜的流动性4.膜蛋白分子在质膜中的运动1.侧向扩散2.旋转运动5.膜流动性的生理意义质膜的流动性是保证其正常功能的必要条件。当膜的流动性低于一定的阈值时，许多酶的活动和跨膜运输将停止，反之如果流动性过高，又会造成膜的溶解。利用细胞融合技术观察蛋白质运动生物膜的特性1.膜的流动性2.膜的不对称性膜脂的流动性膜蛋白的运动性侧向扩散翻转运动旋转运动伸缩振荡烃链的旋转异构运动摆动侧向扩散旋转扩散膜脂种类数量分布不对称糖脂及糖蛋白不对称——非胞质面膜蛋白种类数量分布不对称

细胞膜内侧面有微管微丝E.Overton1890发现凡是溶于脂肪的物质很容易透过植物的细胞膜。E.Gorter&F.Grendel1925年用有机溶剂提取了人的红细胞质膜的脂类成分，推测细胞膜由双层脂分子组成。三、细胞膜的分子结构模型

评价：提出膜形态共性，解释了某些属性不足之处：无法解释膜的动态结构变化，显示不出各种膜之间的结构功能差异1.生物膜是由流动的脂质双分子层构成膜的连续主体。2.球形膜蛋白以各种形式镶嵌在脂质双分子层中。

液态镶嵌模型(fluidmosaicmodel)脂质双分子层极性头部疏水尾部外周蛋白镶嵌蛋白

3.膜的两侧结构是不对称的，糖链分布在非胞质面。4.膜脂和膜蛋白具有一定的流动性和不对称性。生物膜的分子结构模型（四）脂筏结构模型

脂筏（lipidrafts）：脂质双分子层不是一个完全均匀的二维流体，膜中存在富含胆固醇和鞘磷脂的微区，其中聚集一些特定的膜蛋白，称脂筏。

特点：这些区域比膜的其他部分厚，更有秩序且较少流动性。其周围是流动性较高的液态区。功能：参与信号转导、受体介导的内吞作用以及胆固醇代谢运输等。脂筏功能的紊乱涉及多种疾病的发生。脂筏（lipidrafts）模型细胞膜是选择性半透膜第二节小分子物质和离子的穿膜运输被动运输（passivetransport）：物质顺浓度梯度进出细胞，不需要消耗能量。主动运输（activetransport）：物质逆浓度梯度进出细胞，而且需要载体、消耗能量。小分子物质和离子穿膜运输的主要方式：

简单扩散易化扩散（协助扩散）

一、简单扩散（simplediffusion）1.概念：指物质顺浓度梯度从高浓度一侧通过细胞膜向低浓度一侧移动的方式，不需消耗能量，又称被动扩散（passivediffusion）

。2.特点：⑴顺浓度梯度、不消耗能量⑵不需要转运蛋白协助⑶运输速度取决于分子的大小和脂溶性。3.运输对象：O2、CO2、H2O、NO、乙醇、尿素、苯、甘油、甾类激素等简单扩散细胞外细胞内脂溶性、非极性、不带电荷小分子物质细胞膜高浓度低浓度浓度梯度肺泡与肺毛细血管之间的气体交换二、易化扩散-膜运输蛋白介导的穿膜运输易化扩散概念（facilitateddiffusion）：是各种极性分子和无机离子通过膜运输蛋白的介导，不消耗代谢能，

顺浓度梯度

的跨膜转运过程。膜运输蛋白可分为两类：

载体蛋白（carrierprotein)

通道蛋白(channelprotein)与特定物质结合改变构象使物质穿越细胞膜，既介导被动运输，又介导主动运输。

形成贯穿脂双层之间的通道，介导特定离子转运，仅介导被动运输。

2.离子通道的特点：⑴物质的运输速度快⑵离子通道具有高度选择性⑶大多数离子通道受“闸门”控制⑷均为被动运输（一）离子通道介导的易化扩散1.易化扩散概念（facilitateddiffusion）：是各种极性分子和无机离子通过膜运输蛋白的介导，不消耗代谢能，

