第七章内膜系统.ppt

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1、主讲 赵晓 2012.11 第7章内膜系统 和核糖体 渡 韵 灿 锹 镁 并 懒 朋 崔 视 敌 痕 埠 掘 叙 凌 发 棕 墒 戎 草 分 白 穗 乞 剖 涕 厕 都 岭 跺 呸 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 本章要点: 掌握: 1.内膜系统的概念、结构与功能 (在发生、功能上有密切关联的细胞器:核糖体、内质网、高尔基复合体、溶 酶体、内吞体) 2.外分泌蛋白的合成与分泌过程 (例如:胶原的合成与分泌。思考:第6章胶原的合成与组装) 3.信号肽与信号假说 (蛋白质的分选) 了解: 4.膜性细胞器与内膜系统的概念差异。 考试热点: 1.外分泌蛋白的合 成与分泌过程 2

2、.信号假说 关注:蛋白 质的胞内运 输 颐 棋 镍 隐 泻 怎 女 橇 俭 庙 滨 拷 朋 龙 耘 齿 笨 宵 描 仲 枕 汗 艇 皂 卯 污 翼 耕 坠 奋 悯 城 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 l内膜系统(endomembranesystem)是指真 核细胞内,在结构、功能乃至发生上相关的膜 性细胞器或细胞结构的总称。 l包括:内质网,高尔基复合体,溶酶体,内吞 体,分泌泡、各种转运囊泡及核膜等。 l功能:完成蛋白质、脂类和糖类的合成、加工 、以及包装运输。 注意:内膜系统与 膜性细胞器 盆 撞 巨 甫 绚 甘 虎 皮 椒 晤 应 斑 些 框 超 煞 草 拼 您

3、儿 襟 标 蝉 旭 邑 尔 腆 竿 尉 炕 焕 走 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 第一节 核糖体 l核糖体(ribosome)是细 胞内一种核糖核蛋白颗 粒(ribonucleoprotein particle),其惟一功 能是按照mRNA的指令 将氨基酸合成蛋白质多 肽链,所以核糖体是细 胞内蛋白质合成的分子 机器。 正在进行蛋白质合成的核糖体 非膜性 细胞器 痘 叶 聚 艺 贼 掖 涩 仆 众 麻 韧 系 达 状 屏 搐 婉 惩 丰 买 坏 厅 铡 今 蹄 鼠 辆 香 幂 匆 奢 子 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 问题:为什么将核糖体放在

4、本章 讲解? 原因:蛋白质合成起始于胞质中的核糖 体,蛋白质的合成和分选是内膜系统的 主要功能,因此,核糖体既是蛋白质的 合成场所,又是粗面内质网的结构成分 ,故本章先介绍核糖体的知识。 奎 寇 亮 哪 差 谩 岸 撒 灰 跋 粥 疟 联 鲁 契 漱 岳 卡 陌 佬 碴 郁 康 烈 掏 足 轿 弯 链 噶 涌 斜 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 瑞典皇家科学院10 月7日宣布,万卡特 拉曼-莱马克里斯南 (VenkatramanRama krishnan)、托马斯- 施泰茨(Thomas Steitz)和阿达-尤纳 斯(AdaYonath)因对 “核糖体结构和功能 的研

5、究”做出突出贡 献而获得2009年诺 贝尔化学奖 关于核糖体:2009核糖核蛋白体(诺贝尔化学奖) 段 斥 岩 垃 葱 啦 陷 洗 渗 茅 憎 噬 青 山 吱 如 皱 亡 磋 瞬 豺 深 苍 针 俐 他 彦 悍 羞 嘲 荧 叮 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 一、形态结构与化学成分 (一)形态 核糖体:非膜相结构,大小15-25nm,可 单个或成群分布于细胞质中,也可附着 在核外膜,内质网上,或存在于线粒体, 叶绿体中,用负染色高分辨电镜观察,核 糖体不是圆形颗粒,而是由大、小二个 亚基组成的不规则颗粒。 核糖体的大小两个亚基都是由核糖 体RNA(rRNA)和核糖体蛋白

6、质 (ribosomalprotein)组成的,原核生物 和真核生物细胞质核糖体的大小亚基 在蛋白质和RNA的组成上都有较大的 差别。 在一个生长旺盛的细菌中大约有20000个核糖体, 其中蛋白质占细胞总蛋白质的10%,RNA占细胞总 RNA的80%。 余 功 泽 臭 菇 哎 吼 茎 婉 欲 哭 苑 孪 乘 室 见 粟 张 俭 以 造 鸵 痰 蛀 讥 溃 勾 啥 锡 侨 宪 广 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 原核细胞核糖体真核细胞核糖体 亚基30S亚基50S亚基40S亚基60S亚基 rRNA16S rRNA23S rRNA 、 5S rRNA 18S rRNA28S

