临床细胞的内膜系统与囊泡转运课件

第五章细胞的内膜系统与囊泡转运内膜系统：指细胞内那些在结构，功能及其发生上相互密切关联的膜性结构细胞器的总称。内膜系统高尔基复合体溶酶体过氧化物酶体（？）内质网05临床细胞的内膜系统与囊泡转运第一节内质网1945年，K.R.Poter----------电子显微镜--------小鼠成纤维细胞分布于除哺乳动物成熟红细胞以外的真核细胞内(Endoplasmicreticulum,ER)05临床细胞的内膜系统与囊泡转运一、内质网的化学组成微粒体微粒体：细胞匀浆离心后，内质网断裂形成的封闭囊泡。粗面微粒体(A)滑面微粒体(B)内质网通常占细胞全部膜相结构的50%左右05临床细胞的内膜系统与囊泡转运脂类：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——标志酶

内质网膜05临床细胞的内膜系统与囊泡转运核膜外层扁囊状管状泡状内质网细胞膜内质网小管小泡扁囊状细胞膜核膜二、内质网的形态结构05临床细胞的内膜系统与囊泡转运粗面内质网rER（roughER):

膜表面附着核糖体；形态多为扁囊状；多分布在分泌活动旺盛和分化较完善的细胞,如胰腺细胞，浆细胞。（一）粗（糙）面内质网粗三、内质网的基本类型05临床细胞的内膜系统与囊泡转运粗面内质网的形态:扁囊05临床细胞的内膜系统与囊泡转运

电镜下显示内质网（兰色），核糖体颗粒（绿色）

05临床细胞的内膜系统与囊泡转运05临床细胞的内膜系统与囊泡转运滑面内质网sER（smoothER):

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，如皮脂腺细胞等。（二）滑（光）面内质网滑05临床细胞的内膜系统与囊泡转运滑面内质网的形态：管状、泡状05临床细胞的内膜系统与囊泡转运粗面内质网的功能1.作为核糖体的附着支架，参与蛋白质的合成4.蛋白质的胞内运输3.蛋白质糖基化2.新生多肽链的折叠与装配四、内质网的功能05临床细胞的内膜系统与囊泡转运滑面内质网的功能滑面内质网的功能（多功能的细胞器）1.脂质的合成与转运（肾上腺细胞、睾丸间质细胞、黄体细胞）2.糖原的代谢（肝细胞）3.解毒作用（肝细胞）4.Ca2+的储存场所，调节肌肉的收缩（肌细胞的肌质网）5.分泌胃酸、胆汁（胃壁腺细胞、肝细胞）05临床细胞的内膜系统与囊泡转运五内质网异常与疾病内质网最常见的病理改变是肿胀、囊池塌陷或肥大内质网肿胀、脱粒内质网囊池塌陷内质网肥大内质网囊腔中包含物的形成蛋白质、糖原和脂质在内质网中的贮积内质网在不同肿瘤细胞中呈现多样性改变05临床细胞的内膜系统与囊泡转运1.作为核糖体附着的支架，参与分泌蛋白的合成。05临床细胞的内膜系统与囊泡转运分泌蛋白质合成的信号肽假说信号肽假说（Signalhypothesis）：认为蛋白质N端的信号肽，是指导该蛋白质转至粗面内质网上合成的决定因素。Blobel因此项发现获1999年诺贝尔生理医学奖。05临床细胞的内膜系统与囊泡转运粗面内质网与蛋白质的合成信号肽信号识别颗粒（SRP)SRP-R移位子05临床细胞的内膜系统与囊泡转运蛋白质转入内质网合成涉及的成分

①信号肽（signalpeptide）：一段16~30个氨基酸残基构成的多肽在分泌蛋白的肽链合成前合成可以被SRP识别可以引导分泌蛋白的肽链进入内质网腔分泌蛋白进入内质网腔后信号肽被切除AP信号肽05临床细胞的内膜系统与囊泡转运②信号识别颗粒（SRP）：存在部位：胞质由6个多肽和1个7SRNA构成。与信号肽结合，导致蛋白质合成暂停。识别内质网膜上SRP受体

