细胞内膜系统课件

细胞内膜系统（EndomembraneSystem）细胞内膜系统1内膜系统内质网(endoplasmicreticulum)高尔基复合体(Golgicomplex)溶酶体(lysosomes)过氧化氢体(peroxisomes)(核膜、小泡)intracellularcompartments:endosomesNuclear-ERGolgiERlysosome细胞内的房室化

TheEndomembraneSystemisComplex.2内膜系统内质网(endoplasmicreticulum)四、高尔基复合体功能（一）高尔基复合体与细胞的分泌活动3H标记亮氨酸3分钟20分钟120分钟高尔基复合体在细胞分泌活动中起着重要的运输作用；在分泌颗粒的形成过程中起着浓缩、修饰、加工等作用。3四、高尔基复合体功能（一）高尔基复合体与3H标记亮氨酸3分钟3ThedynamicsoftransportthroughtheGolgicomplex4Thedynamicsoftransportthro4（二）高尔基复合体对蛋白质的修饰加工1.参与糖蛋白的合成和修饰N-连接寡糖链：在rER腔内合成。O-连接寡糖链：在高尔基体内合成。糖蛋白3H标记甘露糖3H标记半乳糖；唾液酸3H标记N-乙酰葡萄糖胺高尔基复合体对糖蛋白的合成和修饰过程具有严格的顺序性。5（二）高尔基复合体对蛋白质的修饰加工1.参与糖蛋白的合成和5N-linkedGlycosylationCanbefurtherdividedintotwostages:InitialglycosylationeventSubsequentmodificationofthecarbohydratesidechain6N-乙酰氨基葡萄糖甘露糖葡萄糖N-linkedGlycosylationCan6ProteinGlycosylationDefinedastheadditionofcarbohydrategroupstospecificaminoacidresiduesinaproteinTherearetwokindsofglycosylation:N-linked-additionofcarbohydratestoasparagineresiduesO-linked-additionofcarbohydratestoserineorthreonineresidues7ProteinGlycosylation7特征N-连接O-连接1.合成部位粗面内质网粗面内质网或高尔基体2.合成方式来自同一个寡糖前体一个个单糖加上去3.与之结合的氨基酸残基

天冬酰胺丝氨酸、苏氨酸、羟赖氨酸、羟脯氨酸4最终长度至少5个糖残基一般1～4个糖残基，但ABO血型抗原较长5.第一个糖残基N-乙酰葡萄糖胺N-乙酰半乳糖胺等N-连接与O-连接的寡糖比较8特征N-连接O-连接1.合成部位粗面内质网粗面内质网8蛋白质糖基化的特点及其生物学意义

糖蛋白寡糖链合成与加工都没有模板，靠不同的酶在细胞不同间隔中经历复杂的加工过程才能完成。糖基化是在成熟过程中折叠成正确构象和增加蛋白质的稳定性；多羟基糖侧链影响蛋白质的水溶性及蛋白质所带电荷的性质。对多数分选的蛋白质来说，糖基化并非作为蛋白质的分选信号。进化上的意义：寡糖链具有一定的刚性，从而限制了其它大分子接近细胞表面的膜蛋白，这就可能使真核细胞的祖先具有一个保护性的外被，同时又不象细胞壁那样限制细胞的形状与运动。蛋白聚糖在高尔基体中组装。与丝氨酸残基相连的是木糖，而不是N-乙酰半乳糖胺。

植物细胞中高尔基体合成和分泌多糖。

9蛋白质糖基化的特点及其生物学意义糖蛋白寡糖链合92.参与蛋白质的改造无活性前体物(某些肽类激素)加工改造有活性的物质(激素)以胰岛素合成为例，胰岛素分子由A和B两条链经2个二硫键结合而成的。A链含有21个氨基酸，B链含有30个氨基酸。胰岛素原失去C链而成胰岛素2.参与蛋白质的改造无活性前体物(某些肽类激素)加工改造有10（三）高尔基复合体对蛋白质的分拣运输蛋白质合成溶酶体寡聚糖磷酸化切除甘露糖加N-乙酰葡萄糖胺加半乳糖加唾液酸；分拣溶酶体顺面管网中层囊反面囊反面管网大泡（分泌颗粒）rER高尔基复合体顺面囊切除甘露糖高尔基堆

RER合成的蛋白质在Gc加工中，被加上不同的分选信号(磷酸、半乳糖、唾液酸等)，被反面Gc膜上的专一受体识别、浓缩、分选后，形成不同运输小泡运到细胞不同部位。11（三）高尔基复合体对蛋白质的分拣运输蛋白质合成溶酶体寡聚糖磷11（三）高尔基复合体对蛋白质的分拣运输蛋白质合成溶酶体寡聚糖磷酸化切除甘露糖加N-乙酰葡萄糖胺加半乳糖加唾液酸；分拣溶酶体顺面管网中层囊反面囊反面管网大泡（分泌颗粒）rER高尔基复合体顺面囊切除甘露糖高尔基堆12（三）高尔基复合体对蛋白质的分拣运输蛋白质合成溶酶体寡聚糖磷12（四）高尔基复合体与溶酶体的形成溶酶体的酶是由rER上的核糖体合成rER腔内运输小泡