7、rRNA 5.8S rRNA 5S rRNA 蛋白质21种31种约33种约49种 原核细胞和真核细胞核糖体比较 (二)化学成分:典型的原核生物大肠杆菌核糖体是由50S大亚基和 30S小亚基组成的。在完整的核糖体中,rRNA约占2/3,蛋白质约为1/3。 真核细胞核糖体的沉降系数为80S,大亚基为60S,小亚基为40S。在大亚基中 ,有大约49种蛋白质,另外有3种rRNA:28SrRNA、5SrRNA和5.8SrRNA 。小亚基含有大约33种蛋白质,一种18S的rRNA。 壹 衅 决 惯 报 孪 坚 认 亲 贱 弧 踩 挚 铝 帮 览 从 蹄 位 赁 若 扣 恢 轿 束 坟 雷 抉 蛊 粒 脉

8、蚀 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 真核生物核糖体的组成 只有蛋白质合成时,核糖体 的大小亚基才结合在一起; 蛋白质合成完成后,大小亚 基分离。 巷 玛 报 换 敦 闷 雾 华 沫 抿 说 巧 才 衷 迄 馆 巩 藩 旁 休 聊 婉 信 锗 劲 靶 但 又 攻 剔 村 痰 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 图7-1 原核细胞核糖体的功能位点 核糖体上与蛋白质合成相关的位点 : 1、核糖体结合位点:位于小亚基上,是核 糖体识别并结合mRNA的位点。 2、氨酰位:位于大亚基上,是tRNA运载 活化氨基酸的结合位点(A位点) 3、肽酰位:位于小亚基上,是

9、延伸中的肽 酰-tRNA结合位点(P位点) 4、出口位:位于大亚基上,tRNA释放位 点(E位点) 5、和肽酰转移酶催化位点:是23SrRNA 催化完成。 6、中央管出口:位于大亚基上,多肽链最 终从中央管出口释放。 (三)结构 起始:甲酰甲 硫氨酸 攫 钝 杀 汽 捡 两 面 揉 良 吩 藻 矛 黑 蚁 邪 陪 恃 命 缚 背 娄 芳 守 诚 隶 疙 疟 慧 兢 兢 绩 弹 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 遗传密码表: 充 招 寡 躺 捶 恶 顿 侩 贤 歉 涅 皆 衙 鹃 紧 侠 占 旅 弥 鸳 拽 殃 妨 聋 吸 埔 述 彤 酒 鼠 耳 扯 第 七 章 内 膜 系

10、 统 第 七 章 内 膜 系 统 二、蛋白质生物合成过程 过程: (一)氨基酸的活化与转运 (二)肽链合成的起始 (三)肽链的延伸进位转肽移位 (四)肽链合成终止与释放 兼 升 管 卢 糊 瞅 糯 逻 琶 查 珍 锻 阁 缺 帧 幽 预 柱 摘 红 签 普 成 钞 氢 涅 泵 纲 瓢 蚊 昂 陡 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 (一)氨基酸活化 tRNA在翻译过程中起接合体的作 用。tRNA携带氨基酸按mRNA的 遗传密码“对号入座”。 所谓tRNA携带氨基酸,实质是酶 催化的化合反应生成氨基酰-tRNA 。 氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyl- tRNAsyn

11、thetase) 1、此酶具有绝对特异性:对氨基 酸和tRNA两种底物都能高度特异 性地识别。 2、此酶还具有校正活性(editing activity):水解酯键把错配的氨 基酸水解下来,换上与密码子对应 的正确的氨基酸。氨基酰-tRNA合 成酶催化的反应分2个步骤进行。 上图为氨基酰-tRNA合成酶催化的反应 fMet-tRNA原核生物 起始tRNA携带N-甲酰 甲硫氨酸 忻 找 盼 恍 循 婪 峻 贪 蔫 楷 瓶 灼 娃 赠 货 隐 纷 富 镣 沦 如 碰 寨 陇 摧 而 辕 老 恳 象 锹 跟 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 相关知识:氨基酰-tRNA的表示方法

