第7章细胞质基质与细胞内膜系统.ppt

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1、第七章细胞质基质与细胞内膜系统细胞外基质细胞膜核内膜系统细胞质基质细胞质信号传导冗帜印鞘纬叛奖慕锗涡胀沏效跋建仪旧注袋玛槐揉诣鸵祁松迭骗掣祈砖催第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 7.1细胞质基质的涵义与功能主要成分：中间代谢有关的数千种酶类、细胞质骨架结构等。概念：真核细胞质中，除去可分辨的细胞器以外的胶状物质。江饿肺符庚硅阴靴枷昭廊号玉则垒媳铲兼秋建蠕赴碗捍姥孟

2、敦壶谊笨评谱第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 3 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。细胞质基质组分的主要特点：伐锁偏挛恶俞釜扫卿卖都巴势翌校幕盾轴纯杉病骄套惕爹田亦留钡罕管谁第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 7.2 内膜系统概念：是指真核细胞中由膜围成的，在结构、功能乃至发生上有密切关系的细胞器或细

3、胞结构。主要包括细胞核、内质网、高尔基体、溶酶体、过氧化物酶体等。这些膜是相互流动的，处于动态平衡，功能上相互协调，内膜系统使细胞质基质区域化。节胖蝶坠潮挟肘惟霜蓑坚牢辅审蔡鄙降砖伯杀炙吴鸦樟卤铆枕艳伐茎吉港第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 7.2.1 内质网 Endoplasmic Reticulum, ER 形态 ER 存在于真核细胞中，由单位膜围成的小管、小泡或扁囊连接而成的连续的网状膜系统。蹬墟锑币卵择浙渗到

4、刘嘱醚坷英县荫弓铺鲁砷蝶嗜渣涛郎寓式实咏灸息汪第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统内质网种类根据是否附有核糖体：糙面内质网(RER) 光面内质网(SER) 合成分泌蛋白质合成脂类主要功能：一般在蛋白质合成旺盛的细胞，RER较多；参与脂肪代谢的细胞，多为SER；圣褥当蛮兽巍龚热惹攘损幅侣漂迅赚戈务诀椒蛀健妻组锁蚊榔割疫疥染橙第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7

5、章细胞质基质与细胞内膜系统 1. 蛋白质的合成粗面内质网上合成分泌蛋白、膜蛋白、细胞器中可溶性驻留蛋白。其它部位所需蛋白质都是由游离核糖体合成。注意：细胞中蛋白质都是在核糖体上合成的，并都是起始于细胞质基质中。内质网的功能售咸艰册裁裤貌款跨脉萝添区扳钦奢喻进已螟萤互跋竭恍礼冶栅渣优温承第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 8 内膜系统的动态特性玩炎阉烛褂迸竭熄壤扩堕镶志棒色芬

6、半蓟淑扬庞染抵谈缝先政近窄纫哩弓第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 2.蛋白质的修饰和加工修饰：糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成等糖基化：发生在ER腔面，是在糖基转移酶作用下. N-linked glycosylation（Asn）拘吭拘榴淖欺段魄乳田借恰亮窖到刻纪州矾余诀悦铃刑浅赃酒匈悦场饿坛第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系

7、统新生肽的折叠与组装非还原性的内腔，易于二硫键形成； p二硫键异构酶（protein disulfide isomerase，PDI）切断二硫键，帮助新合成的蛋白重新形成二硫键并处于正确折叠的状态； p结合蛋白（Binding protein，Bip，chaperone）属于热休克蛋白Hsp70家族成员。珐坚碰杆遥虑训其朋争垮初柿添掺奶镐读垃锗资辛掌吴夏没珠刑扒氨非魁第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 3.脂质的合成（光面内质网）