高尔基复合体（加工修饰）溶酶体的酶内含有甘露糖-6-磷酸，高尔基复合体反面扁囊膜上有甘露糖-6-磷酸受体，能特异与其结合，诱导溶酶体酶聚集并“出芽”离开高尔基复合体形成溶酶体。

溶酶体酶的分选：M6P反面膜囊M6P受体。在肝细胞中溶酶体酶还存在不依赖于M6P的另一种分选途径。13（四）高尔基复合体与溶酶体的形成溶酶体的酶是由rER上的核糖13内吞体溶酶体酶的磷酸化rER顺面管网反面管网高尔基复合体溶酶体水解酶前体加入磷酸基团M-6-P溶酶体酶前溶酶体ATPADP+PiH+去除磷酸pH=6成熟溶酶体M-6-P(甘露糖-6-磷酸是一种分选信号)14内吞体溶酶体酶的磷酸化rER顺面管网反面管网高尔基复合体溶14内吞体rER顺面管网反面管网高尔基复合体溶酶体水解酶前体加入磷酸基团M-6-P溶酶体酶前溶酶体ATPADP+PiH+去除磷酸pH=6成熟溶酶体clathrincoat,early/lateendosome,acidiccompartment15内吞体rER顺面管网反面管网高尔基复合体溶酶体水解酶前体加15无生物活性的蛋白原→高尔基体→切除N-端或两端的序列→成熟的多肽。如胰岛素、胰高血糖素等。蛋白质前体→高尔基体→水解→同种有活性的多肽，如神经肽。含有不同信号序列的蛋白质前体→高尔基体→加工成不同的产物。同一种蛋白质前体→不同细胞、以不同的方式加工→不同的多肽。加工方式多样性的可能原因：①确保小肽分子的有效合成；②弥补缺少包装并转运到分泌泡中的必要信号；③有效地防止这些活性物质在合成它的细胞内起作用。（五）蛋白质在高尔基体中酶解加工几种类型16无生物活性的蛋白原→高尔基体→切除N16（六）高尔基复合体与细胞内膜泡运输内质网膜流(membraneflow)：细胞各种膜性结构之间相互联系和转移的现象称膜流。运输小泡高尔基复合体大囊泡细胞膜17（六）高尔基复合体与细胞内膜泡运输内质网膜流17供(受)体房室/膜,膜再循环;结构/调节性分泌途径;前/反向运输coatprotein,COPⅡ/Ⅰ反向运输(retrogradet.)前向运输(anterogradet.)18供(受)体房室/膜,膜再循环;结构/调节性分泌途径;前/反18内膜系统与膜流

膜流(membraneflow):是指细胞的膜成分在质膜与内膜之间，以及在内膜系统各种结构之间流动的现象。又称为小泡流(vesicleflow)。膜流过程中，提供膜性小泡的膜结构成为供体房室(donorcompartment)或供体膜，接受膜性小泡的膜结构成为受体房室(acceptorc.)或受体膜。膜的再循环(membranerecycling)实现细胞器膜成分的内在平衡机制(homeostaticmechanisms)。

结构性分泌途径(constitutivesecretorypathway)与调节性分泌途径(regaluteds.p.)

。

前向运输(anterogradet.)与反向运输(retrogradet.)。19内膜系统与膜流膜流(membrane19RetrievingERproteins20RetrievingERproteins2020Theformationofclathrin-coatedvesiclesattheTG21Theformationofclathrin-coat21SecretedproteinsProteinsmovefromGolgicomplextoplasmamembraneinsecretoryvesiclesConstitutive