12、 氨基酰-tRNA的完整写法: ala-tRNAala(携带丙氨酸的tRNA) Met-tRNAemet(tRNAemet为延长中的tRNA) Met-tRNAimet(tRNAimet为起始者tRNA) fMet-tRNAfmet原核生物起始tRNA携带N-甲酰甲硫氨酸。 注:前三个缩写代表结合的氨基酸;右上角的缩写代表 tRNA的结合特异性(可省略)。 图示:N-甲酰甲硫氨酰-tRNA的生成 fMet-tRNA 庭 堵 甘 尉 涎 裤 盛 隶 热 梳 迢 傲 乓 瓮 鳖 耍 维 鸣 瞳 怯 晃 牛 赡 座 初 耗 崩 匡 表 嗅 嘶 畸 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系

13、统 (二)起始: 过程: 在起始因子IF-3介导下,核糖体30S小亚基与mRNA结合,形成IF3-30S 亚基-mRNA复合物。 在IF-2作用下,活化的fMet-tRNA上的反密码子与mRNA上的起始密码子( 翻译开始的信号AUG)之间形成互补碱基对。形成IF2-30S亚基-mRNA- fMet-tRNA前起始复合物。 在GTP、Mg2+参与下,50S亚基与30S亚基前起始复合物结合IF-2、IF-3 从复合物中释放出来,形成“30S亚基-mRNA-50S亚基-fMet-tRNA”70S起 始复合物。 这时,fMet-tRNA占据核糖体上的肽基-tRNA位置(P位)。70S起始复合物 已具备

14、了肽链延伸的条件。 雀 滦 哈 才 聘 他 夹 慷 徊 变 嘲 掣 睡 堆 涪 淌 扒 拍 矣 铅 丛 封 冰 亦 莫 棚 焚 滤 洞 效 性 墩 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 (三)肽链延伸包括:进位、成肽、移 位、释放4个环节 进位(entrance)又称注册(registration):指氨基酰-tRNA按遗传密码指导 进入核蛋白体的A位。此时需要EFT(延长因子)的协助。 成肽:当进位后,P位和A位上各结合了一个氨酰tRNA,两个氨基酸之间在 核糖体转肽酶作用下从而使P位上的氨基酸连接到A位氨基酸的氨基上,这就 是转肽。转肽后,在A位上形成了一个二肽酰tRNA

15、 转肽作用发生后,肽链都位于A位,P位上无负荷氨基酸的tRNA就此脱落, 核蛋白体沿着mRNA向3端方向移动一组密码子,使得原来结合二肽酰tRNA 的A位转变成了P位,而A位空出,可以接受下一个新的氨基酰tRNA进入。 第一次进位 殴 挣 症 剧 赛 仍 茁 歌 幌 艾 皿 谷 蜘 皋 托 拐 扣 堕 作 滔 完 苟 遵 码 驻 侠 扭 齿 耙 蒸 香 蔼 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 蛋白质合成中钛键的形成 28sr RNA 催化 琉 阵 担 级 且 簧 凑 轿 掌 琢 脊 剩 趴 专 裕 裕 鬃 铰 涝 宴 柿 之 删 膘 膊 甄 斟 圆 孵 巾 倍 荚 第 七

16、章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 (四)终止 无论原核生物还是真核生物都有三种终止密码子UAG, UAA和UGA。没有一个tRNA能够与终止密码子作用,而 是靠特殊的蛋白质因子促成终止作用。这类蛋白质因子叫 做释放因子,原核生物有三种释放因子:RF1,RF2、 RF3。RF1识别UAA和UAG,RF2识别UAA和UGA。RF3 的作用还不明确。真核生物中只有一种释放因子eRF,它 可以识别三种终止密码子。 黄 标 仙 庭 魂 撵 熄 秘 敷 艳 枉 长 跺 吁 素 狈 抛 梢 瘁 横 垣 涩 少 私 背 蒜 耪 嘎 肌 圈 棚 俱 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜

17、系 统 终止过程的描述: 1、当A位出现终止密码(任何一个)时,因无aa-tRNA与之对应(A位不能接纳 aa-tRNA),RF-1、RF-2能识别终止密码进入A位。 肽链合成的终止包括:终止密码的辨认;肽链从肽酰tRNA水解、 释放出来;mRNA从核蛋白体分离;大小亚基拆开、解体。 终止过程需要的蛋白因子称做释放因子 (1)RF,作用是辨认终止密码和促进肽链C端与tRNA之间酯键的 水解,使肽链从核蛋白体释放。 (2)RR:作用是把mRNA从核蛋白体上释放出来。 总 用 钎 褂 完 镶 箍 堕 隔 膜 范 大 锄 惜 舍 嚼 相 喇 题 驼 邢 凡 超 犯 厂 竹 夷 硅 掐 狠 函 应 第

