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1、第5章 細胞的內膜系統(tǒng)與囊泡轉運 第一節(jié) 內質網(wǎng) #內質網(wǎng)膜的蛋白分析， 表明膜中含有酶至少30多種，分三種類型 ①與解毒相關的酶系 氧化反應電子傳遞酶系 ②與脂類物質代謝功能相關 eg 脂肪酸CoA連接酶 ③與碳水化合物代謝功能相關 葡萄糖-6磷酸酶（內質網(wǎng)的主要標志酶） 內質蛋白（reticulo-plasmin） #內質網(wǎng)的形態(tài)結構 ①膜性三維管網(wǎng)結構系統(tǒng)，基本“結構單位”-小管（ER tubular）、小泡（ER vesicle）扁囊（ER lamina）平均厚度5~6nm ②內質網(wǎng)向內與核膜溝通，向外與高爾基體、溶酶體等轉換成分 ③同一組織細胞中，內

2、質網(wǎng)的數(shù)量和結構的復雜程度往往與細胞的發(fā)育程度成正相關 #內質網(wǎng)的基本類型 根據(jù)電鏡觀察，內質網(wǎng)分為 粗面內質網(wǎng)(rough endoplasmic reticulum, RER) 和 滑面內質網(wǎng)(smooth endoplasmic reticulum, SER) ①糙面內質網(wǎng)表面有核糖體附著 多呈扁平囊狀，參與分泌型蛋白質和多種膜蛋白的合成、加工和轉運 分泌肽類激素和蛋白的細胞中，RER高度發(fā)達；腫瘤細胞、未分化細胞 則很少 ②光面內質網(wǎng)是呈表面光滑的管泡樣網(wǎng)狀形態(tài)結構 滑面內質網(wǎng) 與粗面內質網(wǎng) 相通，是多功能細胞器；在不同細胞或不同生理期，結構分布和發(fā)達程度差別很大 ※有

3、的細胞以 RER為主，有的以 SER為主，隨著生理狀態(tài)改變，兩者可以互相轉換 ③某些特殊的組織細胞中存在內質網(wǎng)的衍生結構 髓樣體（myeloid body）見于視網(wǎng)膜色素上皮細胞 孔環(huán)狀片層體（annulate lamellae）出現(xiàn)于生殖細胞、快速增值細胞、某些哺乳動物的神經(jīng) 元和松果體細胞及一些癌細胞 內質網(wǎng)的功能 （1） 糙面內質網(wǎng)的主要功能是進行蛋白質的合成、加工修飾、分選及轉運 1. 信號肽指導的分泌性蛋白在糙面內質網(wǎng)中合成 ①信號肽是指導蛋白多肽鏈在糙面內質網(wǎng)上合成與穿膜轉移的決定因素。核糖體與內質網(wǎng)的結合以及肽鏈穿越內質網(wǎng)膜的轉移，還有賴于細胞質基

4、質中信號識別顆粒（signal recognition particle，SRP）的介導和內質網(wǎng)膜上信號識別顆粒受體（SRP-receptor，SRP-R）以及被稱之為轉運體（translocon）的易位蛋白質（易位子）的協(xié)助。 ②新生多肽鏈的折疊與裝配 內質網(wǎng)腔中 氧化型谷胱甘肽（GSSG） 多肽鏈上半胱氨酸殘基之間二硫鍵形成的必要條件 內膜腔面 蛋白二硫鍵異構酶PDI Protein disulfide isomerase 加快二硫鍵形成及多肽鏈的折疊速度 分子伴侶（molecular chaperone）在其羧基端有一KDEL駐留信號肽。是細胞內蛋白質質量監(jiān)

5、控的重要因子。協(xié)助蛋白質的折疊轉運，本身不參與最終產(chǎn)物的形成。 免疫球蛋白重鏈結合蛋白BiP 阻止蛋白質聚集或發(fā)生不可逆變性，協(xié)助蛋白質折疊（與熱激蛋白70同源） 內質蛋白endoplasmin 又稱葡萄糖調節(jié)蛋白94，內質網(wǎng)標志性分子伴侶，參與新生肽鏈的折疊和轉運 鈣網(wǎng)蛋白calreticulin 在鈣平衡調節(jié)、蛋白質折疊和加工、抗原呈遞、血管發(fā)生及凋亡……與鈣離子結合 鈣連蛋白calnexin 與未完成折疊的新生蛋白質的寡糖鏈結合，以避免蛋白質彼此的凝集和泛素化；組織折疊尚不完全的蛋白質離開內質網(wǎng)，并促使其完全折疊 ③蛋白質的糖基化（glycosylation） 主

6、要是寡糖與天冬氨酸殘基側鏈上的氨基團的結合，（N-鏈接糖基化），糖基轉移酶催化，始于一共同前體-14寡糖（2個N-乙酰葡萄糖胺+9甘露糖+3葡萄糖） 最后，寡糖轉移酶 催化 14寡糖鏈 連接到 新生肽鏈 的特定 三肽序列：Asn-X-Ser 或 Asn-X-Thr（X是 除Pro之外 的任何氨基酸）的 Asn上。糖基化后的 新生肽鏈，寡糖鏈末端的2個葡萄糖殘基被移去，殘留的葡萄糖殘基結合內質網(wǎng)膜上的 分子伴侶，然后在 分子伴侶幫助下 完成折疊，被移去最后一個葡萄糖殘基，包裝外送；錯誤折疊 導致肽鏈的疏水基團 外露，被GT（監(jiān)控酶）識別 并重新連接1個葡萄糖，重新結合分子伴侶 進行折疊 ④蛋