(intestinalmucus)肠粘液Regulated

(neurotransmitters)神经递质22SecretedproteinsProte22五、高尔基复合体的病理性变化异常改变高尔基复合体的增生和肿胀：囊泡扩张可占据细胞质的大部分区域，多见于药物中毒。高尔基复合体内容物的改变:(颗粒)电子密度低含饱和脂肪酸，反之高尔基复合体在癌细胞中的改变高尔基复合体的萎缩和解体：囊泡塌陷、数量减少或降解，见于中毒或肿瘤细胞。23五、高尔基复合体的病理性变化异常改变高尔基复合体的增生和肿胀23241955年,deDuve等人,电镜--鼠肝细胞--细胞化学显示，含多种水解酶，分解各种内源和外源性物质，称为－溶酶体。一、溶酶体的形态结构与酶溶酶体的形态特征溶酶体是由一层单位膜包围，内含多种酸性水解酶的泡状结构。φ0.2~0.8μm球形、卵圆形小体；也长杆状、蛇形称为管状溶酶体、线状溶酶体。第三节溶酶体241955年,deDuve等人,电镜--2525lysosome2525lysosome26溶酶体的酶溶酶体含有60多种水解酶，这些水解酶多为酸性水解酶，具有某些特征的同源序列；pH值4-6。酶蛋白酶（肽酶）核酸酶磷酸酶糖苷酶（水解糖蛋白和糖脂、糖链的酶）酯酶硫酸酯酶（分解氨基多糖的酶）酸性磷酸酶（ACP酶)，acidphosphatase三偏磷酸酶(TMP酶)ThiamineMonophosphataseTMP标志酶26溶酶体的酶溶酶体含有60多种水解酶，这些27二、溶酶体膜的特性溶酶体膜膜上有H+质子泵：保持溶酶体基质内的酸性环境。膜内存在特殊的转运蛋白：可运输消化水解的产物。蛋白质高度糖基化：防止膜自身被水解消化。（两种跨膜整合蛋白的含量非常丰富，lgpA和lgpB）27二、溶酶体膜的特性溶酶体膜膜上有H+质子泵：保持溶酶体基28内吞体三、溶酶体的形成rER顺面管网反面管网高尔基复合体

溶酶体水解酶前体加入磷酸基团M-6-P溶酶体酶前溶酶体ATPADP+PiH+去除磷酸pH=6成熟溶酶体M-6-P(甘露糖-6-磷酸是一种分选信号)28内吞体三、溶酶体的形成rER顺面管网反面管网高尔基复合体29溶酶体酶的合成及N-连接的糖基化修饰（RER）

高尔基体cis膜囊寡糖链上的甘露糖残基磷酸化M6PN-乙酰葡萄糖胺磷酸转移酶高尔基体trans-膜囊和TGN膜（M6P受体）溶酶体酶分选与局部浓缩以出芽的方式转运到前溶酶体磷酸葡萄糖苷酶磷酸化识别信号：信号斑发生途径

29溶酶体酶的合成及N-连接的糖基化修饰（RER）高尔基体30溶酶体的发生过程

30溶酶体的发生过程31

依赖于M6P的分选途径的效率不高，部分溶酶体酶通过运输小泡直接分泌到细胞外。

在细胞质膜上也存在依赖于钙离子的M6P受体，同样可与胞外的溶酶体酶结合，通过受体介导的内吞作用，将酶送至前溶酶体中，M6P受体返回细胞质膜，反复使用。

还存在不依赖于M6P的分选途径（如酸性磷酸酶、分泌溶酶体的水溶性蛋白穿孔素perforin和粒酶granzyme）。分选途径多样化31依赖于M6P的分选途径的效率不高32四、溶酶体的分类初级溶酶体(primarylysosome)：只含酶，不含底物。次级溶酶体(secondaryl.)：吞噬性溶酶体(phago-)初级溶酶体+底物次级溶酶体异噬(heterophagic)溶酶体：初级溶酶体+外源物：异噬过程+吞饮体+吞噬体+微吞饮小泡多泡体自(噬性)溶酶体(autophago-)：初级溶酶体+内源性物质(自噬体)：自体吞噬（autophagy）后溶酶体(末溶酶体、残质体residualbody)：含有溶酶体内消化分解后的残余物质的溶酶体。如：脂褐质，髓样小体，含铁小体等。终末溶酶体(telolysosome)：初级溶酶体消化后－残质体32四、溶酶体的分类初级溶酶体(primarylysoso33Phagocytosis33Phagocytosis34Asummaryofthephagocyticpathway34Asummaryofthephagoc35Lysosomes35Lysosomes36五、溶酶体的功能消化营养作用。防御作用。参与免疫作用。脏器的形成发生。参与受精过程。参与激素的合成、分泌过程。植物细胞的液泡含有多种水解酶，具有与动物细胞溶酶体类似的功能。36五、溶酶体的功能消化营养作用。杨保胜细胞生物学与遗传学教研室ybs@37溶酶体的消化作用异溶作用：对细胞内吞物的消化。自噬作用：对自身物质的消化。分泌自噬：对细胞内分泌颗粒的吞噬。内体初级溶酶体吞噬体吞噬溶酶体吞饮体吞饮溶酶体自噬体自噬溶酶体分泌颗粒分泌溶酶体次级溶酶体残质体异噬作用自噬作用胞外消化杨保胜细胞生物学与遗传学教研室ybs@xxmu.e38Coatedpits38Coatedpits39Asummaryoftheautophagicpathway39Asummaryoftheautopha杨保胜细胞生物学与遗传学教研室ybs@40内体初级溶酶体吞噬体异溶酶体吞饮体异溶酶体自噬体自溶酶体分泌颗粒分泌溶酶体次级溶酶体残质体异噬作用自噬作用胞外消化杨保胜细胞生物学与遗传学教研室ybs@xxmu.e41清除无用的生物大分子、衰老损伤的细胞(器)很多生物大分子的半衰期只有几个小时至几天，肝细胞中线粒体的平均寿命约10天左右；红细胞120天（衰老红细胞特征，每天清除1011个），这些任务主要由溶酶体和蛋白酶体共同完成。“清道夫”或“细胞内消化器官（特殊的黏菌、变形虫）”

