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细胞生物学细胞的内膜系统与囊泡转运-PPT精选文档

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第五章 细胞的内膜系统与囊泡转运 在结构、功能和形态发生上具有一定联系,构 成一个完整系统的一些膜性细胞器,相对于细胞膜 而言,将它们统称为内膜系统(endomembrane system),包括核膜、内质网、高尔基体、溶酶体、 过氧化物酶体及其它各种小泡。 ?各种细胞器有相对固定的比邻关系 ?能使各部分互不干扰、高度协调地进行各种代谢活动 ?主要功能是进行蛋白质的合成和分选 核糖体(ribosome) 类型 70S的核糖体: 原核细胞 真核细胞的 线粒体、 叶绿体 80S 的核糖体: 线粒体、叶绿体以外的真核 细胞 化学组成 RNA : 60% 构成核糖体的骨架 蛋白质:40% 结构、存在形式 大亚基 小亚基 一般以游离状态存在,只有当小亚基与mRNA结合后, 大 亚基才与小亚基结合,形成完整的核糖体 分布 原核细胞:大部分核糖体游离存在 真核细胞:大部分为附着核糖体 附着核糖体—附着在粗面内质网上 合成水溶性蛋白(分泌蛋白、驻留蛋白) 和膜蛋白 游离核糖体—游离在细胞质中 合成基础性蛋白(结构蛋白、血红蛋白) 多聚核糖体:多个核糖体结合到一个mRNA链上 成串排列,形成蛋白质合成的功能 单位。 附着和游离核糖体的结构和功能相同,不同点在于合成蛋白质的种类不同 功 能 合成蛋白质 (endoplasmic reticulum, ER) 内质网 形态结构 1、单位膜围成 的由连续的小管(tubule)、小泡 (vesicle)和扁囊(lamina)组成的三维网状膜系统 。 2、内质网腔与核膜腔相通 3、以核为中心向四周铺展 4、在内膜系统中占中心地位。 类 型 粗面内质网(endoplasmic reticulum ,rER) 多为扁囊结构,合成外输性的蛋白质、膜蛋白 分泌蛋白合成旺盛的细胞(胰腺和浆细胞)—丰富 分化程度低(肿瘤/胚胎细胞)—较少 滑面内质网(smooth endoplasmic reticulum,sER) 多为小管、小泡结构 肝细胞中丰富—解毒作用 睾丸、肾上腺细胞丰富—合成激素 *滑肌、横纹肌——调节收缩 分 布 通常两种类型同时存在 特殊——胰腺外分泌细胞:rER 肌细胞: sER 化学组成 1、微粒体——内质网与细胞内其它成分连接复杂,不易分 离,当细胞匀浆而被破坏后,内质网断裂成 许多封闭小泡。 2、脂类 蛋白质——比细胞膜中的含量高 分子伴侣蛋白 标志酶:葡萄糖-6-磷酸酶 电子传递体系:细胞色素 微粒体 具备合成蛋白、脂类和蛋白糖基化等内质网的 基本功能, 在研究中可与内质网同等看待。 分为 粗面微粒体 滑面微粒体:来源不易确定 滑面内质网、高尔基体、 线粒体、细胞膜 内质网的功能 ? ? ? ? ? ? 参与蛋白质的合成 参与脂类的合成(sER)、膜的生成 参与糖代谢 解毒作用 物质运输与交换 机械支持 内质网参与蛋白质的合成 ? 主要由粗面内质网完成 ? 合成蛋白的种类 分泌蛋白(酶、多肽类激素等) 驻留蛋白:溶酶体中的酸性蛋白 内质网 高尔基体 固有的蛋白 胞内体 膜蛋白:细胞膜、内质网膜、 高尔基体膜、 溶酶体膜 蛋白质在粗面内质网合成过程 ? 核糖体由信号肽引导结合于内质网膜上 ? 核糖体合成的多肽链经膜穿入内质网腔 ? 分子伴侣在内质网腔内对蛋白质进行折叠 ? 新合成的蛋白质在内质网腔内进行糖基化(N-连接) ? 内质网合成的蛋白质经高尔基体分泌出细胞 信号肽和信号假说 信号肽(signal peptide) 由位于成熟mRNA5’-端起始密码之后的信号密码 编码,是最先被翻译的氨基酸序列,它能将核糖 体引导到内质网膜上,并在内质网腔中完成蛋白 质的合成。 信号假说(signal hypothesis) 分子伴侣(chaperone) ? 一些蛋白质能特异识别新生肽链或部分折叠的 多肽并与之结合,帮助这些多肽进行折叠、装 配和转运,但本身不参与最终产物的形成,只 起陪伴作用的蛋白质 ? 包括:蛋白二硫异构酶(PDI) 结合蛋白(Bip) 葡萄糖调节蛋白94 蛋白质的修饰包括糖基化、羟基化、酰基化、 二硫键形成等,其中最主要的是糖基化,几乎 所有内质网上合成的蛋白质最终被糖基化。 糖基化的作用是: ①使蛋白质能够抵抗消化酶的作用; ②赋予蛋白质传导信号的功能; ③某些蛋白只有在糖基化之后才能正确折叠; ④有利于蛋白质的分选和包装 糖基一般连接在4种氨基酸上,分为2种: O-连接的糖基化:与Ser、Thr和Hyp的OH连 接,连接的糖为半乳糖或N-乙酰半乳糖胺, 在高尔基体上进行O-连接的糖基化。 N-连接的糖基化:与天冬酰胺残基的NH2连 接,糖为N-乙酰葡糖胺,内质网上进行的为 N-连接的糖基化。 内质网参与糖类的代谢 ?主要在滑面内质网上进行 ?是否参与糖原的合成有争议 ?参与糖原的分解 糖原——G-1-P——G-6-P——葡萄糖 sER 高尔基复合体(Golgi complex) ——蛋白质合成加工、糖基化的场所 ? 具有极性的膜性细胞器 ? 由扁*囊泡、小泡、大 泡构成 ? 可分为3个区室 高尔基复合体的3个区室的功能 由粗面内质网芽生的运输小泡;筛选由 内质网合成的蛋白和脂类,并将大部分 转入扁囊去,少部分返回内质网 蛋白质的糖基化、合成糖脂和多糖 体积较大的分泌泡, 进行蛋白质的分选功能 高尔基体的化学组成 蛋白质 :60% 含量低于内质网膜,高于细胞膜 含有多种酶类 标志性酶——糖基转移酶 脂 类 :40% 卵磷脂介于内质网膜与细胞膜之间 高尔基复合体的功能 ? 参与细胞的分泌活动 对内质网合成的分泌蛋白进行修饰、转运。 膜蛋白的定向运输 溶酶体酶的定向运输、修饰 ? 加工修饰蛋白、糖脂等 糖蛋白的糖基化、硫酸盐化 糖脂加工 ?对蛋白质进行分选 参与溶酶体的形成 挽救受体:识别错误分选而丢失的蛋白并将其运回Gc ?水解



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