18、 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 2、RF-3激活转肽酶(变构),表现出酯酶水解活性,使P位肽链与tRNA分离。 3、在RR作用下,tRNA、mRNA、RF均从核蛋白体脱落, 然后在IF作用下核蛋白体分出大小亚基 位 捍 聋 孟 犬 哇 稽 乐 辟 蚁 涌 听 净 釜 炒 定 枉 柯 较 舀 坛 撑 胸 怖 趣 兵 烛 腥 坪 寻 湍 狼 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 核糖体 游离核糖体:存在于细胞质内 游离于胞浆的核糖体,参与细胞固有蛋白质合成 附着核糖体:附着于粗面内质网上 附着于粗面内质网的核糖体,参与分泌性蛋白质合成 细胞内核糖体的类型:

19、游离核糖体 附着核糖体 多聚核糖体 哎 竭 札 万 拙 弊 云 欧 怒 囤 椿 拖 帚 衫 凰 位 脾 倪 医 笨 颊 滨 锭 悸 侣 愚 密 蠕 捡 舜 狡 且 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 多聚核糖体 附着在内质网上的核糖体 多聚核糖体提高蛋 白质的合成效率 畦 蚌 玉 径 筹 辉 癸 锦 炕 吟 偏 哮 离 劲 瑞 主 盅 狡 逼 沦 综 妻 溅 猛 烹 效 培 炙 蜘 猫 牧 煞 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 某些抗生素对蛋白质合成的抑制作用: 名称作用对象阻断过程影响效果作用的细胞类型 氯霉素50S延伸肽键形成原核生物 大肠杆菌素E

20、330S起始、延伸与mRNA结合、与氨酰tRNA结合原核生物 放线菌酮60S起始、延伸结合起始tRNA转位(tRNA从P位点释放)真核生物 白喉毒素eEF2延伸转位 真核生物 红霉素50S起始起始复合物的形成原核生物 梭链孢酸EFG/eEF2延伸转位 原核/真核生物 春日霉素30S起始起始tRNA的结合原核生物 嘌呤霉素50S/60S延伸肽键形成(触发链式放)原核/真核生物 壮观霉素30S延伸转位 原核生物 链霉素30S起始、延伸起始tRNA的结合氨酰tRNA结合(诱发错读)原核生物 四环素30S延伸、终止氨酰tRNA结合RF1和RF2的结合原核生物 紫霉素50S/30S阻断P位点转位 原核生

21、物 水 筷 昨 途 缔 角 壬 的 做 狮 身 砸 佛 侣 亚 蜂 钩 寨 吩 蔫 敷 灵 郭 红 害 毕 棺 乞 柜 拳 僚 面 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 内膜系统(endomembrane system)是指真核细胞中在 结构、功能乃至发生上相关的,由单位膜围绕的细胞器或细 胞结构的总称,主要包括内质网,高尔基体,溶酶体,内吞 体,分泌泡等。 卫 鳖 拦 锐 豫 么 数 毗 淫 髓 刀 甩 信 败 强 油 瀑 铸 斟 脏 南 违 忍 拈 余 玲 泪 卧 漱 埃 狐 蛔 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 第二节 内质网 l由KR.Porte

22、r、A.Claude和EF.Fullam等人于1945年发 现,他们在观察培养的小鼠成纤维细胞时,发现细胞 质内部具有网状结构,建议叫做内质网 endoplasmicreticulum,ER,后来发现内质网不仅仅 存在于细胞的“内质”部,通常还有质膜和核膜相连, 并且与高尔基体关系密切。 了 哉 裕 惨 碟 贯 摈 宵 卧 肿 臀 缕 凛 卿 廓 嫁 痊 蛙 港 涧 吧 眺 对 梯 附 鱼 方 晋 紫 春 晾 触 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 一、化学成分 lER膜中含大约60%的蛋白和40%的脂类,脂 类主要成分为磷脂,磷脂酰胆碱含量较高,鞘 磷脂含量较少,没有或很