细胞受损后，细胞崩溃(内含溶酶体)，使周围组织溶解液化，而成脓液。清除发育和成体中凋亡的细胞。溶酶体储积病。41清除无用的生物大分子、衰老损伤的细胞(器)42Autophagy42Autophagy43溶酶体参与免疫过程

抗原被巨噬细胞吞噬和处理(溶酶体参与)，使抗原物质保留下来，然后再将这免疫信息传递(携带或释放抗原)给T/B淋巴细胞，使他们分泌淋巴素或抗体。

免疫过程中形成的抗原抗体复合物（正常情况下被吞噬），在炎症或损伤时，可促使溶酶体释放中性蛋白酶，破坏血管的弹性蛋白而致脉管炎，破坏肾小球微血管基质引起肾小球肾炎，破坏肺的结缔组织而致肺气肿，破坏软骨而致关节炎。43溶酶体参与免疫过程抗原被巨噬细胞吞噬和处44溶酶体与脏器的形成与退化脊椎动物胚胎发育至两性分化时，Mullerianducts在雌性发育成输卵管，在雄性退化，退化开始时发现其溶酶体的水解酶浓度增加，此变化不发生于雌性。睾酮可促进此类酶释放。雄激素调节。两栖类发育中蝌蚪尾巴的消化，哺乳动物断奶后乳腺退行性变化等，都涉及某些特定细胞编程性死亡及周围活细胞对其的清除，这都与溶酶体相关。44溶酶体与脏器的形成与退化脊椎动物胚胎发育当精子与卵外层膜接触后，形成小孔道，顶体内的各种酶（顶体酶）便被激发而释放到细胞外，称顶体反应（acrosomereaction）。杨保胜细胞生物学与遗传学教研室ybs@45溶酶体参与受精过程

透明质酸酶使精子穿过卵丘的细胞层；

放射冠穿透酶使精子冲破放射冠抵达透明带；而顶体素使精子突破透明带抵达卵黄膜；最后在一种尚不清楚的酶的作用下使精子入卵（产生抑制顶体素物质，封闭透明带，使其他精子不易进入卵。）。当精子与卵外层膜接触后，形成小孔道，

参与激素合成：参与激素合成的原料摄取、加工、储存和已合成的激素的加工和成熟等。如甲状腺球蛋白被胞吞后，在溶酶体水解为甲状腺素T3、T4。

参与激素释放：分泌颗粒-质膜靠近、吸附、融合、胞吐等，都有溶酶体参与。

参与细胞内激素的降解：一些激素并不全部释放，降解量可占激素（肽类）的15-50%。杨保胜细胞生物学与遗传学教研室ybs@46溶酶体参与激素的合成与分泌等参与激素合成：参与激素合成的原料摄取47六、溶酶体与医学溶酶体与疾病溶酶体膜失常与疾病:

矽肺、石棉沉着病、痛风先天性溶酶体病：糖原贮积病、脂质沉积病、粘多糖沉积病等。溶酶体与癌的关系：溶酶体与休克：休克后缺血缺氧降低溶酶体膜的稳定性。影响细胞的氧化磷酸化过程。引起细胞内pH下降(5以下)促进酶的激活,水解溶酶体膜。（一）溶酶体与疾病发生47六、溶酶体与医学溶酶体与疾病溶酶体膜失常与疾病:矽溶酶体与矽肺

矽肺是工矿企业工人的一种职业病，是由于长期在含二氧化硅(Si02)粉尘的环境中工作而吸入大量硅尘，硅尘在肺中被巨噬细胞吞噬形成吞噬体，并与溶酶体结合成吞噬溶酶体。二氧化硅在溶酶体中无法消化而积聚并形成硅酸，硅酸分子的羧基与溶酶体膜上的受体分子形成氢键，使膜变构破裂，大量水解酶和硅酸释入细胞质，引起巨噬细胞死亡。死亡细胞释放的二氧化硅被其他正常细胞吞噬后将重复同样过程。巨噬细胞的大量死亡会诱导成纤维细胞增生并分泌大量胶原物质，使肺部出现胶原结节而影响肺的弹性，妨碍肺的功能，出现矽肺。“克矽平”治疗矽肺其原理是克矽平上的Ｈ可以与硅酸分子结合，阻止其对溶酶体膜的破坏作用。溶酶体与矽肺48杨保胜细胞生物学与遗传学教研室ybs@491954年Rhodin,电镜－小鼠肾小管上皮细胞－微体(microbody)(一)过氧化物酶体(peroxisome)的形态结构电镜：由一层单位膜包围、高电子密度、圆形或卵圆形的细胞器。亦见半月形或长方形。φ0.3-0.5um；最小φ

