细胞质基质与内膜系统翟中和第四演示文稿

细胞质基质与内膜系统翟中和第四版演示文稿当前第1页\共有111页\编于星期四\10点本章主要内容细胞质基质及其功能细胞内膜系统及其功能内质网高尔基体溶酶体过氧化物酶体当前第2页\共有111页\编于星期四\10点真核细胞内区室化当前第3页\共有111页\编于星期四\10点细胞组分

数目

体积比细胞质基质细胞核内质网高尔基体溶酶体胞内体过氧化物酶体线粒体

1

111300200400170054612311122肝细胞中细胞质基质及细胞其它组分的数目及所占的体积比 （引自Albert.1998）当前第4页\共有111页\编于星期四\10点第一节细胞质基质及其功能当前第5页\共有111页\编于星期四\10点

1、经典细胞学:电镜下，在真核细胞的细胞质中，除去可分辨的细胞器及其亚微结构以外的细胞质部分称为细胞质基质.

2、生物化学:用差速离心的方法分级离心细胞匀浆物中的各种细胞组分，先后除去细胞核、线粒体、溶酶体、高尔基体和细胞膜等细胞器或细胞结构后，存留在上清液中的部分称为胞质溶胶.

3、学术争议:有人认为细胞骨架不属于细胞质基质的范畴，是细胞器，也有人认为细胞骨架是细胞质基质的主要结构体系，是其他成分锚定的骨架，同时它们经常处于装配和解聚的动态平衡中，其解聚的亚单位仍保持在液相中.

一、细胞质基质的含义当前第6页\共有111页\编于星期四\10点细胞质基质很可能是一种高度有序的体系关键在于细胞质骨架纤维贯穿其中，起重要的组织作用主要特点：细胞质基质是一个高度有序的体系；通过弱键而相互作用处于动态平衡的结构体系主要成分：中间代谢有关的数千种酶类、细胞质骨架结构。当前第7页\共有111页\编于星期四\10点大分子类：蛋白质、脂蛋白、RNA、多糖等。细胞质基质是细胞真正的内环境，其组成成分复杂。主要含有与中间代谢有关的数千种酶类，依分子大小大致划分为下列几种。小分子和各种离子：如水K+、Cl-、Na+、Mg++、Ca++等。中分子类：脂类、糖类、氨基酸、核苷酸类等。故认为它呈复杂的胶体性质，可随环境条件的改变由溶胶变为凝胶状态或者相反，这成为某些细胞运动方式的动力。当前第8页\共有111页\编于星期四\10点大分子拥挤(Macromolecularcrowding)Thecrowdedstateofthecytoplasmin