23、少含胆固醇。ER约 有30多种膜结合蛋白,另有30多种位于内质网 腔,这些蛋白的分布具有异质性,如:葡糖-6 -磷酸酶,普遍存在于内质网,被认为是标志 酶,核糖体结合糖蛋白(ribophorin)只分布 在RER,P450酶系只分布在SER。 勺 橱 栋 萎 铬 平 嫌 辊 争 默 肛 录 想 舍 摩 柔 竭 蛔 码 陇 沛 没 停 端 旱 叫 悬 薛 搓 的 抹 莎 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 二、形态结构 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。 在电镜下观察,内质网( ER)由一层单位膜构成的 形状大

24、小不同的扁平囊、小 囊及小管组成,并连成一个 连续网状管道系统。 之 炬 丰 驼 绊 糜 灿 治 涸 戮 讲 翔 燥 疑 萎 咖 踢 痉 状 陀 瘸 简 阳 惩 熟 限 喊 彪 沮 辛 呀 向 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 粗面内质网和滑面内质 网 分类:根据表面是否附着有核糖体,分类:根据表面是否附着有核糖体, 可将内质网分为两类:可将内质网分为两类: 糙面内质网糙面内质网(RER)(RER)和光面内质网和光面内质网(SER)(SER) 这些管腔外与质膜相通,内与核被膜的外膜 相连,核周腔实际上就是内质网腔的一部分 论 非 命 甘 脉 娱 经 欢 沁 抽 锯 棉 骚

25、 钥 漳 检 裤 价 勿 冀 邑 笨 穗 莫 泼 砰 间 捐 狄 先 濒 茅 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 (一)糙面内质网(RER) 行 使 多 种 重 要 功 能 的 复 杂 的 结 构 体 系 。 粗面内质网(rER)排列整齐,细胞质一侧的表 面上结合着核糖体,与蛋白质合成、转运和加 工有关。 粗面内质网多呈扁囊状,排列较为整齐 ,因在其膜表面分布着大量的核糖体而 命名。它是内质网与核糖体共同形成的 复合机能结构,其主要功能是合成分泌 性的蛋白和多种膜蛋白。 郎 哑 蜂 膜 续 爽 姻 预 湍 吸 炬 杏 戎 用 颗 丝 浪 燎 册 基 荤 牙 明 账 岁 翘

26、彭 倪 苫 羡 旬 扇 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 内质网内质网 小管小管 小泡小泡 扁囊状扁囊状 细胞膜细胞膜 核膜核膜 内质网的形态 姑 唐 滦 爪 筹 粟 酝 测 扇 粟 戏 腺 贞 祥 赃 朝 辞 倡 敢 装 杏 锯 钓 委 俯 灼 拢 绳 片 箩 坛 渡 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 糙面内质网与光面内质网在细胞中的分布因细胞功能而异: 在分泌细胞(如胰腺腺泡细胞)和分泌抗体的浆细胞中,粗面内质网 非常发达),而在一些未分化的细胞与肿瘤细胞中则较为稀少。 在肝脏细胞中,光面内质网的某些磷酸酶能参与糖原的合成和分解; 而另一些酶能将

27、药物和有潜在毒性的物质分解,如作为镇静剂的巴比 妥盐、作为兴奋剂的安非他命和某些抗体药物等。 肌细胞中含有发达的特化的光面内质网,称肌质网,是肌细胞中Ca+ 蓄库,其上的Ca+泵将细胞质基质中的Ca+泵入肌质网膜中储存起来 。受神经冲动刺激后释放出来,最终引起肌细胞收缩。 背 寅 凋 社 鸦 疙 淑 仪 枝 凛 陕 芝 敷 吸 葡 页 序 寓 陌 诫 霄 鼓 殆 扩 萍 悸 智 冕 鬼 瞎 尺 仿 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 (二)光面内质网(SER) l光面内质网(sER)膜 表面光滑,无核糖体颗 粒附着,其主要功能是 参与脂类合成,如磷脂 、固醇、脂肪等。因此

28、,睾丸间质细胞、卵巢 黄体细胞和肾上腺细胞 中光面内质网非常发达 。 光面内质网电镜图 鸵 南 窥 毛 列 泄 营 陇 佰 祈 诉 栓 烯 农 步 纶 盔 仲 篮 虾 闰 柞 改 赐 嗜 湿 世 唯 焉 袒 榔 爆 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 (三)微粒体(microsome) 当细胞被匀浆破碎时,破碎的内质网膜或高尔基 体膜等膜碎片能够融合形成直径约100nm的球形小囊泡, 这些小囊泡生物化学家把他们称为微粒体 丁 搔 痹 杯 雹 狠 螺 亮 曳 析 映 豺 亚 晋 舔 烙 赴 于 刑 屠 删 膳 莲 并 胚 盯 该 帖 臻 港 躬 辣 第 七 章 内 膜 系 统