0.1um（人类与鸟类,微--）；最大φ1.5um。有些细胞(如肝细胞)的peroxisome内含有晶状结构,称类核体(nucleoid)或类晶体。第四节过氧化物酶体杨保胜细胞生物学与遗传学教研室ybs@xxmu.e杨保胜细胞生物学与遗传学教研室ybs@50(二)过氧化物酶体所含的酶酶氧化酶：50%，特征：氧化底物的同时将氧还原成过氧化氢。如尿酸氧化酶，D/L-氨基酸氧化酶等。饮进的酒精几乎半数是在peroxisome中氧化成乙醛的。过氧化氢酶：40%,作用：对氧化酶作用底物后形成的过氧化氢还原成水。过氧化物酶：只有少数几种细胞(如血细胞)中含有此酶,将过氧化氢还原成水。标志酶：过氧化氢酶。此外,还含有柠檬酸脱氢酶和苹果酸脱氢酶等.杨保胜细胞生物学与遗传学教研室ybs@xxmu.e51(三)过氧化物酶体的功能2H2O2过氧化氢酶2H2O+O2防止H2O2在细胞内堆积，起保护细胞的作用。功能对有毒物质的解毒作用：RH2+H2O2—

R+2H2O

对细胞氧张力的调节作用：RH2+O2—R+H2O2对氧化型辅酶I(NAD+)的再生作用参与核酸、脂肪和糖的代谢51(三)过氧化物酶体的功能2H2O2过氧化氢酶2H2O+杨保胜细胞生物学与遗传学教研室ybs@52(四)过氧化物酶体的起源起源传统：内质网芽生而来。与溶酶体相似：内质网—小泡—高尔基复合体—分泌泡—过氧化物酶体近年来：过氧化物酶体的形成不同与溶酶体，其酶和蛋白质是由胞质中的游离核糖体合成输送而来，而膜的形成与rER有关。实验证明有一短序列指导胞液中合成的蛋白质输入到过氧化物酶体。推测在过氧化物酶体膜胞液面有识别该信号的受体蛋白，通过受体蛋白识别输入蛋白质上的信号而被输入。杨保胜细胞生物学与遗传学教研室ybs@xxmu.e杨保胜细胞生物学与遗传学教研室ybs@53新的过氧化物酶体的产生催化蛋白输入的特异蛋白特异的胞液蛋白摄取导致的生长子代的过氧化物酶体杨保胜细胞生物学与遗传学教研室ybs@xxmu.e细胞内膜系统（EndomembraneSystem）细胞内膜系统54内膜系统内质网(endoplasmicreticulum)高尔基复合体(Golgicomplex)溶酶体(lysosomes)过氧化氢体(peroxisomes)(核膜、小泡)intracellularcompartments:endosomesNuclear-ERGolgiERlysosome细胞内的房室化

TheEndomembraneSystemisComplex.55内膜系统内质网(endoplasmicreticulum)四、高尔基复合体功能（一）高尔基复合体与细胞的分泌活动3H标记亮氨酸3分钟20分钟120分钟高尔基复合体在细胞分泌活动中起着重要的运输作用；在分泌颗粒的形成过程中起着浓缩、修饰、加工等作用。56四、高尔基复合体功能（一）高尔基复合体与3H标记亮氨酸3分钟56ThedynamicsoftransportthroughtheGolgicomplex57Thedynamicsoftransportthro57（二）高尔基复合体对蛋白质的修饰加工1.参与糖蛋白的合成和修饰N-连接寡糖链：在rER腔内合成。O-连接寡糖链：在高尔基体内合成。糖蛋白3H标记甘露糖3H标记半乳糖；唾液酸3H标记N-乙酰葡萄糖胺高尔基复合体对糖蛋白的合成和修饰过程具有严格的顺序性。58（二）高尔基复合体对蛋白质的修饰加工1.参与糖蛋白的合成和58N-linkedGlycosylationCanbefurtherdividedintotwostages:InitialglycosylationeventSubsequentmodificationofthecarbohydratesidechain59N-乙酰氨基葡萄糖甘露糖葡萄糖N-linkedGlycosylationCan59ProteinGlycosylationDefinedastheadditionofcarbohydrategroupstospecificaminoacidresiduesinaproteinTherearetwokindsofglycosylation:N-linked-additionofcarbohydratestoasparagineresiduesO-linked-additionofcarbohydratestoserineorthreonineresidues60ProteinGlycosylation60特征N-连接O-连接1.合成部位粗面内质网粗面内质网或高尔基体2.合成方式来自同一个寡糖前体一个个单糖加上去3.与之结合的氨基酸残基

天冬酰胺丝氨酸、苏氨酸、羟赖氨酸、羟脯氨酸4最终长度至少5个糖残基一般1～4个糖残基，但ABO血型抗原较长5.第一个糖残基N-乙酰葡萄糖胺N-乙酰半乳糖胺等N-连接与O-连接的寡糖比较61特征N-连接O-连接1.合成部位粗面内质网粗面内质网61蛋白质糖基化的特点及其生物学意义