7、白質的胞內運輸?！俺鲅俊? A.轉運小泡進入高爾基復合體，加工濃縮，分泌顆粒排吐到細胞外。 B.內質網(wǎng)膜泡→大濃縮泡→酶原顆?！懦黾毎＃▋H見于哺乳類胰腺細胞） 2. 信號肽指導的穿膜駐留蛋白插入轉移的可能機制 （1）單次穿膜蛋白插入轉移機制 A.新生肽鏈共翻譯插入（cotranslation insertion） 駐留蛋白含有位于肽鏈N端的起始轉移信號肽，停止轉移信號肽（特定氨基序列，疏水區(qū)段）。當停止轉移肽 進入 轉運體，轉運體 與之作用，從活性狀態(tài) 變?yōu)?失活狀態(tài)，終停止對肽鏈的轉移，停止轉移肽 形成α-螺旋結構，當信號肽被切除，肽鏈的N-端

8、 朝向 內質網(wǎng)腔 B.由內信號肽（internal signal peptide）介導的內開始轉移肽（internal start-transfer peptide）插入轉移機制。當 內信號肽 到達 移位子時，被保留在 內質網(wǎng)膜的脂雙層中，成為跨膜α-螺旋結構； 若 內信號肽 的N-端 比C-端 有更多 帶正電氨基酸殘基，則 C-端 插入 內質網(wǎng)腔；反之，肽鏈插入方向相反 。（書P110圖） （2）多次穿膜蛋白質轉移插入。 ≥2個疏水性開始轉移肽、停止轉移肽 結構序列。認為多次跨膜蛋白石以內信號肽作為其開始轉移信號的。 3. 糙面內質網(wǎng)是蛋白質分選的起始部位

9、游離核糖體合成的胞內蛋白包括：A非定位分布的細胞質溶質駐留蛋白。B定性分布的胞質溶質蛋白C核蛋白D線粒體、質體等半自主性細胞器所必須的核基因編碼蛋白。 信號肽被視為蛋白質分選的初始信號。 信號斑（signal patch）是重要的蛋白質分選的分選轉運信號。 （二）光面內質網(wǎng)都是作為脂類物質合成主要場所的多功能細胞器 1.光面內質網(wǎng)參與脂質的合成和轉運 2.光面內質網(wǎng)參與糖原的代謝 3.光面內質網(wǎng)是細胞解毒的主要場所 4.光面內質網(wǎng)是肌細胞鈣離子Ca2+ 的儲存場所 5.光面內質網(wǎng)與胃酸、膽汁的合成與分泌密切相關 第2節(jié) 高爾基復合體（Golgi complex） 1、

10、 高爾基復合體的形態(tài)結構 （1） 高爾基復合體是由三種不同類型的膜性囊泡組成的細胞器 1. 扁平囊泡（現(xiàn)統(tǒng)稱潴泡cisternae）最具特征的主體結構。每3~8個潴泡整齊排列→高爾基體堆（Golgi stack）寬≈15~20nm；囊泡相距20~30nm。朝細胞核=凸面=順面（cis-face）=形成面（forming face）≈6nm≈內質網(wǎng)膜；朝細胞膜=凹面=反面（trans-face）=成熟面（mature face）≈8nm≈細胞膜厚度。 2. 小囊泡（現(xiàn)統(tǒng)稱小泡vesicle） 聚集于形成面，是直徑 40~80nm的膜泡，多數(shù)是光滑小泡，較小的是有被小泡——內質網(wǎng) 芽生、分

11、化而來，也稱運輸小泡（transfer-vesicle） 功能①完成從內質網(wǎng)向高爾基體的物質轉運②使潴泡的膜結構及其內含物不斷地更新、補充 3. 大囊泡（現(xiàn)統(tǒng)稱液泡vacuole） 見于成熟面的分泌小泡（secretory vesicle），直徑0.1~0.5nm，由扁平狀高爾基潴泡末端膨大、斷離形成。 （2） 高爾基復合體具有顯著的極性 形態(tài)結構、化學組成、功能不同，由順面到反面以此分為三個組成部分 1. 順面高爾基網(wǎng)（cis-Golgi network） 連續(xù)分分支的管網(wǎng)狀結構，顯示嗜鋨反應的化學特征（電鏡下，用鋨酸進行染色……結合性強）功能①分選來自內質網(wǎng)的蛋白質和脂類，