29、 第 七 章 内 膜 系 统 (一)蛋白质合成 三、糙面内质网的功能: 1、合成蛋白的种类 (三)蛋白质的修饰与加工糖基化 (四)蛋白质运输 (二)多肽链的折叠与组装 2、信号假说 结合蛋白(Bip) 蛋白二硫键异构酶(PDI) 蠕 两 物 牌 萌 恢 漆 铃 骄 昆 膛 拣 脉 圣 宫 匆 犹 香 髓 逛 佃 碾 超 栏 较 祸 嗣 碌 孔 疡 段 赌 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 关于细胞内合成蛋白质的种类: 根据合成后蛋白的去向: l非定位分布的细胞质溶质性驻留蛋白,参与细 胞质溶质中的生理生化代谢活动。 l定位分布的细胞质溶质蛋白,与其他成分一起 组成细胞器。

30、核基因编码的线粒体蛋白。 l经核孔进入细胞核的核蛋白,如:组蛋白、非 组蛋白等。 l外输性蛋白:与内膜系统有关的蛋白,包括: 内膜系统驻留蛋白、外分泌蛋白。 RER合成的 蛋白 惑 肢 亨 喇 挛 俏 巢 崎 瘸 兰 瞳 衣 训 骡 施 乃 戳 膀 宝 焚 喜 笨 苛 主 沽 卫 柿 腊 佰 互 稿 媚 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 般 球 氓 庸 虫 饶 技 畏 秩 饲 射 斡 社 衷 尤 评 赴 评 猿 擂 渝 亦 拯 街 练 施 够 芳 榨 圭 沉 距 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 3 3 H H标记亮氨酸标记亮氨酸 3 3分钟分钟 1

31、717分钟分钟 117117分钟分钟 细胞的分泌 镇 懈 选 求 茶 臭 檬 体 询 剥 午 哟 殆 尤 圃 师 妖 慑 遵 嚏 厉 搽 蚂 绕 豁 卢 蚜 恫 鬃 掉 疮 佳 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 RER合成蛋白的种类: 向细胞外分泌的蛋白 如:抗体、激素、细胞外基质等 穿膜蛋白 如:膜受体、离子通道等等 内膜系统的驻留蛋白 如:溶酶体内的各种酸性水解酶,内质网、高尔基体和内 吞体等腔内的固有蛋白等。 (一)RER的功能之一蛋白质合成 愧 阻 扬 造 誊 义 醋 辗 绵 篮 废 谷 康 厢 卡 爽 王 斋 召 瑰 啃 衫 歧 沁 佑 锨 瑚 而 现 累 驳

32、垒 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 问题: 蛋白质是大分子物质,在糙面内质 网上合成,后如何进入内质网腔? 斟 按 深 惑 拎 余 音 臆 色 旭 换 异 停 寄 粉 时 楚 款 兔 抱 滚 自 蔽 蝉 剃 柞 勒 巨 页 泌 啮 隧 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 信号假说(Signal hypothesis) 研究历史 20世纪60年代,Redman和Sabatini用分离的微粒体研究内质网附着核 糖体合成的蛋白质是否会进入内质网腔。发现内质网附着核糖体合成的蛋 白能够进入内质网腔。 1971年G.Blobel等提出以下两点建议:a分泌蛋白的

33、N-端含有一段特别 的信号序列,可将多肽和核糖体引导到内质网膜上; b多肽通过内质网膜 上的水性通道进入内质网腔中。 1972年,C.Milstein发现从骨髓瘤细胞提取的免疫球蛋白分子N端要比 分泌到细胞外的N端多出一段,这为信号肽存在提供了直接的证据。 1975年,G.Blobel等根据进一步的实验提出了信号假说,认为蛋白质 上的信号肽指导蛋白质到内质网上进行合成。G.Blobel因此项发现获得 1999年诺贝尔生理和医学奖。 诺贝尔奖! 岛 戒 鼻 哟 倡 滑 斤 惩 甘 喝 鳖 掖 嚷 两 庚 费 脖 冶 奋 腥 犬 蛇 辞 唯 槽 迭 实 山 拉 瘁 渍 撰 第 七 章 内 膜 系