(a)eukaryoticand(b)E.colicells当前第9页\共有111页\编于星期四\10点二、细胞质基质的功能完成各种中间代谢过程如糖酵解过程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等为某些蛋白质合成和脂肪酸合成提供场所与细胞质骨架相关的功能维持细胞形态、细胞运动、胞内物质运输及能量传递；细胞质基质结构体系的组织者与细胞膜相关的功能细胞质基质产生区室化；依靠细胞膜或细胞器膜上的泵蛋白和离子通道维持细胞内外跨膜的离子梯度蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解当前第10页\共有111页\编于星期四\10点1.蛋白质的修饰辅酶或辅基与酶的共价结合磷酸化与去磷酸化蛋白质糖基化作用甲基化修饰酰基化当前第11页\共有111页\编于星期四\10点2.控制蛋白质的寿命N端第一个氨基酸残基是决定蛋白质寿命的信号泛素化和蛋白酶体所介导的蛋白质降解途径（ubiquitin-andproteasome-mediatedpathway）当前第12页\共有111页\编于星期四\10点3.降解变性和错误折叠的蛋白质细胞质基质中的变性蛋白质、错误折叠的蛋白质、含有被氧化或其他非正常修饰氨基酸的蛋白质，不管其N端氨基酸残基是否稳定，常常很快被降解清除当前第13页\共有111页\编于星期四\10点2004年诺贝尔化学奖发现泛素调节的蛋白质降解当前第14页\共有111页\编于星期四\10点CentralDogmaofBiologyDNARNAPROTEINtranslationreplicationtranscriptionfolding,assembly,targetingdegradationaminoacids,peptidesregulationofconformation/functionFUNCTIONALPROTEIN当前第15页\共有111页\编于星期四\10点ProteasomesystemsUbiquitin-dependentProteasomeSystem(UPS)Ubiquitin-independentProteasomeSystem当前第16页\共有111页\编于星期四\10点Ubiquitin-ProteasomeSystem(UPS)UbUbProteasomeUbUbUbUbProteinUbUbProteindegradationUbE1E3E2E3E3E1:ubiquitin-activatingenzymeE2:ubiquitin-conjugatingenzymeE3:ubiquitinligaseUbiquitinationDegradationLysDUBs*DUBs:Deubiquitinatingenzymes*Ub:UbiquitinP116当前第17页\共有111页\编于星期四\10点TypesofUbiquitinationUbKUbKUbKUbKUbKUbUbUbUbMonoubiquitinationMulti-monoubiquitinationPolyubiquitinationN-terminalubiquitination-aminogroupoftheN-terminalresidue-aminogroupoflysineresidue当前第18页\共有111页\编于星期四\10点SumoylationandDesumoylationSUMOpeptideUba2Aos1E1SUMOSUMOSUMOUlp1ProteinSUMOE2Ubc9Ubc91.MaturationE3ATPAMP+PPiUlp1Uba2Aos12.Activation3.Conjugation4.Ligation当前第19页\共有111页\编于星期四\10点4.帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠热休克蛋白（heatshockprotein，HSP）：一类进化上高度保守的蛋白质家族，作为分子伴侣（molecularchaperone）发挥多种作用，协助细胞内蛋白质合成、分选、折叠与装配等当前第20页\共有111页\编于星期四\10点热休克蛋白(heatshockprotein，Hsp)

DNA序列分析表明热休克蛋白有3个主要家族即25kD，70kD和90kD的蛋白，每一家族中都有由不同基因编码的数种蛋白。有的基因在正常条件下表达，而有些则在温度增高或其它异常情况下大量表达，以保护细胞，减少异常环境的损伤。已有证据表明在正常的细胞中，90kD和70kD，特别是70kD的热休克蛋白选择性的与畸形的蛋白质及其形成的聚合物结合，利用水解ATP释放的能量使聚集的蛋白质溶解并进一步折叠成具有正确构象的蛋白质。

当前第21页\共有111页\编于星期四\10点第二节细胞内膜系统及其功能当前第22页\共有111页\编于星期四\10点真核细胞膜结合区室的主要功能细胞器(区室)主要功能胞质溶胶代谢的主要场所；蛋白质合成部位细胞核基因组存在场所，DNA和RNA的合成地内质网大多数脂的合成场所，蛋白质合成和集散地高尔基体蛋白质和脂的修饰、分选和包装溶酶体细胞内的降解作用内体内吞物质的分选线粒体通过氧化磷酸化合成ATP叶绿体进行光合作用过氧化物酶体毒性分子的氧化当前第23页\共有111页\编于星期四\10点内膜系统可能的进化过程当前第24页\共有111页\编于星期四\10点内膜系统内质网(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

TheEndomembraneSystemisComplex25当前第25页\共有111页\编于星期四\10点细胞的内膜系统（endomembranesystem）是指细胞内在结构、功能及发生上相关的由膜包绕形成的细胞器或细胞结构，主要包括：内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体和分泌泡等。内膜系统使真核细胞内区域化（compartmentalization）

意义：内膜系统的出现是真核细胞区别于原核细胞的显著特点之一，其意义在于：大大增加了细胞内膜的表面积；为多种酶特别是多酶体系提供了大面积的结合位点；酶系统的隔离与连接；蛋白质、糖、脂肪的合成、加工和包装；运输分泌物；扩散屏障及膜电位建立；离子梯度的维持等。当前第26页\共有111页\编于星期四\10点