05临床细胞的内膜系统与囊泡转运③SRP受体（SRP-R）内质网膜整合蛋白可与SRP特异识别、结合从而使核糖体锚泊于内质网膜的通道蛋白移位子上05临床细胞的内膜系统与囊泡转运内质网膜上的亲水通道动态结构，有两种可转化的构象开放------与核糖体结合时关闭------蛋白质完全转移进内质网腔后④移位子移位子05临床细胞的内膜系统与囊泡转运内质网腔细胞质SRP受体信号识别颗粒(SRP)

移位子tRNAAP核糖体mRNA信号肽A信号肽假说05临床细胞的内膜系统与囊泡转运具体过程：05临床细胞的内膜系统与囊泡转运分子伴侣帮助内质网内新生的多肽链折叠与组装2.新生多肽链的折叠与装配05临床细胞的内膜系统与囊泡转运错误折叠的蛋白质、未完全装配的蛋白质分子伴侣分子伴侣：能够帮助多肽链转运、折叠和组装的结合蛋白，本身不参与最终产物的形成。内质网内的分子伴侣为内质网驻留蛋白。滞留、纠正不能纠正：进入细胞质降解蛋白质质量的控制过量堆积内质网应激，可能导致细胞凋亡05临床细胞的内膜系统与囊泡转运蛋白质的糖基化：是指单糖或寡糖与蛋白质共价结合形成糖蛋白。N-连接的糖基化：发生在内质网腔内O-连接的糖基化：主要在高尔基复合体中进行。3.蛋白质的糖基化

糖基化的作用：对蛋白质具有保护作用具有运输信号的作用形成细胞膜表面的糖被05临床细胞的内膜系统与囊泡转运N-连接的糖链：2个N-乙酰葡萄糖胺、9个甘露糖、3个葡萄糖组成的14寡糖。N-连接糖基化：寡糖链与天冬酰胺残基

的NH2连接。05临床细胞的内膜系统与囊泡转运

多萜醇ppＮＮ甘甘甘甘甘葡葡葡甘甘甘甘多萜醇ppＮＮ甘甘甘甘甘Ａsn葡葡葡甘甘甘甘ＮＮ甘甘甘甘甘多萜醇pp

rER腔rER膜核糖体多萜醇pp多萜醇ＮN-乙酰葡萄糖胺甘甘露糖葡葡萄糖糖基转移酶正在ER中合成蛋白质的N-连接糖基化05临床细胞的内膜系统与囊泡转运4.蛋白质的胞内运输

05临床细胞的内膜系统与囊泡转运2滑面内质网参与糖原的代谢（肝细胞）05临床细胞的内膜系统与囊泡转运05临床细胞的内膜系统与囊泡转运05临床细胞的内膜系统与囊泡转运第二节高尔基复合体（GC)1898意大利----高尔基（CamilloGolgi)-----光镜-----枭、猫-----神经细胞(Golgicomplex)05临床细胞的内膜系统与囊泡转运电镜扁平囊成熟面小囊泡大囊泡形成面一、高尔基体的形态结构（一）高尔基体由扁平囊泡、小囊泡和大囊泡构成05临床细胞的内膜系统与囊泡转运扁平囊凸面：形成（顺）面；小囊泡来源：小囊泡融合。来源：由rER‘芽生’而来。大囊泡来源：扁平囊周边或局部球状膨突脱落形成。凹面：成熟（反）面05临床细胞的内膜系统与囊泡转运膜流：细胞的各种膜性结构之间相互联系和转移的现象称膜流。内质网运输小泡高尔基复合体大囊泡细胞膜05临床细胞的内膜系统与囊泡转运

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，使扁平囊不但得到补充

3）大囊泡不断的从扁平囊的反面脱落，使扁平囊得以不断的更新高尔基复合体是动态平衡的细胞器

05临床细胞的内膜系统与囊泡转运05临床细胞的内膜系统与囊泡转运05临床细胞的内膜系统与囊泡转运05临床细胞的内膜系统与囊泡转运家兔脊神经节细胞05临床细胞的内膜系统与囊泡转运二、高尔基体的化学组成05临床细胞的内膜系统与囊泡转运三、高尔基复合体的功能（一）GC是细胞内蛋白质运输分泌的中转站（二）GC是胞内物质加工合成的重要场所（三）GC是胞内蛋白质的分选和膜泡定向运输的枢纽05临床细胞的内膜系统与囊泡转运3H标记亮氨酸3分钟17分钟117分钟（一）GC是细胞内蛋白质运输分泌的中转站05临床细胞的内膜系统与囊泡转运（二）GC是胞内物质加工合成的重要场所O-连接的寡糖链：在高尔基复合体内合成。糖蛋白N-连接的寡糖链：在rER腔内合成，在GC