糖蛋白寡糖链合成与加工都没有模板，靠不同的酶在细胞不同间隔中经历复杂的加工过程才能完成。糖基化是在成熟过程中折叠成正确构象和增加蛋白质的稳定性；多羟基糖侧链影响蛋白质的水溶性及蛋白质所带电荷的性质。对多数分选的蛋白质来说，糖基化并非作为蛋白质的分选信号。进化上的意义：寡糖链具有一定的刚性，从而限制了其它大分子接近细胞表面的膜蛋白，这就可能使真核细胞的祖先具有一个保护性的外被，同时又不象细胞壁那样限制细胞的形状与运动。蛋白聚糖在高尔基体中组装。与丝氨酸残基相连的是木糖，而不是N-乙酰半乳糖胺。

植物细胞中高尔基体合成和分泌多糖。

62蛋白质糖基化的特点及其生物学意义糖蛋白寡糖链合622.参与蛋白质的改造无活性前体物(某些肽类激素)加工改造有活性的物质(激素)以胰岛素合成为例，胰岛素分子由A和B两条链经2个二硫键结合而成的。A链含有21个氨基酸，B链含有30个氨基酸。胰岛素原失去C链而成胰岛素2.参与蛋白质的改造无活性前体物(某些肽类激素)加工改造有63（三）高尔基复合体对蛋白质的分拣运输蛋白质合成溶酶体寡聚糖磷酸化切除甘露糖加N-乙酰葡萄糖胺加半乳糖加唾液酸；分拣溶酶体顺面管网中层囊反面囊反面管网大泡（分泌颗粒）rER高尔基复合体顺面囊切除甘露糖高尔基堆

RER合成的蛋白质在Gc加工中，被加上不同的分选信号(磷酸、半乳糖、唾液酸等)，被反面Gc膜上的专一受体识别、浓缩、分选后，形成不同运输小泡运到细胞不同部位。64（三）高尔基复合体对蛋白质的分拣运输蛋白质合成溶酶体寡聚糖磷64（三）高尔基复合体对蛋白质的分拣运输蛋白质合成溶酶体寡聚糖磷酸化切除甘露糖加N-乙酰葡萄糖胺加半乳糖加唾液酸；分拣溶酶体顺面管网中层囊反面囊反面管网大泡（分泌颗粒）rER高尔基复合体顺面囊切除甘露糖高尔基堆65（三）高尔基复合体对蛋白质的分拣运输蛋白质合成溶酶体寡聚糖磷65（四）高尔基复合体与溶酶体的形成溶酶体的酶是由rER上的核糖体合成rER腔内运输小泡

高尔基复合体（加工修饰）溶酶体的酶内含有甘露糖-6-磷酸，高尔基复合体反面扁囊膜上有甘露糖-6-磷酸受体，能特异与其结合，诱导溶酶体酶聚集并“出芽”离开高尔基复合体形成溶酶体。

溶酶体酶的分选：M6P反面膜囊M6P受体。在肝细胞中溶酶体酶还存在不依赖于M6P的另一种分选途径。66（四）高尔基复合体与溶酶体的形成溶酶体的酶是由rER上的核糖66内吞体溶酶体酶的磷酸化rER顺面管网反面管网高尔基复合体溶酶体水解酶前体加入磷酸基团M-6-P溶酶体酶前溶酶体ATPADP+PiH+去除磷酸pH=6成熟溶酶体M-6-P(甘露糖-6-磷酸是一种分选信号)67内吞体溶酶体酶的磷酸化rER顺面管网反面管网高尔基复合体溶67内吞体rER顺面管网反面管网高尔基复合体溶酶体水解酶前体加入磷酸基团M-6-P溶酶体酶前溶酶体ATPADP+PiH+去除磷酸pH=6成熟溶酶体clathrincoat,early/lateendosome,acidiccompartment68内吞体rER顺面管网反面管网高尔基复合体溶酶体水解酶前体加68无生物活性的蛋白原→高尔基体→切除N-端或两端的序列→成熟的多肽。如胰岛素、胰高血糖素等。蛋白质前体→高尔基体→水解→同种有活性的多肽，如神经肽。含有不同信号序列的蛋白质前体→高尔基体→加工成不同的产物。同一种蛋白质前体→不同细胞、以不同的方式加工→不同的多肽。加工方式多样性的可能原因：①确保小肽分子的有效合成；②弥补缺少包装并转运到分泌泡中的必要信号；③有效地防止这些活性物质在合成它的细胞内起作用。（五）蛋白质在高尔基体中酶解加工几种类型69无生物活性的蛋白原→高尔基体→切除N69（六）高尔基复合体与细胞内膜泡运输内质网膜流(membraneflow)：细胞各种膜性结构之间相互联系和转移的现象称膜流。运输小泡高尔基复合体大囊泡细胞膜70（六）高尔基复合体与细胞内膜泡运输内质网膜流70供(受)体房室/膜,膜再循环;结构/调节性分泌途径;前/反向运输coatprotein,COPⅡ/Ⅰ反向运输(retrogradet.)前向运输(anterogradet.)71供(受)体房室/膜,膜再循环;结构/调节性分泌途径;前/反71内膜系统与膜流