顺浓度梯度

的跨膜转运过程。

3.离子通道的类型

⑴配体门控通道：乙酰胆碱受体。⑵电压门控通道：主要存在于可兴奋细胞，如神经元、肌细胞等。（3）应力激活通道：如内耳毛细胞感受声波震动。（4）水通道：2003诺贝尔化学奖钾通道、钠通道、钙通道等电压门控通道扩散钾通道、钠通道、钙通道、氯通道等细胞外细胞内细胞膜载体蛋白（二）载体蛋白介导的易化扩散高浓度低浓度电化学梯度（二）载体蛋白介导的易化扩散1.易化扩散概念（facilitateddiffusion）：是各种极性分子和无机离子通过膜运输白的介导，不消耗代谢能，

顺浓度梯度

的跨膜转运过程。2.运输对象：葡萄糖、氨基酸、核苷酸、离子及细胞代谢物3.

特点：①不消耗代谢能②需要载体蛋白的协助③具有特异性④具有饱和性三、主动运输——载体蛋白介导的穿膜运输主动运输的概念：由载体蛋白介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度进行穿膜转运的方式，需要消耗能量。（一）ATP驱动泵—ATP直接提供能量P-型离子泵（Na+-K+泵、Ca泵）V-型质子泵(溶酶体膜、内体膜)F-型质子泵（线粒体内膜）ABC转运体负责转运离子——负责转运小分子类型1.差13倍差30倍—Na+-K+ATP酶，兼有载体和酶的双重功能每秒钟发生约1000次的构象变化Na+-K+-泵的生物学效应直接效果：维持胞内低Na+，高K+的特殊离子环境。间接效果：a.调节渗透压维持恒定的细胞体积

b.产生和维持膜电位

c.为某些物质吸收提供驱动力

d.为蛋白质合成及代谢反应提供必要的离子浓度

特性：运出3Na+转入2K+

ATPNa+-K+-泵的特性2.Ca2＋泵——Ca2＋-ATP酶分布位置：所有真核细胞的细胞膜、肌细胞的肌浆网工作原理：与Na+-K+-泵相似，通过磷酸化和去磷酸化过程使构象改变，结合与释放Ca2+作用：维持细胞内较低的钙离子浓度（细胞内Ca2+浓度10-7M，细胞外10-3M）特性：泵出2个Ca2+/每个ATP

。（二）协同运输——ATP间接供能1.动物细胞是利用膜两侧Na离子的电化学梯度驱动2.类型协同运输协同转运的离子转运分子同向运输(共运输)以小肠上皮细胞吸收葡萄糖入血为例①钠钾泵：将Na+泵出细胞，造成胞内外的Na+浓度梯度②钠离子驱动的葡萄糖载体蛋白：利用Na+势能驱动，结合葡萄糖，使之与Na+相伴进入细胞（因此又称共运输）低钠离子浓度高高介导葡萄糖易化扩散的载体蛋白Na+驱动葡萄糖同向运输

肠腔微绒毛紧密连接肠上皮细胞细胞外液对向运输

Na+H+Na＋-H+交换载体——调节细胞内PH高浓度低浓度钠离子浓度梯度高浓度低浓度氢浓度梯度协同运输——ATP间接供能

动物细胞是利用膜两侧Na离子的电化学梯度驱动1.为小分子物质逆浓度梯度转运2.需要消耗能量（直接或间接）3.需要膜上的特异性载体（特异性、可变性）介导

主动运输的特点

小分子、离子穿膜运输被动运输

简单扩散主动运输

易化扩散（通道蛋白介导、载体蛋白介导）Na＋-K＋泵Ca2+-pumpNa＋-葡萄糖协同运输小结Na＋-H+协同运输小泡运输（膜泡运输）：细胞与环境中的大分子和颗粒物质不能直接进行跨膜运输，必须由膜包围形成囊泡，通过一系列膜囊泡的形成和融合来完成转运过程，称为小泡运输（膜泡运输）。第三节大分子和颗粒物质的穿膜运输小泡泡运输是主动运输的形式之一，它的活动需要消耗能量。膜泡运输