质膜内膜生物膜原核细胞–

质膜构成的单一区室真核细胞–

内膜–

各种细胞器内膜系统出现的意义：各自独立，各司其职相互依存，协调同一大大提高了细胞代谢反应的效率当前第27页\共有111页\编于星期四\10点

1945年，K.R.Poter;

电子显微镜;小鼠成纤维细胞28一、内质网ER(endoplasmicreticulum)当前第28页\共有111页\编于星期四\10点（一）内质网的形态结构（二）内质网的化学组成（三）内质网的类型（四）内质网的主要功能（五）内质网的病理性变化内质网ER(endoplasmicreticulum)当前第29页\共有111页\编于星期四\10点核膜外层（一）内质网的形态结构内质网

ER是由一层单位膜围成的形状大小不同的小管，小泡，扁囊状结构，相互连接形成一个连续的网状膜系统。小管小泡扁囊状细胞膜核膜内质网细胞膜内质网的内腔相互连通。30当前第30页\共有111页\编于星期四\10点（二）内质网的化学组成1.脂类（30－40％）以磷脂中的磷脂酰胆碱为主，比细胞膜丰富,鞘磷脂少2.蛋白质（60－70％）30多种不同的酶或者酶系标志酶：葡萄糖－6－磷酸酶当前第31页\共有111页\编于星期四\10点（三）内质网的类型(TypesofER

)核糖体粗面内质网滑面内质网TherearetwobasickindsofER:Rough/granularendoplasmicreticulum

(RER，粗面/颗粒内质网)-hasribosomesattached.Smooth/agranularendoplasmicreticulum

(SER，滑/光面/无颗粒内质网)-noribosomes.32当前第32页\共有111页\编于星期四\10点粗面内质网(RER)滑面内质网(SER)当前第33页\共有111页\编于星期四\10点roughendoplasmicreticulum(RER)

rER:膜表面附着核糖体，膜上有核糖体连接蛋白；形态多为板层状排列的扁囊；网腔内含低电子或中等电子密度的物质；多分布在分泌活动旺盛或分化较完善的细胞内。(Russell’sbody)当前第34页\共有111页\编于星期四\10点ThesmoothER(SER)

sER:膜表面无核糖体附着；形态多为分枝小管或小泡；多分布在一些特化的细胞中。35当前第35页\共有111页\编于星期四\10点糙面内质网与光面内质网结构胰腺外分泌细胞中发达的糙面内质网，内质网膜及外核膜上附有核糖体黄体细胞有丰富的光面内质网Cos-7细胞经双重荧光染色显示的内质网的分布：绿色显示两种形式的内质网，叠加色（黄）显示糙面内质网区当前第36页\共有111页\编于星期四\10点另外还有两个概念:微粒体和肌质网,可将它们看成是特殊类型的内质网。●微粒体(microsome)在细胞匀浆和差速离心过程中获得的由破碎的内膜系统（主要是内质网和高尔基体）自我融合形成的近似球形的膜囊泡状结构。多数情况下，由破碎的内质网自我融合形成的微粒体，包含内质网膜和核糖体两种基本成分，这些小囊泡的直径大约100nm左右，是异质性的集合体。在体外实验中,具有蛋白质合成、蛋白质糖基化和脂类合成等内质网的基本功能。特殊类型的内质网p117当前第37页\共有111页\编于星期四\10点●肌质网(sarcoplasmicreticulum)