12、A大部分轉入到高爾基中間膜囊B小部分重新送返內質網(wǎng)而成為駐留蛋白 ②進行蛋白質修飾的O-鏈接糖基化&穿膜蛋白在細胞質基質側結構域的?；? 2. 高爾基中間膜囊（medial Golgi stack） 多層間隔囊、管結構，①糖基化修飾②多糖&糖脂的合成 3. 反面高爾基體網(wǎng)（trans-Golgi network） ①分選，分泌到細胞外/溶酶體；②一些蛋白的修飾 （3） 高爾基復合體在不同的組織細胞中呈現(xiàn)不同的分布形式 細胞 分布特征 神經(jīng)細胞 圍繞細胞核分布 具有生理極性的細胞eg輸卵管內皮、腸上皮粘膜、甲狀腺和胰腺 趨向于一極分布 肝細胞 沿膽小管分布在細胞邊緣

13、精、卵&絕大多數(shù)無脊椎動物的某些細胞中 分散的分布狀態(tài) 非極性的細胞間期 位于中心粒附近，與微管有關 2、 高爾基復合體的化學組成 （1） 脂類是高爾基復合體的基本成分 高爾基體膜脂類成分，介于 內質網(wǎng)膜與質膜之間，脂類總含量≈45% （2） 高爾基復合體含有以糖基轉移酶為標志的多種酶蛋白體系 #糖基轉移酶glycosyltransferas是高爾基復合體中最具特征性的酶，主要參與糖蛋白和糖脂的合成。 氧化還原酶 NADH-細胞色素C還原酶 NADPH-細胞色素還原酶 磷酸酶類 5’-核苷酸酶、腺苷三磷酸酶、硫胺素焦磷酸酶 磷脂酶類 磷脂酶A1、磷脂酶A2

14、參與磷脂合成的 溶血卵磷脂?；D移酶、磷酸甘油磷脂酰轉移酶 酪蛋白磷酸激酶 α-甘露糖苷酶 #生化區(qū)隔化/房室化：高爾基復合體 不同囊泡區(qū)間 分布不同 酶系 #過渡性細胞器：高爾基復合體 蛋白與酶 的含量和復雜程度 介于內質網(wǎng) 和細胞膜 間 3、 高爾基復合體的功能 （1） 高爾基復合體是細胞內蛋白質運輸分泌的中轉站 外源性分泌蛋白具有①連續(xù)分泌continuous secretion=恒定性分泌constitutive secretion=外源性蛋白質在其分泌泡形成之后，隨即排放出細胞的分泌形式。 ②非連續(xù)性分泌discontinuous secretion=先

15、儲存于分泌跑中，在需要時再排放到細胞外的分泌形式 （2） 高爾基復合體是胞內物質加工和成的重要場所 1. 糖蛋白的加工和成 ①N-連接糖蛋白 糖鏈的合成和糖基化修飾始于內質網(wǎng)，完成于高爾基復合體 ②O-連接糖蛋白 糖鏈的合成和糖基化修飾主要或完全在高爾基復合體完成 N-連接糖蛋白& O-連接糖蛋白的主要差別 N-連接糖蛋白 O-連接糖蛋白 糖基化發(fā)生的部位 糙面內質網(wǎng) 高爾基復合體 連接的氨基酸殘基 天冬酰胺 絲、蘇、酪、羥賴（脯）氨酸 連接基團 -NH2 -OH 第一個糖基 N-乙酰葡糖胺 半乳糖、N-乙酰半乳糖胺 糖鏈長度 5~25個糖基

16、 1~6個糖基 糖基化方式 寡糖鏈一次性連接 單糖基逐個添加 蛋白質糖基化意義： ①保護蛋白質，免遭水解酶的降解 ②糖基化具有運輸信號的作用，引導蛋白質包裝運輸 ③糖基化形成細胞膜表面的糖被，參與保護、識別、聯(lián)絡等重要生命活動 2. 蛋白質的水解加工 ①某些蛋白質或酶，只有在高爾基復合體被特異性水解后，才成熟或有活性；如 人胰島素、胰高血糖素、血清白蛋白 等 ②A溶酶體酸性水解酶的磷酸化，B蛋白聚糖的硫酸化，均在高爾基復合體發(fā)生和完成 （3） 高爾基復合體是胞內蛋白質的分選和膜泡定向運輸?shù)臉屑~ 可能機制：對蛋白質修飾、

17、加工，給蛋白質帶上分選信號，進行選擇、濃縮，形成不同去向的運輸分泌小泡 運輸小泡的三個去向： ①溶酶體酶，以有被小泡 被轉運到 溶酶體 ②分泌蛋白，以有被小泡 運向 細胞膜/細胞外 ③以分泌小泡形式 在胞質中暫存，被調控釋放 第3節(jié) 溶酶體lysosome 1、 溶酶體的形態(tài)結構和化學組成 （1） 溶酶體是一種具有高度異質性的膜性結構細胞器 溶酶體由一層單位膜包裹，膜厚6nm，球形，直徑0.2~0.8μm，含60多種分解所有生物活性物質的酸性水解酶，最適pH3.5~5.5 一個動物細胞 通常含幾百個溶酶體，不同溶酶體所含 酶的種類 不盡相同，導致形