胞吞作用(endocytosis)胞吐作用(exocytosis)胞饮作用吞噬作用

受体介导的胞（内）吞作用膜泡运输的方式：

大分子物质和颗粒性物质附着在细胞膜上，质膜内陷将这些物质包围形成小囊泡，最后小囊泡从细胞膜上脱离进入细胞内部。一、胞吞作用(endocytosis)（一）吞噬作用（phagocytosis）细胞内吞较大的固体颗粒物质的过程称为吞噬作用，形成的囊泡称为吞噬体。常见于具有吞噬功能的细胞。功能：在机体防御系统中发挥重要作用。巨噬细胞吞噬扫描电镜观察（二）胞饮作用（pinocytosis）细胞吞入液体或极小的颗粒物质的过程称为胞饮作用，形成的囊泡称为吞饮体。常见于巨噬细胞、白细胞、小肠上皮细胞、肾小管上皮细胞等。1.概念：是细胞通过受体的介导选择性高效摄取细胞外特定大分子物质的过程。2.特点：（1）存在配体－受体的识别、结合过程；（2）特异性极强；（3）速度快，具有选择浓缩作用；（4）网格蛋白包被的膜泡(coatedvesicle)运输；（三）受体介导的内吞作用网格蛋白结构：由3个重链和3个轻链组成，形成一个具有3个曲臂的形状。许多网格蛋白的曲臂部分交织在一起，形成具有5边形或6边形网孔的笼子。3.网格蛋白的结构与功能网格（笼形）蛋白包被的膜泡重链轻链功能：捕获膜受体牵拉质膜内陷形成有被小泡当网格蛋白包被小泡形成时，发动蛋白（dynamin）聚集成一圈围绕在芽的颈部，将小泡柄部的膜尽可能地拉近（小于1.5nm），从而导致膜融合，掐断（pinchoff）有被小泡。包被：网格蛋白+衔接蛋白4.受体介导的内吞作用过程——以动物细胞摄取LDL为例核心：1500个酯化胆固醇分子外围：800磷脂分子，500游离胆固醇，apoB100LDL颗粒LDL受体有被小窝有被小泡内吞去被无被小泡胞内体融合受体与大分子颗粒分开胞内体部分受体再循环胞内体部分

初级溶酶体融合吞噬溶酶体二、胞吐作用(exocytosis)包含大分子物质的小囊泡从细胞内部移至细胞表面，与质膜融合，将物质排出细胞之外的过程。通过胞吐作用外排的物质：酶激素抗体未消化的物质分泌泡的胞吐作用

胞吐作用的两种形式

连续性分泌：无需外界信号，直接进行分泌。（普遍存在于所有动物细胞）受调分泌：细胞接受外界信号后，分泌颗粒与质膜融合，进行分泌。（特化细胞：能分泌激素、酶、神经递质的细胞）连续性性分泌受调分泌受调分泌的透射电镜观察受调分泌的透射电镜观察接受外界信号前的状态；接受外界信号后分泌泡迅速将泡内物质外吐。物质的跨膜运输小分子物质的穿膜运输大分子物质的膜泡运输被动运输主动运输简单扩散易化扩散胞吞作用胞吐作用吞噬胞饮受调分泌连续性分泌小结受体介导的内吞作用第四节细胞膜与信号转导靶细胞产生生物学效应受体信号分子（配体）激素药物神经递质NO细胞分裂细胞分化物质合成物质分解细胞收缩细胞松弛转化为胞内信号信号转导（signaltransduction）：指细胞将外界信号分子携带的信息转变为细胞内信号的过程，进而导致细胞应答反应的一系列过程。

1.概念信号分子（signalmolecule）：指细胞外某些化学分子，能与相应的受体结合并传递信息。

2.信号分子的类型

一、信号分子（配体）内分泌-激素旁分泌-生长因子(局部化学介质)神经递质自分泌-生长因子(局部化学介质)①低浓度10-10M②全身性③长时效。-8-12不同类型信号分子及其信号转导方式常见于癌变细胞