心肌和骨骼肌细胞中的一种特殊的内质网,其功能是参与肌肉收缩活动。肌质网膜上的Ca2+-ATP酶将细胞基质中的Ca2+泵入肌质网中储存起来，使肌质网Ca2+的浓度比胞质溶胶高出几千倍。受到神经冲动刺激后，Ca2+释放出来，参与肌肉收缩的调节。p122当前第38页\共有111页\编于星期四\10点（四）内质网的功能向细胞外分泌的蛋白质膜的整合蛋白细胞器中的可溶性驻留蛋白1.蛋白质的合成是糙面内质网的主要功能当前第39页\共有111页\编于星期四\10点合成磷脂所需要的3种酶活性部位都定位在内质网膜的细胞质基质侧2．光面内质网是脂质合成的重要场所当前第40页\共有111页\编于星期四\10点酰基转移酶磷脂酸rER胞质侧磷酸酶二酰基甘油(DG)胆碱磷酸转移酶卵磷脂rER腔面先由酰基转移酶将胞质中的脂肪酸和磷酸甘油缩合成磷脂酸(留在脂双层中)。在磷酸酶作用下，由磷脂酸和磷酸甘油组成DG;最后,再在胆碱磷酸转移酶催化下由DG和CDP-胆碱合成卵磷脂。翻转酶(flipase)。41当前第41页\共有111页\编于星期四\10点磷脂转位蛋白或称转位酶（flippase）膜脂的不对称性？P119当前第42页\共有111页\编于星期四\10点A.通过膜泡转运脂质B.通过PEP介导的脂质转运C.膜嵌入蛋白介导的膜间直接接触内质网上合成的磷脂转运的三种可能方式当前第43页\共有111页\编于星期四\10点3.蛋白质的修饰与加工发生在内质网和高尔基体的蛋白质糖基化在内质网发生二硫键的形成蛋白质折叠和多亚基蛋白的装配在内质网、高尔基体和分泌泡发生特异性的蛋白质水解切割当前第44页\共有111页\编于星期四\10点蛋白质糖基化N-连接糖基化与O-连接糖基化的比较

N-连接糖基化与之直接结合的糖是N-乙酰葡糖胺O-连接糖基化与之直接结合的糖是N-乙酰半乳糖胺当前第45页\共有111页\编于星期四\10点N-连接与O-连接的寡糖比较在内质网发生的蛋白质N-连接糖基化的加工，转移至高尔基体后还会经过一系列复杂的修饰当前第46页\共有111页\编于星期四\10点糙面内质网中蛋白质N-连接糖基化过程p121当前第47页\共有111页\编于星期四\10点内质网腔二硫键形成当前第48页\共有111页\编于星期四\10点4.新生多肽的折叠与组装蛋白二硫键异构酶和Bip等蛋白质都具有4肽驻留信号（KDEL或HDEL）以保证它们滞留在内质网中，并维持很高的浓度当前第49页\共有111页\编于星期四\10点内质网是蛋白质分泌转运途径中行使质量监控的重要场所折叠错误的多肽被送到细胞质中,被泛素(ubiquitin)结合,然后送到蛋白酶体(proteosome)中降解当前第50页\共有111页\编于星期四\10点内质网是蛋白质分泌转运途径中行使质量监控的重要场所Molecular&CellularProteomicsMay2007vol.6no.5798-811当前第51页\共有111页\编于星期四\10点5.内质网的其他功能肝细胞的解毒作用细胞色素P-450当前第52页\共有111页\编于星期四\10点5.内质网的其他功能肌质网储存和释放Ca2+当前第53页\共有111页\编于星期四\10点5.内质网的其他功能内质网上糖原的合成与分解固醇类激素的合成sER中的葡萄糖-6-磷酸酶将葡萄糖-6-磷酸水解生成葡萄糖和无机磷，释放游离的葡萄糖进入血液，供细胞之用

当前第54页\共有111页\编于星期四\10点（五）内质网的病理性变化1.ER是一个比较敏感的细胞器。

2.内质网肿胀：ER膨大成空泡状，电子密度底于正常，伴有线粒体肿胀，病理学上称为浊肿(cloudyswelling)。缺氧、辐射等。

3.内质网脱粒：药物中毒、病毒感染等。

4.内质网内包涵体：某些疾病中可看到脂类、蛋白质在ER腔中积累。如脂肪肝细胞中有大量脂质体存在；肝硬化患者的肝细胞可见到ER腔中聚集大量的α1-AT（α1-抗胰蛋白酶）。当前第55页\共有111页\编于星期四\10点561898意大利--高尔基(CamilloGolgi)--光镜--枭、猫--神经细胞二、高尔基体当前第56页\共有111页\编于星期四\10点光镜：网状结构电镜扁平膜囊/中间高尔基网(包括顺面、中间和反面扁囊)/高尔基堆成熟面(matureface)小囊泡/顺面高尔基网/形成面/未成熟面/凸面大囊泡/反面高尔基网/分泌面/凹面形成面(formingface)（一）高尔基体的形态结构与极性当前第57页\共有111页\编于星期四\10点大囊泡