18、態(tài)大小、數(shù)量分布、理化性質的高度異質性（heterogeneous） （2） 溶酶體的共同特征是含有酸性水解酶 盡管高度異質性，溶酶體有許多 共同特征： ①均是一層單位膜包裹成的囊球小體 ②均含豐富酸性水解酶，如 蛋白酶、核酸酶、脂酶、糖苷酶、磷酸酶、溶菌酶等。酸性磷酸酶是溶酶體的標志酶 ③溶酶體膜中兩種高度糖基化的跨膜整合蛋白：lgpA和lgpB，（具有高度同源性）朝向溶酶體腔，防止酸性水解酶對自身膜的消化 ④溶酶體膜上嵌有質子泵，依賴解ATP 釋放能量，逆濃度梯度，將H+泵人溶酶體中，維持低pH （3） 溶酶體膜糖蛋白機組具有高度同源性 脊椎動物中

19、 鑒定出 一個溶酶體膜糖蛋白家族——溶酶體結合膜蛋白LAMP 或稱 溶酶體整合膜蛋白LIMP ①結構特點：一個較短N-端信號肽序列→一個高度糖基化的腔內區(qū)→一個單次跨膜區(qū)→C-端 10個氨基酸殘基的胞質尾區(qū) ②高度保守（同源性）不同物種溶酶體的不同蛋白，在功能結構區(qū)都高度保守（同源性）(氨基酸序列) ③蛋白質的極低等電點&呈酸性 溶酶體膜糖蛋白結構的糖基化蛋白核心的天冬酰胺殘基上連接的寡糖成分占糖蛋白重量的 50%，寡糖鏈末端均有唾液酸，大大降低了此蛋白的等電點并呈酸性 ④通用識別信號 溶酶體整合膜蛋白 高度保守的 C-端 胞質尾區(qū)，是該類蛋白 從高爾基體 向溶酶體運輸?shù)?識別信號

20、 2、 溶酶體的類型 （1） 溶酶體以其功能狀態(tài)的不同可區(qū)分為三種基本類型 1. 初級溶酶體 primary lysosome 剛產(chǎn)生的溶酶體，膜厚6nm，不含明顯顆粒物質的透明圓球，其囊腔中的酶無活性。 =原溶酶體（proto-lysosome）=前溶酶體（prelysosome） 2. 次級溶酶體 secondary lysosome #初級溶酶體 經(jīng)過成熟，與其它細胞內外的膜泡融合，成為次級溶酶體，具有功能，又稱消化泡（digestive lysosome） #體積較大，外形不規(guī)則，囊腔中有正被消化分解的顆粒物質或殘損膜碎片。 根據(jù)所含底物的性

21、質和來源，分為不同類型： 由初級溶酶體經(jīng)X所形成 底物 自噬溶酶體=自體吞噬泡 Autolysosome =autophagic vacuole 融合自噬體 細胞內衰老蛻變或殘損破碎的細胞器/糖原顆粒等胞內物質 異噬溶酶體=異體吞噬泡 Heterophagic lysosome 胞吞作用 外來異物 吞噬溶酶體 phagolysosome 融合由吞噬細胞吞入胞外病原體或其他外來較大顆粒性異物所形成的吞噬體 細胞外來異物。 （吞噬溶酶體&異噬溶酶體二者之間無本質區(qū)別） 3. 三級溶酶體 tertiary lysosome 又稱

22、后溶酶體post lysosome，是次級溶酶體完成底物消化、分解后，殘留部分不能降解的物質于溶酶體中，是溶酶體功能的終末狀態(tài)；也稱殘留小體residual body A這些殘留小體，有的以胞吐方式釋放到細胞外被清除； B 有的沉積于細胞內，如神經(jīng)細胞、肝細胞、心肌細胞的脂褐質lipofuscin 或者腫瘤細胞、病毒感染細胞、大肺泡細胞、單核吞噬細胞中的髓樣結構myelin、含鐵小體siderosome （2） 溶酶體以其形成過程的不同可區(qū)分為兩種基本類型 ①內體性溶酶體（endolysosome，也稱內溶酶體）高爾基復合體 芽生小泡 結合 細胞吞飲形成的 內體e

23、ndosome 而來 ——初級溶酶體(前溶酶體) ②吞噬性溶酶體=內體性溶酶體+自噬體/異噬體 3、 溶酶體的形成和成熟過程 （1） 內體性溶酶體是由運輸小泡和晚期內體合并形成 溶酶體的形成是一個有內質網(wǎng)和高爾基復合體共同參與的過程①溶酶體酶蛋白在附著型多聚核糖體上的合成為起始，在經(jīng)過以下階段 1. 酶蛋白的N-糖基化與內質網(wǎng)轉運 酶蛋白前體→進入內質網(wǎng)網(wǎng)腔，經(jīng)過加工、修飾→N-連接的甘露糖糖蛋白→出芽運至高爾基復合體形成面 2. 酶蛋白在高爾基復合體內的加工與轉移 磷酸轉移酶&N-乙酰葡萄糖胺磷酸糖苷酶催化 寡糖鏈上的