（一）概念

二、受体

（二）类型受体细胞膜上的一类镶嵌蛋白（糖蛋白）胞内受体：细胞质和细胞核中的受体

膜受体：

胞内受体（与脂溶性信号分子结合）

膜受体（与水溶性信号分子结合）受体与信号分子结合的特点：选择性、高亲和力、可饱和性、可逆性根据其结构和功能可分为三类离子通道受体

酶偶联受体

Ｇ蛋白偶联受体

（三）膜受体的类型G蛋白偶联受体

由单一多肽链组成，带有7个跨膜疏水区域；-NH2端朝向细胞外，-COOH端面向细胞质G蛋白偶联受体（四）

G蛋白（鸟苷酸结合蛋白）

1.共同特征：

1）αβγ三个亚基组成

2）α亚基能结合GTP或GDP，具有GTP酶活性2.功能：构象改变后可激活效应蛋白，使后者活化，实现信号转导。3.效应蛋白：离子通道、腺苷酸环化酶（AC）、鸟苷酸环化酶（GC）磷脂酶C4.G蛋白作用机制

在静息状态下，G蛋白以异三聚体形式存在于细胞膜上，亚基与GDP相结合，并与受体呈分离状态。活性受GTP和GDP调节

α-GDP：G蛋白处于失活状态（去磷酸化）

α-GTP：G蛋白处于活性状态（磷酸化）G蛋白的作用机制静息状态受体激活G蛋白激活G蛋白复原失活G蛋白的作用机制（1）在静息状态下，G蛋白以异三聚体形式存在于细胞膜上，亚基与GDP相结合，并与受体呈分离状态。（2）受体激活：配体与受体结合时，受体蛋白构象改变，使亚基与受体结合，G蛋白构象改变，亚基与GDP结合力下降，与GTP的结合力增加。3.G蛋白激活:

GDP从亚基脱落后，亚基转而与GTP结合，G蛋白被激活，亚基与亚基分离，同时从受体复合体上脱落成为游离的独立功能亚基，并激活下游靶蛋白。4.G蛋白复原失活:配体与受体解离后，亚基发挥GTP水解酶活性，GTP水解为GDP，亚基与效应白分离，与亚基结合恢复到静息状态。G蛋白的作用机制第二信使学说——1965——Sutherland第二信使cAMP

二酰甘油（DAG)三磷酸肌醇(Ip3)Ca2+

cGMP三、细胞内信使NO1998年R．Furchgott等三位美国科学家因对NO信号转导机制的研究而获得诺贝尔生理和医学奖。RobertF.FurchgottLouisJ.IgnarroFeridMuradNO可快速扩散透过细胞膜，作用于邻近细胞。NO的生成细胞:血管内皮细胞和神经细胞NO的生成:底物:L精氨酸酶:一氧化氮合酶（NOS）产物:NO、瓜氨酸。NO的引起的细胞效应：平滑肌细胞松弛，血管舒张NO的作用机理：乙酰胆碱→血管内皮膜受体→Ca2+浓度升高→一氧化氮合酶→NO→平滑肌细胞→鸟苷酸环化酶→cGMP→血管平滑肌细胞的Ca2+离子浓度下降→平滑肌舒张→血管扩张、血流通畅。硝酸甘油治疗心绞痛具有百年的历史，其作用机理是在体内转化为NO，可舒张血管，减轻心脏负荷和心肌的需氧量。鸟苷酸环化酶乙酰胆碱cAMP信号通路

Ac肾上腺素受体ATPcAMP无活性PKA有活性PKA靶蛋白磷酸化胞内效应胞内（第一信号、配体）第二信号BDE胞内5′-AMP注释:Ac:腺苷酸环化酶PKA:蛋白激酶ABDE:环核苷酸磷酸二酯酶Mg+2第五节细胞膜异常与疾病一、载体蛋白异常的疾病胱氨酸尿症：肾小管上皮细胞转运胱氨酸的载体蛋白缺陷，遗传性疾病。肾性糖尿：肾小管上皮细胞转运葡萄糖的载体功能缺陷，葡萄糖重吸收障碍二、离子通道异常的疾病囊性纤维化：白种人的最常见的致死性常染色体隐性遗传病，氯离子通道遗传性缺失所致。临床特点：