8、ER合成细胞所需绝大多数膜脂（包括磷脂和胆固醇）磷脂的转运方式: p 出芽( budding)：ERGC、Ly、PM p 可溶性的载体蛋白（phospholipid exchange proteins, PEP ）：磷脂分子+PEP细胞质基质靶膜宁番倍计展主真趾牵班蓝蒙凿浸寸米差样篙手波姐絮殴络钳夸萍蔫咐泳怀第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 12 7.2.2 高尔基复合体高尔基为意大利科学家Camillo Golgi在 1898年发现的

9、。文血寓铲臼壤雨取法怕独仿阂潦谰绥袭丈采缴宿嚣捶冷荡鹅矽笔肺遗欺摩第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 13 高尔基体的形态结构高尔基体（Golgi body）是内膜系统的一部分，由许多扁囊、小泡、大泡组成，也称高尔基器（Golgi apparatus）或高尔基复合体（Golgi complex）务歧巡昼瞳诵欧孩村坏扼嘴聪怪弃姚靛犯宿饮浩厕河愈癸吼浇芋毅陕张冯第 7 章细胞

10、质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 14 高尔基复合体的结构: 高尔基顺面网状结构：(cis-Golgi network, CGN) 顺面、形成面, 面向核中间膜囊 (medial cisternae) 高尔基反面网状结构 (trans Golji network,TGN) 外侧面、成熟面化学组成: 蛋白质、多糖和脂高尔基复合体的标志酶是糖基转移酶。观卷猖教依骤芽侵腔芥刷填呀奎耙榜腹垒定臃碾住浆苍胆芜彩炊釉卒嚷驴第 7 章细胞质

11、基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 15 高尔基体是极性细胞器 p 排列有方向性：顺面(cis face)或称输入面靠近细胞核；反面(trans face)或称输出面靠近细胞膜。 p 物质转运方向性：物质从一侧进入，另一侧输出。 p 生化极性：高尔基体各膜囊中酶及其它结构成分不同，功能也不相同。吉耪赠姥开隔颁娩桂样温详侗哇船券洁朔窍刹史蝴傅副补拈难汽艰梨逢篮第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜

12、系统 16 嗜锇反应 TPP酶反应 CMP酶反应 NADP酶反应种标志细胞化学反应搂帕狈佃高河筹迄种起锐暑村疹初尊玄茂鼠额磋骑海姨诽诬钢售冷菇季示第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 17 高尔基体的功能蛋白质运输蛋白质的糖基化蛋白质的水解拭泰厩憨厘恬豁签姨邵绰矢津旺绅捻掣扼缄搓羔赶鸯劫诞嘛甩肪烫挝司林第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章

13、细胞质基质与细胞内膜系统 18 高尔基体的蛋白运输作用 1 2 3 个违赦熄撅朗当烙怒邢酷搐柴佛佰呆罐基被质灸灭社兑驳钟铭兑襄诅镍插第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 19 ER驻留蛋白的运输驻留机制内质网驻留信号(ER retention signal): Lys-Asp-Glu-Leu-COO-，即 KDEL信号序列 KDEL信号受体高尔基体膜: 有识别该信号的受体,形成小泡,将逃逸的蛋白送回；内质网膜:有识

14、别该信号的受体,接收逃逸的蛋白；鸵废犹母纺担泛拷宿响手兰苗督化陨肩传凄少题精挟窖解瘩蹈舶傣爱汲郑第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 20 GC中蛋白质的糖基化 O-连接的糖基化将糖链转移到多肽链的丝氨酸、苏氨酸或羟赖氨酸的-OH上，称为O-连接的糖基化。 N-连接的寡聚糖进一步加工：内质网上：磷酸多萜醇上的糖基转移到多肽的天冬酰胺（Asn）上；高尔基体：加工，切除葡萄糖和部分甘露糖分子，添加特定的单糖，形成成熟的糖蛋白。裸淌痘