24、甘露糖殘基 甘露糖-6-磷酸 磷酸化 （在高爾基復合體形成面的囊腔中） 甘露糖-6-磷酸（mannose-6-phosphate）=M-6-P=溶酶體水解酶分選的重要識別信號 3. 酶蛋白的分選與轉運 帶有M-6-P的溶酶體水解酶前體，到達高爾基體成熟面，被高爾基體網(wǎng)膜囊腔面的 受體蛋白識別，介導有被小泡（coated vesicle）形成，脫離高爾基體 4. 內體性溶酶體的形成和成熟 內體endosome=由細胞的胞吞作用形成

25、的一類異質性脫衣被膜泡，分為早期內體（Early endosome）和晚期內體。 #早期內體是指由經(jīng)過胞吞作用入胞后最初的脫衣被膜泡，其囊腔中含有胞吞物質，是一個pH值和細胞外液大致相當?shù)膲A性內環(huán)境。 #晚期內體由早期內體他通過分揀、分離出帶有質膜受體的再循環(huán)內體（recycling endosome）轉換而來，再循環(huán)內體則返回并重新融入到質膜中。 #前溶酶體的形成 脫離高爾基體的 有被小泡，脫去衣被，與胞內 晚期內吞體 融合，形成 前溶酶體——內體性溶酶體(初級溶酶體) 晚期內吞體：細胞膜 胞吞作用形成的小泡 與其他胞內小泡 融合，降低了泡內 pH值，稱晚期內吞體 #溶酶體的成熟

26、 前溶酶體膜的 質子泵 將胞質中的H+不斷泵人，腔內pH從7.4降到6.0左右，溶酶體酶的前體 從M-6-P膜受體 上解離，去磷酸化 而成熟 而膜M-6-P受體 以出芽形式 重返 高爾基體 成熟面 （2） 吞噬性溶酶體是內體性溶酶體與來源于胞內外的作用底物融合形成的 4、 溶酶體的功能 （1） 溶酶體能夠分解胞內的外來物質及清除衰老、損傷的細胞器 （2） 溶酶體具有物質消化與細胞營養(yǎng)功能 （3） 溶酶體是機體防御保護功能的組成部分 （4） 溶酶體參與某些腺體組織細胞分泌過程的調節(jié) （5） 溶酶體在生物個體發(fā)生于發(fā)育過程中起重要的作用 第4節(jié) 過氧化物酶體（perox

27、isome） 1、 過氧化物酶體的基本理化性質 （1） 過氧化物酶體是一類具有高度異質性的膜性球囊狀細胞器 #形狀 多為圓/卵圓形； 偶見 半月形、長方形。直徑0.2~1.7μm； #(區(qū)別于溶酶體) 獨特特征：①常含電子密度高、排列規(guī)則的晶格結構——尿酸氧化酶。被稱為類晶體/類核體；②過氧化物酶體膜的內表面可見高電子密度條帶狀結構，稱為邊緣板（marginal plate） （2） 過氧化物酶體具有較高的物質通透性 過氧化物酶體膜不僅可以允許小分子物質自由穿越，一定條件下還可以允許一些大分子物質的非吞噬性穿膜轉運，從而保證了過氧化物酶體反應底物及代謝產(chǎn)物的通常運輸。

28、 （3） 過氧化物酶體含有以過氧化物酶為標志的40多種酶 氧化酶 50%~60% RH2+O2→R+H2O2 過氧化氫酶（標志性酶） 40% 2H2O2→2H2O+O2 過氧化物酶 2H2O2→2H2O+O2 僅存在與血細胞等少數(shù)幾種細胞類型中 蘋果酸脫氫酶、檸檬酸脫氫酶 2、 過氧化物酶體的功能 （1） 過氧化物酶體能有效地清除細胞代謝過程中產(chǎn)生的過氧化氫及其他有毒物質 氧化酶與過氧化氫酶催化偶聯(lián)，有效清除細胞代謝過程中產(chǎn)生的過氧化氫和毒性物質，起到保護作用 （2） 過氧化物酶體能有效地進行細胞氧張力的調節(jié) 過氧化物酶體耗氧占細胞

29、耗氧量的20%，但是當細胞出現(xiàn)高濃度氧狀態(tài)時，可增強氧化能力 來調節(jié)，避免高濃度氧的損害 （3） 過氧化物酶體參與對細胞內脂肪酸等高能分子物質的分解轉化 過氧化物酶體參與對細胞內脂肪酸等高能分子物質的分解轉化 過氧化物酶體的另一功能：分解 脂肪酸等 高能分子，使之 轉化為 乙酰輔酶A；然后將其轉運到細胞質中 再利用，或 供能(進入線粒體內) 3、 過氧化物酶體的發(fā)生 兩種觀點： ①與溶酶體起源相似，酶蛋白在粗面內質網(wǎng)上合成，加工后以 小泡形式 轉移、分化 ②與線粒體相似，一分為二 而來，其酶蛋白等在胞質中 游離核糖體上合成，經(jīng) 分選信號序列 或 導肽 引導進入 新的過氧化物酶體