1.高胆固醇血症。患者血浆中胆固醇水平较正常人高出6－8倍。

2.黄色瘤。肘、膝、足跟、手背，下肢小关节，内眦部。

3.早发心血管疾病。

4.常染色体显性遗传。杂合子父母至少一个是该病患者。纯合子双亲必定都是患者。三、膜受体异常的疾病——家族性高胆固醇血症黄色瘤家族性高胆固醇血症发病机理

受体结构异常的类型A.受体与LDL的结合部位有缺陷，不能与LDL结合B.受体与有被小窝结合部位有缺陷，不能被固定在有被小窝处治疗策略：杂合子型FH：饮食治疗、适当运动药物治疗：降胆固醇药物血浆置换疗法、肝脏移植纯合子型FH:血浆置换疗法基因治疗肠腔GsCT四、G蛋白异常的疾病——霍乱(Cholera)ACcAMP↑↑↑Cl-H2ONa+机制

(mechanism)霍乱弧菌毒素与受体结合后，使G蛋白亚基丧失GTP酶活性，而一直处于激活状态，cAMP浓度显著增加。本章节重点掌握小分子物质的跨膜运输和膜泡运输的方式和特点。掌握钠-钾泵。掌握受体、膜受体概念、膜受体类型、

G蛋白作用机制。熟悉常见膜异常引起的疾病的发病机理。掌握细胞膜的化学成分、生物学特性及分子结构模型。第五章细胞的内膜系统与囊泡转运

内膜系统：指位于细胞质内，在结构，功能乃至发生上有一定联系的膜性结构的总称。内膜系统内质网高尔基复合体溶酶体过氧化氢体核膜1945年，K.R.Poter----------电子显微镜--------小鼠成纤维细胞-------内质网（endoplasmicreticulum,ER）第一节内质网（ER)核膜外层

一、内质网的形态结构

内质网是由一层单位膜围成的相互连续的小管、小泡、扁囊状结构组成的网状膜系统，膜厚5-6nm。内质网细胞膜核膜外层内质网细胞膜内质网的内腔相互连通内质网小管小泡扁囊状细胞膜核膜核糖体二、内质网的类型（一）粗面内质网（RER):1.表面附着大量颗粒状核糖体。2.多由板层状排列的扁平囊构成。3.在分泌蛋白质旺盛及大量合成膜的细胞中丰富。4.未分化、分化程度低细胞中含量少。RERER

电镜下显示内质网（兰色），核糖体颗粒（绿色）

滑面内质网（二）滑面内质网（SER)1.表面光滑，无核糖体附着2.多为管状或泡状3.合成类固醇激素、脂类代谢旺盛的细胞中含量丰富。SER（三）内质网的衍生类型孔环状片层:存在于某些特殊组织细胞中，是内质网的的异型结构。RER、SER是内质网的基本类型脂类：40%—较细胞膜少，主要成分为磷脂。

磷脂酰胆碱含量较高，鞘磷脂含量较少。蛋白质：60%—较细胞膜多，约有30种膜结合蛋白。

葡萄糖-6-磷酸酶——被认为是标志酶，

1.与解毒相关的电子传递酶系：细胞色素b5，NADH-细色素b5还原酶，细胞色素P450酶系等。

2.与脂类物质代谢功能反应相关的酶

3.与碳水化合物代谢功能反应相关的酶三、内质网的化学组成内质网膜微粒体（一）粗面内质网的功能粗面内质网的主要功能与外输性蛋白质的合成、修饰加工和转运有关。外输性(分泌性蛋白)跨膜蛋白（ER膜、GC膜、细胞膜）细胞器中的驻留蛋白（ER、GC、溶酶体酶）粗面内质网主要参与合成的蛋白质有：四、内质网的功能1.作为核糖体附着的支架附着核糖体合成的蛋白2.新生肽链的折叠与装配

内质网为新生多肽链的正确折叠和装配提供了有利的环境——内质网腔中有分子伴侣。

分子伴侣：

1）概念

2）种类

3）特点新生肽链折叠蛋白质功能

2）内质网的分子伴侣：蛋白质二硫键异构酶（PDI）免疫球蛋白重链结合蛋白（BiP）钙网蛋白内质蛋白葡萄糖调节蛋白94（GRP94）（内质网标志性分子伴侣）1）概念：是内质网腔中的结合蛋白，它们能与多肽链识别、结合来协助多肽链转运、折叠和组装。分子伴侣3）分子伴侣的特点：是驻留蛋白(retentionprotein)：内质网腔内分子伴侣的C端末尾具有滞留信号肽Lys-Asp-Glu-Leu(KDEL),能与内质网膜上KDEL受体结合，使之驻留于内质网腔而不被转运。本身并不参与蛋白质最终产物的形成错误折叠的蛋白质、未完全装配的蛋白质分子伴侣滞留、纠正不能纠正：进入细胞质降解蛋白质质量的监控过量堆积内质网应激，可能导致细胞凋亡分子伴侣是蛋白质质量监控的重要因子3.蛋白质的N-连接糖基化N-连接的寡糖蛋白：发生在内质网腔内。寡糖与天冬酰胺残基