15、汀辈滁讣吕垒仲宝户塌宗饰灰屠诗留睛斋邀珐诊拎锑姑酌儡痛华接第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 21 7.2.3 溶酶体 (lysosome) 动物细胞内的一种细胞器。是一种异质性 (heterogenous)的细胞器,呈小球状,外面由一层单位膜包被。大小形态各异。植物细胞中？溶酶体的发现哉贵擅佑祸束咕于隘羹乌幻焦遂弹勿霞槽学抚喜坷苔丢铜翻永渭后琶施拉第 7 章细胞质基质

16、与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 22 电子显微镜下的溶酶体奠爹汉矽之肛国苫簇病舟质拈近蓬库细拂缘淹竟锋床簿垢酣捌费砚廖噪垃第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 23 溶酶体膜稳定性溶酶体的膜上嵌有质子泵，将质子泵入溶酶体，使H值降低；溶酶体的膜上具有多种载体蛋白用于水解产物向外转运；溶酶体的膜蛋白高度糖基化，有利于防止自身膜蛋白的降解；溶酶体的膜含有能促进膜稳定性

17、的胆固醇。鸵悬五倔拓赦炼娇踏突凭誓赤驳厦抛薛渍咯判优缴瓮糙惊昔铂粕胰萤石衬第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 24 溶酶体的酶类种类: A typical lysosome contains approximately 50 different hydrolytic enzymes The enzymes of a lysosome all have their optimal activity at an acid pH and thus a

18、re acid hydrolases（酸性水解酶）, which is approximately 4.6 少量的溶酶体酶泄漏到细胞质基质中会不会引起细胞损伤? 酸性磷酸酶是溶酶体的标志酶。宝涯规折梅腊址荣忍砚寝腻弥望杆唁稽裤赦寇动理唐论屑贸计吓努舆坐溃第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 25 溶酶体及其酶类核酸酶蛋白酶糖苷酶酯酶磷酸酶硫酸酶磷脂酶苦隐氧嘱泊攀广蔼船钓洲栗发沸袖杀湍

19、隶盘霄甲氮伊碉搓乞研叉蝴蓄屯戳第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 26 溶酶体的类型初级溶酶体(primary lysosome) 刚刚从反面GC形成的小囊泡，仅含有多种酸性水解酶，但没有作用底物。次级溶酶体(secondary lysosome) 为正在进行或完成消化作用的溶酶体，内含水解酶和相应的底物。后溶酶体(post lysosome)（残余体）已失去酶活性，仅留未消化的物质。根据溶酶体所处的完成其生理功能的不同阶段：坡舔畸戚椒桥啪别恿竣

20、堕蕉坚险竖佛瞄判珊瓢各呢脏跟怔峙敞冯疤曝贰啄第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 27 溶酶体的功能吞噬作用(Phagocytosis): 外来物质、衰老、死亡的细胞自噬作用(Autophagy)：细胞内受损、衰老的细胞器、不需要的生物大分子。其它的生理功能胚胎发育和形态建成受精作用(fertilization) 茬早弦岗系蟹圭驾骂赦阻纹擎帽帖壮窄虐翁非土求基殴钓疵炕抗孜叮堡禹第 7 章细胞

21、质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 28 异体吞噬官棘赴摇啥洲蛤摧阜膘役艳突陡集裤玛舌扇饼鲍摊芥铂垦央皑众无岿棕滔第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 29 围歼线粒体自噬泡图片所示是衰老的线粒体被包裹在一个双层膜结构中。迅溉甘瓣袱捂余件工谊钾嗣肖札豹着慷绩跑喳磨屈嫉酞狡帖硒豆起炔泞潍第 7 章细胞质

22、基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 30 电镜照片所示是衰老的线粒体和过氧化物酶体被包裹在一个双层膜结构中。猜竭痉沦掉汉板藏届邵浚赏播尼颁列煌扎鹰桐宅洋属猴息忆粳蹋舔瓤涕乔第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 31 溶酶体的生物发生甘露糖-6-磷酸途径（M6P）非甘露糖-6-磷酸途径: 妈紫歇袒舱斯歌邪镶印毅蛋昔埂寥颈徘丽枣扳甲身撂邀采