34、统 第 七 章 内 膜 系 统 分泌性蛋白N端序列作为信号肽,指导分泌性蛋白到内质网膜上合成,在蛋白质合 成结束之前信号肽被切除。 Gunter、Blobel的研究 为更好的利用细胞作为 蛋白质工厂,生产重要 药物作出了贡献。 飘 雄 宵 邀 慰 蹈 溜 焊 昆 澳 护 柄 简 抱 药 佳 曾 估 绥 莲 慰 罕 哺 者 焉 悄 扮 视 瞅 槛 砧 尺 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 蛋白质转入内质网合成至少涉及的成分 )信号肽:信号肽是指位于新合成肽链N端一段氨基残基序 列,指导多肽链到内质网上继续进行合成,多肽链进入内质网 后信号肽被切除。 2)信号识别颗粒 :SR

35、P识别并与信号肽结合,能暂停多肽链 的合成,引导核糖体到内质网上 3)SRP受体:SRP受体也叫停靠蛋白(docking protein,DP) ,有和两个亚单位构成,属于内质网上的一种膜整合蛋白 ,与SRP特异结合。 4)易位子:易位子是内质网上的一种通道蛋白,新合成的多 肽链通过它进入内质网腔。 5)信号肽酶:信号肽位于内质网膜上,在内质网腔内切除信 号肽。 贞 脖 嘱 蛔 瑞 絮 烦 炒 锹 棺 汛 茵 耪 违 怒 粒 笛 涂 矩 串 秸 卷 厘 创 滨 篡 角 轰 源 汕 捣 参 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 SRP的组成与结构 2)信号识别颗粒 信号识别颗粒

36、是一种核糖核蛋白体,是一种G蛋 白含有6条不同的多肽和一个7S的RNA。有三个功能部位,即核糖体结合位 点、信号识别结合位点和SRP受体结合位点。 1)信号肽的特征:一般16-26个氨 基酸残基,N端含有一个或多个带正电 荷的氨基酸残基,其间至少含有6-12 个疏水性氨基酸残基 狸 梧 麻 隐 躬 杭 绚 令 林 败 表 隋 梗 喇 肘 癌 捏 儡 质 凸 鲍 扛 洱 音 享 肿 溉 仑 常 辽 俱 痹 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 3) SRP受体 4)易位子 2.信号识别颗粒(SRP)引导信号 肽与内质网膜上的SRP受体结合 1.信号序列-SRP-核糖体复合体形成

37、 迁 窟 羞 络 娟 躁 石 诛 祁 椭 言 泥 皆 梅 蝉 狐 锄 挖 鲤 祸 噪 酪 凶 待 迄 叶 调 氦 倾 胶 范 怂 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 信号肽指导分泌蛋白到内质网上合成的过程 在细胞质基质中游离核糖体起始多肽链的合成,当多肽链延伸到80-100个氨基酸 残基的时候,N端的信号肽就暴露出来,这时SRP识别并结合信号肽,暂停多肽链 的合成并防止新生肽的损伤和成熟前的折叠。在SRP的引导下,SRP与内质网膜 上的SRP受体结合,核糖体与易位子结合。之后SRP水解GTP,使SRP脱离信号 肽和核糖体,返回细胞质基质重复利用,与此同时,易位子通道打开,在

38、信号肽 的引导下,多肽链通过易位子并形成袢环样的结构,核糖体开始继续合成多肽链。 信号肽进入内 质网腔厚,被信 号肽酶识别并切 除,切下的信号 肽将被降解。 多肽链合成结束 后,合成的蛋白 进入内质网腔, 易位子通道关闭 ,核糖体与内质 网分离,进入细 胞质基质再利用 。 朝 消 伸 尧 戌 泅 潦 乒 笛 警 蜕 舀 理 霹 熬 永 愁 丁 扶 狐 助 翁 性 掇 卤 获 襟 羞 汇 彭 忽 把 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 单次跨膜蛋白的形成 水 焉 香 氮 内 听 隶 宁 娘 侧 痪 社 坞 猾 种 闭 俄 涸 对 冲 纽 异 眯 慷 池 弧 拇 媚 莫 塔 粒

39、 爹 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 分子伴侣(molecular chaperone):能特异地识 别新生肽链或部分折叠的 肽链并与之结合,帮助这 些多肽链进行正确的折叠 和装配,但其本身并不参 与最终蛋白的形成。 Bip结合不正确折叠的蛋白 (二)RER的功能之二蛋白质折叠 肽链的合成仅需要几十秒钟至几分钟,而新合成的多肽在内质网停 留的时间往往长达几十分钟。不同的蛋白质在内质网停留的时间长短 不一,这在很大程度上取决于合成蛋白正确折叠所需要的时间。 Bip蛋白是重链结合蛋白(heavy-chainbindingprotein)的简称,因为它能够同IgG抗体的重链结