的NH2连接。内质网的功能蛋白质的糖基化：是指单糖或寡糖与蛋白质共价结合形成糖蛋白的过程。P5′3′5′3′mRNAAsnNH2AsnNH2rER膜

rER腔多萜醇糖基转移酶寡糖核糖体新生的多肽正在RER中合成蛋白质的N-连接糖基化PProteinglycosylationinRER共同的前体为2个N-乙酰葡萄糖胺、9个甘露糖3个葡萄糖4.蛋白质的胞内运输1）新合成的分泌蛋白内质网腔转运小泡出芽经高尔基体大囊泡发育成酶原颗粒移到细胞的游离端排出分泌蛋白内质网的功能2）仅见于某些哺乳动物的胰腺外分泌细胞

新合成的分泌蛋白内质网腔出芽膜泡进入大浓缩泡发育成酶原颗粒分泌蛋白排出细胞小结粗面内质网的功能1.作为核糖体附着的支架，参与多种蛋白的合成（分泌蛋白、膜蛋白、驻留蛋白）2.新生肽链的折叠与装配3.蛋白质的N-连接糖基化4.蛋白质胞内运输

内质网的功能G.Blobel等1975年提出了信号假说(Signalhypothesis)，认为蛋白质N端的信号肽，指导蛋白质由核糖体转至内质网上合成。因此获1999年诺贝尔生理医学奖。（二）信号肽介导分泌蛋白的合成BlobelwithmembersofhislaboratoryGünterBlobel

得到全世界的科学家们的认可，并在1999年获得诺贝尔生理医学奖。提出假说遭遇质疑坚持研究修成正果被认为无知、傲慢；论文发表困难、基金申请被拒1975年提出“信号假说”具体步骤。并用20年时间证明“信号肽假说”的正确性和普遍性1971年首次提出“信号假说”感悟？坚持真理、不畏困难、

持之以恒⑴

信号肽（signalpeptide）：是一段位于肽链N端的氨基酸序列，一般由16~30个氨基酸残基。1.蛋白质转移到内质网合成需要4个成分：内质网的功能

⑵信号识别颗粒（SRP)

SRP6个多肽亚单位小的RNA(7S,300个核苷酸)

能识别信号肽与核糖体结合识别内质网膜上SRP受体SRPRNA与核糖体A位点结合区域识别SRP受体区域SRP识别信号肽区域⑶SRP受体（SPRreceptor）：内质网膜的跨膜蛋白，可与SRP特异结合。⑷易位子（translocon）：内质网膜上的通道蛋白，是核糖体合成的肽链进入内质网的通道。蛋白质转移到内质网合成需要的4个成分SRP受体核糖体受体蛋白质易位子mRNAtRNASRPSRP-核糖体复合体通过SRP与其受体的结合移位到内质网膜上信号肽与SRP结合导致蛋白质合成暂停SRP解离再循环肽链继续翻译并穿过内质网膜信号肽SKIP信号肽的合成：在细胞质中的游离核糖体上合成