φ100-500nm;膜厚：8nm;泡内含物质：高电子密度物质，浓缩泡。来源：扁平囊周边或局部球状膨突脱落形成。凹面/成熟（反）面GolgiApparatus高尔基体是由一层单位膜包围形成的囊泡系统。由扁平囊(saccule)、小泡(vesical)和大泡(vacuole)三种基本形态组成的。transGolginetwork,TGN当前第58页\共有111页\编于星期四\10点扁平囊呈盘状，3-10层称高尔基堆扁平囊间距：15-30nm；囊腔宽：6-15nm凸面：形成(顺)面；凹面(concave)：成熟(反)面形成面膜厚：6nm;成熟面膜厚：8nm囊腔内含：中等电子密度的物质来源：小囊泡融合。

medialGolginetworkForming/cisfaceMature/transface当前第59页\共有111页\编于星期四\10点凸面：形成(顺)面；小囊泡φ40-80nm球形小泡膜厚：6nm;泡内含物质：低电子密度物质，较透明。来源：由rER“芽生”而来。cisGolginetwork,CGN当前第60页\共有111页\编于星期四\10点高尔基体的４种标志细胞化学反应嗜锇反应（顺面膜囊）焦磷酸硫胺素酶（TPP酶）反应（反面的1～2层膜囊）胞嘧啶单核苷酸酶（CMP酶）和酸性磷酸酶反应（反面膜囊状和反面管网结构）烟酰胺腺嘌呤二核苷酸酶（NADP酶）反应（中间几层）当前第61页\共有111页\编于星期四\10点高尔基体与细胞内膜泡运输膜流(membraneflow)：细胞各种膜性结构之间相互联系和转移的现象称膜流。运输小泡高尔基体大囊泡细胞膜内质网62当前第62页\共有111页\编于星期四\10点（二）高尔基体的功能高尔基体是细胞内大分子加工转运的枢纽对内质网合成的蛋白质进行加工、分类与包装，然后定向转运内质网合成的一部分脂质向细胞质膜和溶酶体膜等部位运输高尔基体还是细胞内糖类合成的工厂当前第63页\共有111页\编于星期四\10点高尔基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。64当前第64页\共有111页\编于星期四\10点1.高尔基体与细胞的分泌活动高尔基体TGN区是蛋白质包装分选的关键枢纽，至少有3条分选途径（1）溶酶体酶的包装与分选途径甘露糖-6-磷酸（M6P）标记（2）可调节性分泌（regulatedsecretion）途径特化类型的分泌细胞（3）组成型分泌（constitutivesecretion）途径所有真核细胞，均可通过分泌泡连续分泌某些蛋白质至细胞表面当前第65页\共有111页\编于星期四\10点高尔基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。当前第66页\共有111页\编于星期四\10点发生在高尔基体TGN区的蛋白质分选途径当前第67页\共有111页\编于星期四\10点高尔基体对蛋白质的修饰加工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；唾液糖3H标记N-乙酰葡萄糖胺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)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。68当前第68页\共有111页\编于星期四\10点2.蛋白质的糖基化及其修饰蛋白质糖基化的生物学功能蛋白质糖基化类型蛋白聚糖在高尔基体中组装植物细胞多糖的合成与分泌糖脂的合成与加工当前第69页\共有111页\编于星期四\10点（1）蛋白质糖基化的生物学功能糖基化的蛋白质其寡糖链具有促进蛋白质折叠和增强糖蛋白稳定性的作用蛋白质糖基化修饰利于高尔基体进行分选与包装，保证糖蛋白从rER至高尔基体膜囊单向转移细胞内一些负责糖链合成与加工的酶类均由管家基因编码；细胞表面、细胞外基质密集存在的寡糖链，直接介导细胞间的双向通讯，或参与分化、发育等多种过程多羟基糖侧链还可能影响蛋白质的水溶性及蛋白质所带电荷的性质当前第70页\共有111页\编于星期四\10点（2）蛋白质糖基化类型特征N-连接O-连接合成部位粗面内质网高尔基体合成方式来自同一个寡糖前体一个个单糖加上去与之结合的氨基酸残基一个个单糖加上去丝氨酸、苏氨酸、羟赖氨酸、羟脯氨酸最终长度至少5个糖残基一般1～4个糖残基，但ABO血型抗原较长第一个糖残基N-乙酰葡萄糖胺N-乙酰半乳糖胺等P120表7-1当前第71页\共有111页\编于星期四\10点N-连接寡糖的核心糖基是在内质网装配后转移到的高尔基体的；N-连接寡糖的进一步加工修饰在高尔基体上完成N-连接寡糖在高尔基体各膜囊区间的加工过程当前第72页\共有111页\编于星期四\10点（3）蛋白聚糖在高尔基体中组装由一个或多个糖氨聚糖(glycosaminoglycan)结合到核心蛋白的丝氨酸Ser残基上，直接与Ser羟基结合的不是N-乙酰半乳糖胺而是木糖（xylose）当前第73页\共有111页\编于星期四\10点3.蛋白酶的水解和其他加工过程无生物活性的蛋白原（proprotein）进入高尔基体后，切除N端或两端的序列形成成熟多肽。如胰岛素、胰高血糖素及血清蛋白等含有多个相同氨基酸序列的前体，在高尔基体中被水解形成同种有活性的多肽，如神经肽等同一种蛋白质前体在不同的细胞中可能以不同的方式加工，产生不同种类的多肽，增加了细胞信号分子的多样性当前第74页\共有111页\编于星期四\10点胰岛素分子的加工与成熟当前第75页\共有111页\编于星期四\10点4．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。当前第76页\共有111页\编于星期四\10点三、溶酶体图溶酶体的发现过程（酸性磷酸酶存在于膜结合小泡中）左：造成膜泡破裂及酸性磷酸酶释放的条件右：鼠肝线粒体分离组分置于低渗条件下检测的酸性磷酸酶活性曲线光镜下的内皮细胞：绿色荧光定位溶酶体