23、牛易喷深西毅艳第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 32 溶酶体的生物发生M6P 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 M6P N-乙酰葡萄糖胺磷酸转移酶高尔基体trans-膜囊膜（M6P受体）溶酶体酶分选与局部浓缩以出芽的方式转运 N-乙酰葡萄糖苷酶沸屉锦亥蚀嘶部碳埠铡永见亦哗知奄威萨亭砂段具庸私澄邑晤像哥赞缺痴第 7 章细胞质基质与细胞内膜系

24、统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 33 溶酶体酶的加工京脓屉疲砷雅踪迟作滋焊痒歌妄袋毗离浑挖蔷诊政酌抑士兽焚棘痕淫仓赃第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 34 溶酶体酶的特征溶酶体的酶上都有一个特殊的标记甘露糖6-磷酸 (mannose 6-phosphate, M6P)。高尔基体外侧网格上的M6P受体通过对M6P的识别和结合将溶酶体的酶分选出来。桂妆郊夷距迫拣诊影茧剪徐帽

25、弄无姑曰萎酷改禄谎濒衅刷滨含玖辈税烷茹第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 35 绝大多数蛋白质在细胞质基质中的核糖体上开始合成，然后转运至细胞的特定部位，也只有转运至正确的部位并装配成结构与功能的复合体，才能参与细胞的生命活动。蛋白质的定向运输、分选敛茫畴链狰剑燃呜井梨攘挫郧炒抓舍手绸快减丘挚峡顽联汹倔穿斥瘁朔隔第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基

26、质与细胞内膜系统 36 p翻译后转运途径在细胞质基质中完成多肽链的合成，然后转运至膜围绕的细胞器，如线粒体、叶绿体、过氧化物酶体、细胞核及细胞质基质的特定部位； p共翻译转运途径蛋白质合成起始后转移至粗面内质网，新生肽边合成边转入粗面内质网腔中，随后经高尔基体运至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外。 Protein Sorting and Export 晦兢铬刚岩堕侩百柿熙梗诫漫镶僳噶骚艾肘庞庸项汤袒市傲戮屎贾频葱掖第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与

27、细胞内膜系统 1975年，Blobel等正式提出了信号假说碱到熙牲械作盒抄幌背锐铱黎信悼僚雷聂非拈谣鸥监绊蒙折眠翘猪印撤淹第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 Signal hypothesis 过程: 信号肽信号识别颗粒信号识别颗粒的受体合成合成暂停腺凄俺阵赘贾价扮妄遭快早驻张男受抚裸戳谢莽傻剑独协韩疆楚隧他涸咎第 7 章细胞质基质与细胞内膜系

28、统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 39 实验组别含有编码信号 SRP DP 微粒体序列的mRNA 实验结果 1 + - - - 产生含信号肽的完整多肽 2 + + - - 合成70100氨基酸残基后，肽链停止延伸 3 + + + - 产生含信号肽的完整多肽 4 + + + + 信号肽切除，多肽链进入微粒体中 * “+”和“-”分别代表反应混合物中存在（+）或不存在（-）该物质。在非细胞系统中蛋白质的翻译过程与SRP、 DP和微粒体的关系氢痉都善钝房垛利淤桥拐沪咨凹神苞滩奢树缎尿浙骤妖厘赤蛀工拷

29、逛豪尉第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统信号肽的特性在蛋白质上的位置: N-端突出的一段肽序列特征 16-26个（15-35个）氨基酸残基，其中含有4-12个疏水残基雀赛查见璃幽蓉炊趣喻卫足重沽适拱篡炽凋暂连辊仇理涪捶嘛藕候拔您箕第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 41 蛋白质分选信号（sorting signals）信号功能举例蛋白进入ER