膜流(membraneflow):是指细胞的膜成分在质膜与内膜之间，以及在内膜系统各种结构之间流动的现象。又称为小泡流(vesicleflow)。膜流过程中，提供膜性小泡的膜结构成为供体房室(donorcompartment)或供体膜，接受膜性小泡的膜结构成为受体房室(acceptorc.)或受体膜。膜的再循环(membranerecycling)实现细胞器膜成分的内在平衡机制(homeostaticmechanisms)。

结构性分泌途径(constitutivesecretorypathway)与调节性分泌途径(regaluteds.p.)

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前向运输(anterogradet.)与反向运输(retrogradet.)。72内膜系统与膜流膜流(membrane72RetrievingERproteins73RetrievingERproteins2073Theformationofclathrin-coatedvesiclesattheTG74Theformationofclathrin-coat74SecretedproteinsProteinsmovefromGolgicomplextoplasmamembraneinsecretoryvesiclesConstitutive

(intestinalmucus)肠粘液Regulated

(neurotransmitters)神经递质75SecretedproteinsProte75五、高尔基复合体的病理性变化异常改变高尔基复合体的增生和肿胀：囊泡扩张可占据细胞质的大部分区域，多见于药物中毒。高尔基复合体内容物的改变:(颗粒)电子密度低含饱和脂肪酸，反之高尔基复合体在癌细胞中的改变高尔基复合体的萎缩和解体：囊泡塌陷、数量减少或降解，见于中毒或肿瘤细胞。76五、高尔基复合体的病理性变化异常改变高尔基复合体的增生和肿胀76771955年,deDuve等人,电镜--鼠肝细胞--细胞化学显示，含多种水解酶，分解各种内源和外源性物质，称为－溶酶体。一、溶酶体的形态结构与酶溶酶体的形态特征溶酶体是由一层单位膜包围，内含多种酸性水解酶的泡状结构。φ0.2~0.8μm球形、卵圆形小体；也长杆状、蛇形称为管状溶酶体、线状溶酶体。第三节溶酶体241955年,deDuve等人,电镜--7878lysosome2525lysosome79溶酶体的酶溶酶体含有60多种水解酶，这些水解酶多为酸性水解酶，具有某些特征的同源序列；pH值4-6。酶蛋白酶（肽酶）核酸酶磷酸酶糖苷酶（水解糖蛋白和糖脂、糖链的酶）酯酶硫酸酯酶（分解氨基多糖的酶）酸性磷酸酶（ACP酶)，acidphosphatase三偏磷酸酶(TMP酶)ThiamineMonophosphataseTMP标志酶26溶酶体的酶溶酶体含有60多种水解酶，这些80二、溶酶体膜的特性溶酶体膜膜上有H+质子泵：保持溶酶体基质内的酸性环境。膜内存在特殊的转运蛋白：可运输消化水解的产物。蛋白质高度糖基化：防止膜自身被水解消化。（两种跨膜整合蛋白的含量非常丰富，lgpA和lgpB）27二、溶酶体膜的特性溶酶体膜膜上有H+质子泵：保持溶酶体基81内吞体三、溶酶体的形成rER顺面管网反面管网高尔基复合体

溶酶体水解酶前体加入磷酸基团M-6-P溶酶体酶前溶酶体ATPADP+PiH+去除磷酸pH=6成熟溶酶体M-6-P(甘露糖-6-磷酸是一种分选信号)28内吞体三、溶酶体的形成rER顺面管网反面管网高尔基复合体82溶酶体酶的合成及N-连接的糖基化修饰（RER）

高尔基体cis膜囊寡糖链上的甘露糖残基磷酸化M6PN-乙酰葡萄糖胺磷酸转移酶高尔基体trans-膜囊和TGN膜（M6P受体）溶酶体酶分选与局部浓缩以出芽的方式转运到前溶酶体磷酸葡萄糖苷酶磷酸化识别信号：信号斑发生途径