红色显示线粒体当前第77页\共有111页\编于星期四\10点溶酶体的发现1949年DeDuve将大鼠肝匀浆分级分离各种细胞器时，发现含有酸性磷酸酶活性的颗粒。1955年，电镜下观察到这种颗粒表面包围着一层膜，从而确认是一种新细胞器，定名为溶酶体。溶酶体：Lysosome，由单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器。其主要功能是进行细胞内的消化和保护作用。当前第78页\共有111页\编于星期四\10点溶酶体（Lysosome)—细胞内“垃圾”处理厂当前第79页\共有111页\编于星期四\10点（一）溶酶体的形态结构与类型异质性细胞器初级溶酶体次级溶酶体残质体当前第80页\共有111页\编于星期四\10点初级溶酶体(primarylysosome)刚刚从反面高尔基体形成的小囊泡,仅含有水解酶类，但无作用底物，外面只有一层单位膜，其中的酶处于非活性状态。当前第81页\共有111页\编于星期四\10点次级溶酶体(secondarylysosome)初级溶酶体与细胞内的自噬泡或异噬泡、胞饮泡或吞噬泡融合形成的复合体，有水解酶和相应的底物，是一种将要或正在进行消化作用的溶酶体。根据所消化的物质来源不同,分为自噬性溶酶体、异噬性溶酶体。自噬性溶酶体：作用底物是内源性的,即细胞内的蜕变、破损的某些细胞器或局部细胞质。异噬性溶酶体：它的作用底物是外源性的,即细胞经吞噬、胞饮作用所摄入的胞外物质。当前第82页\共有111页\编于星期四\10点当前第83页\共有111页\编于星期四\10点残余体（residuallysosome）未被消化的物质残余在溶酶体中形成残余小体或后溶酶体，以胞吐外排。也可能留在细胞内逐年增多，如表皮细胞的老年斑，肝细胞的脂褐质当前第84页\共有111页\编于星期四\10点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余小体异噬作用自噬作用胞外消化当前第85页\共有111页\编于星期四\10点（一）溶酶体的形态结构与类型溶酶体含有多种酸性水解酶类，酶的最适pH为5.0左右酸性磷酸酶是常用的标志酶溶酶体膜成分特殊①嵌有质子泵②具有多种载体蛋白③膜蛋白高度糖基化次级溶酶体分为自噬溶酶体和异噬溶酶体当前第86页\共有111页\编于星期四\10点（二）溶酶体的功能溶酶体的基本功能是细胞内的消化作用，一般可概括成内吞作用、吞噬作用和自噬作用3种途径当前第87页\共有111页\编于星期四\10点1.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AaronCiechanover.NatureReviewsMolecularCellBiology,2005,6,79-87当前第88页\共有111页\编于星期四\10点2.防御功能防御功能是某些细胞特有的功能，它可以识别并吞噬入侵的病毒或细菌，在溶酶体作用下将其杀死并进一步降解当前第89页\共有111页\编于星期四\10点3.其他重要的生理功能作为细胞内的消化“器官”为细胞提供营养在分泌腺细胞中，溶酶体常常摄入分泌颗粒，参与分泌过程的调节程序性死亡后的细胞被周围吞噬细胞溶酶体消化清除受精过程中的顶体反应当前第90页\共有111页\编于星期四\10点协助受精