30、 第5節(jié) 囊泡與囊泡運輸 1、 囊泡在胞內蛋白質運輸中的作用 （1） 門控運輸gated transport 有特定的分選信號（eg核定位信號）介導，并通過核孔復合體的選擇性作用，在細胞溶質與細胞核之間所進行的蛋白質運輸 （2） 穿膜運輸transmembrane transport通過結合在膜上的蛋白質轉運體進行的蛋白質運輸，細胞溶質→內質網(wǎng)、線粒體 （3） 小泡運輸vesicular transport 膜性細胞器之間 （是真核細胞特有） 2、 囊泡的類型與來源 細胞內物質定向運輸?shù)哪遗蓊愋?至少10種以上 （1） 網(wǎng)格蛋白有被小泡產(chǎn)生于高爾基復合體及細胞膜

31、 網(wǎng)格蛋白有被囊泡 可產(chǎn)生于高爾基復合體，也可介導細胞內吞作用有被囊泡產(chǎn)生過程如前述(受體介導的胞吞作用) 1． 高爾基體產(chǎn)生的網(wǎng)格蛋白囊泡，介導從高爾基體→溶酶體、質膜外的物質轉運 2． 細胞內吞作用形成的網(wǎng)格蛋白有被小泡則是將外來物質轉送到細胞質或從胞內體輸送到溶酶體 #結構特點（直徑50~100nm） 1) 外被以網(wǎng)格蛋白纖維構成的 網(wǎng)架結構，并因此得名 2) 在網(wǎng)格蛋白結構外框與囊膜之間約20nm額間隙內填充覆蓋著大量的銜接蛋白 銜接蛋白：形成相對于外側網(wǎng)格蛋白框架而言囊泡內殼結構；介導網(wǎng)格蛋白和囊膜穿膜蛋白受體的連接，形成和維系了網(wǎng)格蛋白-囊泡的一體化結構體系

32、 發(fā)動蛋白/ 縊斷蛋白（dynamin）：在膜囊芽生形成時，發(fā)動蛋白與GTP結合，并在外凸（或內凹）芽生囊膜的頸部聚合形成環(huán)狀；隨著其對GTP的水解，發(fā)動蛋白向心縊縮，直至囊泡斷離形成 （2） COPII有被小泡產(chǎn)生于內質網(wǎng)、介導從內質網(wǎng)到高爾基復合體的物質轉運 1　 COPII有被小泡由糙面內質網(wǎng)所產(chǎn)生，因覆蓋有衣被蛋白II（coatomer protein II，COPII）而得名。屬于非網(wǎng)格蛋白有被囊泡類型。 2　 COPⅡ外被蛋白 由5種亞基組成，其中 Sar蛋白 屬于一種小的 GTP結合蛋白，通過水解GTP，調節(jié)囊泡外被裝配 3　 當Sar蛋白結合的 GTP→G

33、DP，活性→失活，囊泡去裝配→無被小泡 4　 COPⅡ囊泡 負責 從內質網(wǎng) 到高爾基體 物質轉運；阻斷 此囊泡 外被蛋白聚合，能阻止 內質網(wǎng)形成出芽小泡 5　 當COPⅡ囊泡 從內質網(wǎng)生成后，在向高爾基體轉移中，常彼此間融合，形成“內質網(wǎng)-高爾基體 中間體”，然后 沿微管運行到 高爾基體的 形成面 6　 當COPⅡ囊泡 與靶膜融合前，水解結合的GTP，囊泡脫包被蛋白 7　 COPⅡ囊泡 對物質轉運的選擇性 機制： COPⅡ蛋白 能識別 結合 內質網(wǎng) 跨膜受體蛋白 胞質側的信號序列；而 跨膜受體蛋白 內質網(wǎng)腔側 選擇性結合 可溶蛋白質 （3） COPI有被小泡的主要功能室回收轉運內質網(wǎng)

34、逃逸蛋白 1． COPⅠ也屬于 非網(wǎng)格蛋白，COPⅠ囊泡 最早發(fā)現(xiàn)于 高爾基體；負責 內質網(wǎng)逃逸蛋白的捕捉、回收轉運，及 高爾基體 膜內蛋白 逆向運輸 2． COPⅠ外被蛋白 有幾個蛋白亞基組成，其中α蛋白是GTP結合蛋白，可調控 外被蛋白復合物的聚合、裝配、囊泡運輸 3． COPⅠ囊泡形成過程： ①胞質中游離的 α蛋白 結合 GTP ②GTP-α蛋白 結合 高爾基體膜上的 α受體 ③COPⅠ蛋白亞基聚合，誘導轉運囊泡芽生 一旦COPⅠ有被囊泡 脫離高爾基， COPⅠ蛋白 即解離(GTP水解) 3、 囊泡轉運 （1） 囊泡轉運是細胞物質定向運輸?shù)幕就緩? 1

35、. 囊泡的芽生是主動的自我裝配過程，參與此過程的成分 在進化上非常保守 2. 囊泡的形成 伴隨物質的轉運；囊泡的軌跡和歸宿，取決于其轉運物質的定位、去向 3. 細胞外物質→膜囊泡→胞內體/溶酶體 4. 外輸性蛋白→內質網(wǎng) 囊泡→高爾基體→細胞膜/溶酶體→細胞膜 5. 囊泡雙向運輸，是細胞內外 物質交換、信息傳遞 重要途徑&基本形式 （2） 囊泡轉運是一個高度有序并受到嚴格選擇和精密控制的物質運輸過程 1. 囊泡短距離轉運：簡單彌散方式運行，內質網(wǎng)→高爾基體 2. 囊泡轉運長距離：骨架蛋白和運動蛋白協(xié)助完成，如 神經(jīng)細胞 3. 囊泡轉運，對運輸?shù)鞍祝瑖栏駲z查質量、加工修飾，決定去