中完成修饰。1.糖蛋白的加工合成05临床细胞的内膜系统与囊泡转运N连接糖基化O连接糖基化发生部位内质网高尔基复合体连接的氨基酸天冬氨酸丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸连接基团-NH2-OH糖链长度14个糖基6个以内糖基糖基化方式寡糖链一次性连接单糖基逐个添加05临床细胞的内膜系统与囊泡转运N-乙酰葡萄糖胺N-乙酰葡萄糖胺天门冬酰胺甘甘甘甘甘甘甘露糖苷酶I甘甘甘甘甘N-乙酰葡萄糖胺转移酶甘甘N-乙酰葡萄糖胺甘露糖苷酶II甘甘N-乙酰葡萄糖胺转移酶N-乙酰葡萄糖胺半乳糖转移酶半乳糖半乳糖唾液酸转移酶唾液酸唾液酸GC对N-连接的寡糖链的修饰05临床细胞的内膜系统与囊泡转运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。05临床细胞的内膜系统与囊泡转运A肽B肽C肽NH2

COOHS-SS-SS-S2.蛋白质的水解和加工（内质网）（内质网）（高尔基复合体）前胰岛素原胰岛素原胰岛素（A、B、C、信号肽）（A、B、C）（A、B、折叠）

05临床细胞的内膜系统与囊泡转运蛋白质合成加唾液酸；分拣溶酶体顺面管网反面管网大泡（分泌颗粒）rER高尔基复合体中间膜囊（三）GC是胞内蛋白质的分选和膜泡定向运输的枢纽05临床细胞的内膜系统与囊泡转运四、高尔基复合体与疾病05临床细胞的内膜系统与囊泡转运第三节溶酶体

(lysosome)（细胞的“消化器官”）05临床细胞的内膜系统与囊泡转运一、溶酶体的形态结构和化学组成（一）溶酶体具有高度异质性05临床细胞的内膜系统与囊泡转运（二）溶酶体的共同特征形态：都是由一层单位膜包裹而成的囊球状结构小体溶酶体的酶：共有60多种水解酶均为酸性水解酶最适PH为5.0

标志酶（特征性酶）：酸性磷酸酶溶酶体的膜溶酶体膜蛋白高度糖基化：防止自身被水解消化溶酶体膜上嵌有H+质子泵：保持溶酶体基质内的酸性环境。溶酶体膜上存在特殊的转运蛋白：可运输溶酶体消化产物。05临床细胞的内膜系统与囊泡转运H+质子泵05临床细胞的内膜系统与囊泡转运二、溶酶体的类型溶酶体初级溶酶体：只含酶，不含底物次级溶酶体：初级溶酶体+底物三级溶酶体（残余小体）未消化和不能消化分解的残渣物质。脂褐质髓样结构含铁小体（一）以功能状态不同分为三种类型05临床细胞的内膜系统与囊泡转运初级溶酶体