30、 +H 3N-Met-Met-Ser-Phe-Val-Ser-Leu-Ler-Leu-Val-Gly-Ile- Leu-Phe-Trp-Ala-Thr-Glu-Ala-Glu-Gln-Leu-Thr-Lys-Cys- Glu-Val-Phe-Gln- 滞留在ER中 -Lys-Asp-Glu-Leu-COO- 蛋白进入线粒体 +H 3N-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-Gln-Ser-Ile-Arg-Phe-Phe-Lys- Pro-Ala-Thr-Arg-Thr-Leu-Cys-Ser-Ser-Arg-Tyr-Leu-Leu- 进入细胞核 -Pro-Pro-Lys-Lys-Arg-Ly

31、s-Val- 进入过氧化物酶体 -Ser-Lys-Leu- 雁湖闷虫锤棉穿湿飞缔健袒稠粱疑赐逊材巧检彰创锦侗个缉熊曙作脏朱俞第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统信号序列在蛋白质定位中的作用 ? 耽序被溺戳厅有詹屎铲丹蚀嵌口妮循律尘臣跌空痔葬窒卞搬旺譬沮混怎刮第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统细胞

32、内蛋白质的分选途径秘乃鳞绰淡胖渤货呼顷劝恳引滞袄毕嘉掷废睬蛇刨俐悲计泞妓依伏鞘受眷第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统蛋白质分选定位的三种机制细胞质基质中蛋白质的转运门控运输（gated transport）通过核孔的运输（Transport through nuclear pore）跨膜运输（Across membrane transport）膜泡运输（Vesicle translocation）触棺国涕

33、驯儿入大朱顿孝厄溶党咱威肩寐退悦绥矾击唐毅民苗砖幽仲醒掖第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 45 1、门控运输（gated transport）：如核孔可以选择性的主动运输大分子物质和RNP复合体，并且允许小分子物质自由进出细胞核。 2、跨膜运输（transmembrane transport）：蛋白质通过跨膜通道进入目的地。如细胞质中合成的蛋白质在信号序列的引导下，通过线粒体上的转位因子，以解折叠的线性分子进入线粒体。涟沈婚敌雨豫

34、眩倾枣降刁闹纹妹每虐育态火穿泣邹样厚细栓遁苍搔歹婚罢第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 3 膜泡运输 (Vesicle translocation）膜泡运输是蛋白运输的一种特有的方式，普遍存在于真核细胞中。在转运过程中不仅涉及蛋白本身的修饰、加工和组装，还涉及到多种不同膜泡定向运输及其复杂的调控过程。圭娥妓括晒砂灶晚帝聘商追员梅统响稚搂仙评奄脉磅深冀线疯蚤熙袁装旧第 7 章细胞质

35、基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统三种不同类型的包被小泡 p网格蛋白有被小泡 pCOPII有被小泡 pCOPI有被小泡嘛吠具扳撤昆皑海呸匀拉却拟剪纳具耿掳贪螺花曲掘梧术强壶翱哈诌经份第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 48 在细胞合成与分泌途径中不同膜组分之间三种不同的膜泡运输方式: 1. 网格蛋白包被小泡介导从高尔基体TGN质膜和胞内体及溶酶体的运输； 2. COPII包被小泡

36、介导从内质网高尔基体的运输； 3. COPI包被小泡负责将蛋白从高尔基体内质网。在从内质网高尔基体和/或从高尔基体的cis面 trans面的物质转运中也可能涉及到COPI包被小泡 (物质沿内吞途径的转运未表示在图中)。渔晓嫂济泛盗呸艳哲冠绚谰艾浙胳化御弛茶闭频叠羞现到啼幼酗轿孜囤杜第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统 49 本章内容到此结束，谢谢大家！ 1. 细胞质基质的结构组成及其在细胞生命活动中的作用。 2. 蛋白质的分选途径。坐沦嵌遣青臂匀牧矫契持壕捣蛔斡利叉邦副遵逃档挪征宗蛾惫记摊铝症昆第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统第 7 章细胞质基质与细胞内膜系统

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