36、向；對于逃逸蛋白，高爾基體及時甄別捕捉，由COPⅠ有被囊泡遣返 （3） 特異性識別融合是囊泡物質定向轉運和準確卸載的基本保證 1. 囊泡抵達 靶膜后，正確識別 是相互融合的 前提，然而識別機制 所知甚少 2. 可溶性N-乙基馬來酰亞胺敏感因子結合蛋白受體 soluble N-ethyl maleimide-sensitive factor attachment protein receptor, SNAREs 家族在囊泡運輸 和選擇性錨泊融合 過程的作用 引起近年的關注和研究。該家族一對成員 參與：囊泡相關膜蛋白VAMP 與 聯(lián)接蛋白syntaxin 。被轉運囊泡表面有VAMP類似蛋白

37、，叫 v-SNAREs，靶膜上存在對應序列——（聯(lián)接蛋白）靶SNAREs，叫 t-SNAREs。以上兩者 互相識別，特異互補 3. 普遍認為：轉運囊泡與細胞器膜上有各自特征的SNAREs互補序列它們之間高度特異的相互識別和作用，使轉運囊泡在靶膜上?？?，從而保證了定向運輸與準確卸載 （4） 囊泡轉運是實現(xiàn)細胞膜及內膜系統(tǒng)功能結構轉換和代謝更新的橋梁 1. 囊泡轉運的發(fā)源地：細胞膜 & 內質網(wǎng) 2. 囊泡轉運集散中心：高爾基復合體 3. 內質網(wǎng)產(chǎn) 囊泡→高爾基體(形成面→成熟面)→細胞膜/溶酶體→細胞膜 4. 細胞膜 來源： 囊泡→胞內體/吞飲體→溶酶體 5. 囊泡不斷產(chǎn)生、存在、穿

38、梭于 質膜與內膜系統(tǒng)間，介導物質運輸，并融匯更替 內膜系統(tǒng) 不同成分之間的膜，形成 膜流 第六節(jié) 細胞內膜系統(tǒng)與醫(yī)學的關系 內質網(wǎng)的病理變化 1) 內質網(wǎng)最常見的病理改變是腫脹、肥大或囊池塌陷 2) 腫脹主要由于 鈉離子和水分的 滲入 3) 低氧、輻射、慢性肝炎 等 引起內質網(wǎng) 腫脹，甚至囊池塌陷，核糖體脫落 4) 內質網(wǎng)囊腔中包含物的形成和出現(xiàn)是某些疾病或病理過程的表現(xiàn)特征 5) 藥物中毒/腫瘤 導致代謝障礙，內質網(wǎng)中出現(xiàn)包含物； 6) 某些遺傳性疾病 導致蛋白質、糖原、脂類 在內質網(wǎng)中 累積 7) 內質網(wǎng)在不同腫瘤細胞中呈現(xiàn)

39、多樣性的改變 8) 低分化癌細胞：內質網(wǎng)稀少 9) 高分化癌細胞：內質網(wǎng)發(fā)達 10) 低侵襲力癌細胞：內質網(wǎng)少，葡萄糖-6-磷酸酶 活性下降，分泌蛋白合成較多 11) 高侵襲力癌細胞：內質網(wǎng)較發(fā)達，各種蛋白合成 比低侵襲力癌細胞 均顯著增高 12) 有人認為 孔環(huán)片層 也是 腫瘤細胞常見 內質網(wǎng)改變 高爾基復合體的病理形態(tài)變化 1. 功能亢進導致高爾基體的代償性肥大 2. 細胞分泌功能亢進，高爾基體結構肥大，分泌旺盛 3. 毒性物質作用導致高爾基體的萎縮與損壞 4. 乙醇等 毒性物質，造成肝細胞 高爾基體 脂蛋白合成分泌功能 喪失，高爾基體自身萎縮、破壞；脂類堆積——脂

40、肪肝 5. 腫瘤細胞分化狀態(tài)影響高爾基復合體形態(tài) 6. 低分化癌細胞：高爾基體不發(fā)達，只是些 核周圍的分泌小泡 7. 高分化癌細胞：高爾基體特別發(fā)達，典型高爾基體形態(tài)結構 溶酶體與疾病 1　 溶酶體酶缺乏或缺陷疾病多為一些先天性疾病 2　 40余種 先天性 溶酶體病，因某些酶的缺乏或缺陷導致 3　 1.泰-薩氏?。ê诿尚园V呆） 4　 患者 缺乏 氨基己糖酶A，阻斷GM2神經(jīng)節(jié)苷脂的代謝，導致其在腦、神經(jīng)系統(tǒng)、心、肝的大量累積，致病 5　 2. Ⅱ型糖原累積病 6　 缺乏 α-糖苷酶，糖原 代謝受阻，沉積于全身組織，如 腦 肝 腎 心 7　 某些藥物 引起獲得