(primarylysosome):新生溶酶体，体积小，内含未被激活的水解酶，无底物。05临床细胞的内膜系统与囊泡转运次级溶酶体（secondarylysosome):初级溶酶体+内源性底物…自噬性溶酶体初级溶酶体+外源性底物…异噬性溶酶体05临床细胞的内膜系统与囊泡转运脂褐素髓样结构05临床细胞的内膜系统与囊泡转运05临床细胞的内膜系统与囊泡转运内吞体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H+去除磷酸成熟溶酶体选择性富集溶酶体的发生三、溶酶体形成与成熟过程05临床细胞的内膜系统与囊泡转运内吞体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H+去除磷酸成熟溶酶体05临床细胞的内膜系统与囊泡转运05临床细胞的内膜系统与囊泡转运溶酶体的消化作用异噬作用：对细胞内吞物的消化。自噬作用：对自身物质的消化。胞外消化：对细胞外物质的消化。自溶作用：细胞自身的溶解死亡四、溶酶体的功能05临床细胞的内膜系统与囊泡转运1.异噬作用----异噬性溶酶体对细胞内吞物质进行消化2.自噬作用----自噬性溶酶体对衰老、残损的细胞器分解通过这两个作用方式可以将物质分解为小分子被细胞重新利用（一）溶酶体能够分解胞内的外来物质及清除衰老、残损的细胞器05临床细胞的内膜系统与囊泡转运05临床细胞的内膜系统与囊泡转运（五）溶酶体在生物个体发生与发育过程中起重要作用1胞外消化：溶酶体在某些情况下可通过胞吐方式释放到细胞外，消化分解细胞外物质，这种现象体现在受精过程和骨质更新过程。05临床细胞的内膜系统与囊泡转运动物精子头部顶端的顶体是一种特化的溶酶体，含有多种水解酶。顶体参与受精过程05临床细胞的内膜系统与囊泡转运在骨质更新中的作用破骨细胞的溶酶体酶能释放到细胞外，分解和消除陈旧的骨基质，这是骨质更新的一个重要步骤。05临床细胞的内膜系统与囊泡转运溶酶体的自溶作用与器官发育哺乳类动物子宫内膜的周期性萎缩在多细胞生物的发育过程中，对形态建成具有重要作用

手指、足趾的形成两栖类蝌蚪变态时的尾部吸收05临床细胞的内膜系统与囊泡转运内体初级溶酶体吞噬体异噬溶酶体吞饮体异噬溶酶体自噬体自噬溶酶体分泌颗粒自噬溶酶体次级溶酶体残余小体异噬作用自噬作用胞外消化05临床细胞的内膜系统与囊泡转运五、溶酶体与疾病（一）溶酶体膜失常引起的疾病矽肺、石棉沉着病、痛风、类风湿关节炎

（二）贮积病

由先天性缺乏某些酶引起代谢障碍造成

溶酶体过载而致病。如：Ⅱ型糖原蓄积病、粘多糖贮积病；

05临床细胞的内膜系统与囊泡转运05临床细胞的内膜系统与囊泡转运第四节过氧化物酶体1954年————Rhodin————电镜————小鼠肾小管上皮细胞————微体一、过氧化物酶体的形态结构电镜：由一层单位膜包围、高电子密度、圆形或卵圆形的细胞器。

0.2-1.7um(peroxisome)05临床细胞的内膜系统与囊泡转运特征性结构05临床细胞的内膜系统与囊泡转运二、过氧化物酶体所含的酶标志酶：过氧化氢酶。酶氧化酶：50%，作用：氧化底物的同时，将氧还原成过氧化氢。过氧化物酶：将过氧化氢还原成水。过氧化氢酶：40%,作用：将过氧化氢还原成水。05临床细胞的内膜系统与囊泡转运三、过氧化物酶体的功能2H2O2过氧化氢酶2H2O

+O2（一）清除代谢过程中产生的H2O2在及其它毒性物质（二）细胞氧张力调节（三）分解脂肪酸等高能分子RH2+H2O2—

R+2H2O防止H2O2在细胞内堆积，起保护细胞的作用。RH2+O2—

R+H2O2过氧化氢酶氧化酶利用H2O2氧化有毒物质起到解毒作用05临床细胞的内膜系统与囊泡转运四、过氧化物酶体的发生物质来源：酶：游离核糖体合成膜：内质网增殖方式：细胞内新的过氧化物酶体由原有的通过生长和分裂形成05临床细胞的内膜系统与囊泡转运起源传统：与溶酶体相似内质网芽生而来：内质网→小泡→高尔基复合体→

分泌泡→过氧化物酶体近年来认为：与线粒体相似

05临床细胞的内膜系统与囊泡转运五过氧化物酶体与疾病（一）原发性过氧化物酶体缺陷所致的遗传病遗传性无过氧化氢酶血症（二）疾病过程中过氧化物酶体的病理改变数量、体积、形态等异常05临床细胞的内膜系统与囊泡转运兰迪・谢克曼詹姆斯・罗斯曼托马斯・祖德霍夫2013年诺贝尔生理学或医学奖授予2名美国科学家和1名德国科学家，以表彰他们发现细胞的囊泡运输调控机制。第