水解酶至胞外精子附着卵子表面顶体：精子头部膜下含有水解酶的囊状结构。

顶体膜与精子质膜融合穿孔

膜融合

消化卵外膜滤泡细胞当前第91页\共有111页\编于星期四\10点（三）溶酶体的发生溶酶体酶的合成及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：信号斑当前第92页\共有111页\编于星期四\10点内吞体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+去除磷酸成熟溶酶体pH=6溶酶体酶的加工与分选当前第93页\共有111页\编于星期四\10点溶酶体酶从高尔基体TGN和细胞表面转运到溶酶体当前第94页\共有111页\编于星期四\10点溶酶体酶分选途径多样化依赖于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perforin和granzyme）当前第95页\共有111页\编于星期四\10点（四）溶酶体与疾病溶酶体储积症（lysosomalstoragediseases）：溶酶体缺乏某种水解酶，导致相应的底物不能被降解而积蓄在溶酶体内如泰－萨二氏病；Ⅰ细胞病等溶酶体膜稳定性下降，水解酶外溢导致的相关疾病如矽肺、类风湿性关节炎等当前第96页\共有111页\编于星期四\10点溶酶体与矽肺矽肺silicosis与溶酶体膜受损有关。胶原纤维结节，肺弹性降低。矽肺正常肺当前第97页\共有111页\编于星期四\10点溶酶体与痛风当前第98页\共有111页\编于星期四\10点溶酶体病粘多糖贮积病当前第99页\共有111页\编于星期四\10点泰-萨氏综合征神经元

缺少氨基已糖酯酶A，神经节甘脂GM2积累当前第100页\共有111页\编于星期四\10点四、过氧化物酶体又称微体(microbody)，是由单层膜围绕的内含一种或几种氧化酶类的细胞器存在于所有动物细胞和很多植物细胞中异质性细胞器鼠肝细胞超薄切片所显示的过氧化物酶体和其他细胞器如线粒体等当前第101页\共有111页\编于星期四\10点（一）过氧化物酶体与溶酶体的区别过氧化物酶体和初级溶酶体的形态与大小类似，但过氧化物酶体中的尿酸氧化酶等常形成晶格状结构，可作为电镜下识别的主要特征通过密度梯度离心可分离过氧化物酶体和溶酶体当前第102页\共有111页\编于星期四\10点过氧化物酶体与溶酶体在成分、功能及发生方式等方面的差异过氧化物酶体与溶酶体的特征比较当前第103页\共有111页\编于星期四\10点（二）过氧化物酶体的功能动物细胞中：①参与脂肪酸的β-氧化②具有解毒作用，过氧化氢酶