29溶酶体酶的合成及N-连接的糖基化修饰（RER）高尔基体83溶酶体的发生过程

30溶酶体的发生过程84

依赖于M6P的分选途径的效率不高，部分溶酶体酶通过运输小泡直接分泌到细胞外。

在细胞质膜上也存在依赖于钙离子的M6P受体，同样可与胞外的溶酶体酶结合，通过受体介导的内吞作用，将酶送至前溶酶体中，M6P受体返回细胞质膜，反复使用。

还存在不依赖于M6P的分选途径（如酸性磷酸酶、分泌溶酶体的水溶性蛋白穿孔素perforin和粒酶granzyme）。分选途径多样化31依赖于M6P的分选途径的效率不高85四、溶酶体的分类初级溶酶体(primarylysosome)：只含酶，不含底物。次级溶酶体(secondaryl.)：吞噬性溶酶体(phago-)初级溶酶体+底物次级溶酶体异噬(heterophagic)溶酶体：初级溶酶体+外源物：异噬过程+吞饮体+吞噬体+微吞饮小泡多泡体自(噬性)溶酶体(autophago-)：初级溶酶体+内源性物质(自噬体)：自体吞噬（autophagy）后溶酶体(末溶酶体、残质体residualbody)：含有溶酶体内消化分解后的残余物质的溶酶体。如：脂褐质，髓样小体，含铁小体等。终末溶酶体(telolysosome)：初级溶酶体消化后－残质体32四、溶酶体的分类初级溶酶体(primarylysoso86Phagocytosis33Phagocytosis87Asummaryofthephagocyticpathway34Asummaryofthephagoc88Lysosomes35Lysosomes89五、溶酶体的功能消化营养作用。防御作用。参与免疫作用。脏器的形成发生。参与受精过程。参与激素的合成、分泌过程。植物细胞的液泡含有多种水解酶，具有与动物细胞溶酶体类似的功能。36五、溶酶体的功能消化营养作用。杨保胜细胞生物学与遗传学教研室ybs@90溶酶体的消化作用异溶作用：对细胞内吞物的消化。自噬作用：对自身物质的消化。分泌自噬：对细胞内分泌颗粒的吞噬。内体初级溶酶体吞噬体吞噬溶酶体吞饮体吞饮溶酶体自噬体自噬溶酶体分泌颗粒分泌溶酶体次级溶酶体残质体异噬作用自噬作用胞外消化杨保胜细胞生物学与遗传学教研室ybs@xxmu.e91Coatedpits38Coatedpits92Asummaryoftheautophagicpathway39Asummaryoftheautopha杨保胜细胞生物学与遗传学教研室ybs@93内体初级溶酶体吞噬体异溶酶体吞饮体异溶酶体自噬体自溶酶体分泌颗粒分泌溶酶体次级溶酶体残质体异噬作用自噬作用胞外消化杨保胜细胞生物学与遗传学教研室ybs@xxmu.e94清除无用的生物大分子、衰老损伤的细胞(器)很多生物大分子的半衰期只有几个小时至几天，肝细胞中线粒体的平均寿命约10天左右；红细胞120天（衰老红细胞特征，每天清除1011个），这些任务主要由溶酶体和蛋白酶体共同完成。“清道夫”或“细胞内消化器官（特殊的黏菌、变形虫）”

细胞受损后，细胞崩溃(内含溶酶体)，使周围组织溶解液化，而成脓液。清除发育和成体中凋亡的细胞。溶酶体储积病。41清除无用的生物大分子、衰老损伤的细胞(器)95Autophagy42Autophagy96溶酶体参与免疫过程

抗原被巨噬细胞吞噬和处理(溶酶体参与)，使抗原物质保留下来，然后再将这免疫信息传递(携带或释放抗原)给T/B淋巴细胞，使他们分泌淋巴素或抗体。

免疫过程中形成的抗原抗体复合物（正常情况下被吞噬），在炎症或损伤时，可促使溶酶体释放中性蛋白酶，破坏血管的弹性蛋白而致脉管炎，破坏肾小球微血管基质引起肾小球肾炎，破坏肺的结缔组织而致肺气肿，破坏软骨而致关节炎。43溶酶体参与免疫过程抗原被巨噬细胞吞噬和处97溶酶体与脏器的形成与退化脊椎动物胚胎发育至两性分化时，Mullerianducts在雌性发育成输卵管，在雄性退化，退化开始时发现其溶酶体的水解酶浓度增加，此变化不发生于雌性。睾酮可促进此类酶释放。雄激素调节。两栖类发育中蝌蚪尾巴的消化，哺乳动物断奶后乳腺退行性变化等，都涉及某些特定细胞编程性死亡及周围活细胞对其的清除，这都与溶酶体相关。44溶酶体与脏器的形成与退化脊椎动物胚胎发育当精子与卵外层膜接触后，形成小孔道，顶体内的各种酶（顶体酶）便被激发而释放到细胞外，称顶体反应（acrosomereaction）。杨保胜细胞生物学与遗传学教研室ybs@98溶酶体参与受精过程

透明质酸酶使精子穿过卵丘的细胞层；

放射冠穿透酶使精子冲破放射冠抵达透明带；而顶体素使精子突破透明带抵达卵黄膜；最后在一种尚不清楚的酶的作用下使精子入卵（产生抑制顶体素物质，封闭透明带，使其他精子不易进入卵。）。当精子与卵外层膜接触后，形成小孔道，

参与激素合成：参与激素合成的原料摄取、加工、储