信号识别颗粒(SRP)-核糖体复合体形成SRP-核糖体复合体与内质网膜SRP受体结合多肽链继续翻译并进入内质网腔，信号肽被切除主要过程2.蛋白质转移到内质网合成的步骤：SRP与核糖体的结合与分离1.新生肽链上的信号肽的合成SRP3.SRP-核糖体复合体通过SRP与内质网膜上的SRP受体结合移位到内质网膜核糖体结合蛋白蛋白易位子粗面内质网膜上的SRP受体蛋白2.SRP与信号肽的结合形成复合体，使翻译暂停细胞质内质网腔4.继续翻译并开始穿过内质网膜，信号肽被切除SRP释放并再循环信号假说多肽链进入内质网后信号肽被酶切除主要过程：信号肽。SRP受体信号肽SRP关闭的移位子打开的移位子切除的信号肽序列糖基折叠的蛋白NH3mRNAATPADP+Pi5′3′在细胞基质的游离核糖体上先合成信号肽→信号肽与SRP结合→肽链延伸终止→SRP与ER膜上受体结合→SRP脱离信号肽→核糖体锚定在ER膜的移位子上，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→信号肽切除→肽链延伸至终止。蛋白质转入内质网合成的过程：内质网的功能1.脂类的合成与转运脂肪、胆固醇、固醇类激素、磷脂（三）滑面内质网的功能内质网的功能2.糖原的代谢：分解明确、合成有争议3.解毒作用：如肝细胞的细胞色素P450酶系，催化多种化合物的氧化、羟化作用。4.是肌细胞Ca2+

的储存场所5.参与胃酸、胆汁的合成与分泌

使细胞质区域化，为物质代谢提供特定的内环境；扩大膜的表面积，有利于酶的分布提高代谢效率；为蛋白质、脂类和糖类的重要合成基地；参与物质运输、物质交换和解毒作用；对细胞起机械支持作用。内质网的功能内质网的功能第二节高尔基复合体

（Golgicomplex)1889年，Golgi用银染法，在猫头鹰的神经细胞内观察到了清晰的结构，因此定名为高尔基体。20世纪50年代以后才正确认识它的存在和结构。一、高尔基复合体的形态结构光镜：网状结构电镜扁平囊成熟面（反面）膜厚：8nm;小囊泡大囊泡形成面（顺面）膜厚6nm;(100-500nm)(40-80nm)（一）高尔基体由扁平囊泡、小泡和大泡构成

高尔基复合体是一个动态平衡的细胞器扁平囊呈盘状，3-8层称——————高尔基堆

凹面：成熟（反）面

凸面：形成（顺）面；凸面：形成（顺）面；形成面膜厚：6nm;成熟面膜厚：8nm小囊泡直径40-80nm球形小泡囊腔内含：中等电子密度的物质泡内含物质：低电子密度物质，较透明。来源：小囊泡融合。来源：由rER‘芽生’而来。

大囊泡直径100-500nm;泡内含物质：高电子密度物质，分泌泡。来源：扁平囊周边或局部球状膨突脱落形成。凹面：成熟（反）面1）GC由小囊泡、扁平囊和大囊泡组成

2）来自RER的小泡不断并入高尔基复合体的扁平囊的顺面，既完成蛋白质从内质网向GC

的转运，又使扁平囊的膜和内含物不断得到更新和补充

3）大囊泡不断地从扁平囊的反面脱落，带走扁平囊的内含物并消耗了扁平囊的膜高尔基复合体是动态平衡的细胞器

（二）高尔基复合体是一个极性细胞器

高尔基体的主体结构——扁平囊，从形成面到成熟面可呈现不同的形态结构，各膜囊所执行的功能也不尽相同，因此高尔基体又被称为极性细胞器。顺面高尔基网状结构（cisGolginetwork）中间膜囊（medialGolgistack）反面高尔基网状结构（transGolginetwork）

高尔基复合体的三维结构1.顺面高尔基体网状结构（cisGolginetwork，CGN），分选来自内质网新合成的蛋白质、脂类，O-连接糖基化。2.高尔基体中间膜囊（medialGolgi），进行多数糖基修饰，糖脂的形成以及与高尔基体有关的多糖的合成。3.反面高尔基体网状结构（transGolginetwork，），是高尔基体的出口区域，功能是参与蛋白质的分类与包装，最后输出，蛋白质水解等。（三）高尔基复合体的分布特征

家兔脊神经节细胞高尔基体膜：蛋白质60%、脂类40%，具有一些和ER共同的蛋白成分。膜脂中磷脂酰胆碱的含量介于ER和质膜之间。高尔基体中的酶：主要有糖基转移酶、磺基-糖基转移酶、氧化还原酶、酸性磷酸酶、蛋白激酶、甘