41、性 溶酶體酶缺乏疾?。孩倩前奉愃?導致 巨噬細胞pH升高，溶酶體酸化低，不能有效殺菌，導致炎癥 8　 ②抗瘧疾、抗組胺、抗抑郁藥 在溶酶體中蓄積，或代謝中產(chǎn)物蓄積，導致溶酶體病，比較少見 9　 溶酶體酶的釋放或外泄造成細胞或組織損傷性疾病 10　 1.矽肺 11　 肺中吸入的矽塵顆粒 →巨噬細胞吞噬→吞噬性溶酶體→矽酸分子→結合溶酶體膜→使膜不穩(wěn)定 破裂→巨噬細胞 自溶→周圍組織被消化→惡性循環(huán)→成纖維細胞增生→分泌大量膠原→肺組織纖維化→肺功能障礙 12　 2.痛風 13　 嘌呤代謝紊亂→高尿酸血癥→尿酸鹽沉積于 關節(jié)等組織→被白細胞吞噬→尿酸鹽氫鍵結合溶酶體膜→使膜不穩(wěn)定 破

42、裂→白細胞自溶、組織炎癥→惡性循環(huán)→組織肉芽腫、腎結石和慢性間質性腎炎 14　 溶酶體酶釋放→類風濕關節(jié)炎 等 過氧化物酶體與疾病 原發(fā)性過氧化物酶體缺陷所致的遺傳性疾病 1. 遺傳性無過氧化氫酶血癥 因缺乏 過氧化氫酶，抗感染能力低，易發(fā)口腔炎等 2.Zellweger 腦肝腎綜合征 常染色體隱性遺傳病，肝腎細胞中 過氧化物酶 及 過氧化氫酶 缺乏→導致電子傳遞障礙→嚴重肝功能障礙、肌肉張力減退、腦發(fā)育遲緩 疾病過程中過氧化物酶體的病理改變 甲亢、慢性酒精中毒、慢性低氧癥：肝細胞 過氧化物酶體 數(shù)量增多 甲狀腺功能低下、高脂血癥：過氧化物酶體 數(shù)量減少、老化 發(fā)育不全

43、 病原體感染、腫瘤細胞：過氧化物酶體 數(shù)目大小改變 缺血性組織損傷：過氧化物酶體內出現(xiàn) 片狀、小管狀 結晶包涵物 復習題 1.超速離心從細胞分離出的“微粒體”，主要成分是什么？ 2.內質網(wǎng)膜的標志酶是什么？ 3.粗面內質網(wǎng) 主要負責合成加工轉運 什么蛋白質？ 4.粗面內質網(wǎng) 與 滑面內質網(wǎng) 形態(tài)上各有什么特點？ 5.粗面內質網(wǎng) 有哪些功能？ 6.信號肽假說 內容是怎樣的？ 7.滑面內質網(wǎng)有哪些功能？ 8.試列舉出 粗面內質網(wǎng)中的 3種 分子伴侶名字，它們功能如何，羧基端有何特點？ 9.粗面內質網(wǎng)中的糖基化有何特點？ 10.滑面內質網(wǎng)的解毒機制 有何特點？ 11.高爾

44、基復合體的形態(tài)結構是怎樣的？ 12.為什么說高爾基復合體 有顯著極性？ 13.高爾基復合體 最具特征的酶是？ 14.高爾基復合體的功能有哪些？ 15.高爾基復合體糖基化的特點是？ 16.三級溶酶體的別名是？在不同細胞中沉積，可分別稱為什么？ 17.所有溶酶體中共約多少種水解酶？最適pH是多少？ 18.溶酶體為何能保持低pH？ 19.溶酶體為何不能消化自身的膜？ 20.按形成過程，溶酶體可分為 哪兩類？ 21.溶酶體水解酶 分選信號是什么？ 22.內體性溶酶體 形成經(jīng)過哪5個階段？ 23.溶酶體功能有哪些？ 24.過氧化物酶體 區(qū)別于 溶酶體的 獨特結構特征有哪2點？ 25.過氧化物酶體的酶 分成哪3類，各有什么作用？ 26.過氧化物酶體的功能有哪些？ 27.過氧化物酶體的標志酶是什么？ 28.網(wǎng)格蛋白介導的有被小泡產(chǎn)生于哪里？ 29.內質網(wǎng)產(chǎn)生的有被小泡多由什么蛋白介導？ 30.高爾基體蛋白逆向運輸、向內質網(wǎng)運輸?shù)挠斜恍∨?，多由什么蛋白介導? 31.囊泡轉運的功能作用包括哪4點？ 32.乙醇主要在肝細胞的哪個細胞器解毒？乙醇可以影響哪個細胞器導致脂肪肝？ 33.泰-薩氏病 是什么代謝障礙導致的？ 34. Ⅱ型糖原累積病 是什么原因 引起的？ 35.痛風 是什么疾病，主要臨床生化指征是？致病原理和后果是？