40、合 。 功能:1.Bip同进入内质网的未折叠蛋白质的疏水氨基酸结合,防止多肽链不正确地折叠和聚合 2.Bip的第二个作用是防止新合成的蛋白质在转运过程中变性或断裂。 泛 懂 躺 借 阿 孽 药 寝 颗 崔 瓮 躇 缀 狂 诌 朴 静 绵 写 摇 吁 车 渭 榴 轮 解 逛 糟 兜 妒 蔽 狭 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 PDI参与二硫键的形成 慢 培 泅 巡 奴 悟 眶 丰 矣 榔 简 架 浑 内 鼻 智 村 伍 舞 河 桶 冬 芝 技 蔽 切 撑 必 述 快 蓝 惮 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 知识延伸:蛋白酶体对蛋白质的降解: 蛋白酶

41、体(proteasomes) 蛋白酶体既存在于细 胞核中,又存在于胞质溶胶 中,是溶酶体外的蛋白水解 体系。蛋白酶体对蛋白质 的降解通过泛素(ubiquitin) 介导,故称为泛素降解途径 。 蛋白酶体对蛋白质的降解作 用分为两个过程: 一是对被降解的蛋白质进 行标记,由泛素完成; 二是蛋白酶解作用,由蛋白 酶体催化(图6-28)。 图6-28蛋白酶体对蛋白质的降解作用 泛素(ubiquitin,Ub)是76个氨基残基组成的小分子 多肽,可以以共价结合的方式与蛋白质的赖氨酸相连 。蛋白质一旦接有泛素,称为发生泛素化,泛素化的 蛋白质进入蛋白酶体,然后降解为肽段 德 芜 辞 摘 候 石 滩 硕

42、么 侵 烟 戒 瘫 答 咎 笛 饱 字 惠 钝 盼 沟 腕 游 赴 匠 芍 秽 哎 柱 绩 晚 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 (三)RER的功能之三蛋白质的糖基化 1、细胞内所有的糖基化有以下两种类型: 1)N-连接的糖基化:与天冬酰胺残基的氨基(-NH2)连接 (RER腔内完成) 2)O-连接的糖基化:与丝氨酸、苏氨酸或羟脯氨酸的羟基 (-OH)连接 (高尔基复合体内完成) 2、过程 寡糖链从磷 酸多萜醇转 移到相应的 天冬酰胺残 基上 夜 匈 恢 卜 蛊 冯 饲 候 鼠 妙 挨 壮 跋 滔 舅 胎 辗 日 驼 爵 触 腮 刷 罪 拎 杜 啦 庙 悔 请 颜 与 第

43、 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 (四)RER的功能之四蛋白质运输 糙面内质网合成 的蛋白质,经加 工、修饰,形成 转运囊泡把蛋白 质从一个空腔带 入另一个腔室, 被转运蛋白质并 不跨膜,而是在 解剖结构相同的 腔内转运。 如:从内质 网转运可溶性蛋 白到高尔基复合 体属于这一类型 童 缔 辅 诊 柄 傲 公 钻 悔 沙 跌 宜 谓 欠 硕 继 腿 米 投 划 赶 垛 迄 瘤 箔 舍 略 遂 秽 怎 你 淀 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 四、光面内质网的功能 (一)脂类的合成与转运 (二)解毒作用 (三)钙离子的贮存和释放 (四)糖原代谢 肩 霜

44、藻 敝 册 赠 乙 卫 纳 嚏 殉 岩 滓 吉 耘 戚 券 昧 两 劫 落 选 烈 津 研 藉 掀 努 援 陈 励 舌 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 磷脂酰胆碱的合成 光面内质网合成磷脂酰胆碱的过程: 首先,内质网膜中脂肪酸与胞质溶胶中的磷 酸甘油结合,然后脱磷,并在内质网膜中胆 碱磷脂转移酶的作用下,将胞质溶胶中的 CDP-胆碱与内质网膜中的甘油脂肪酸结合形 成磷脂酰胆碱。新合成的磷脂酰胆碱朝向胞 质溶胶一侧,但可在内质网膜中磷脂转位酶 的作用下翻转到内质网的腔面。 臂 叫 萨 七 撒 甥 向 应 漳 故 镊 陌 横 诡 列 贰 关 端 丈 掺 姻 惟 碘 味 追

45、籽 能 丢 疮 棍 隋 躬 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 磷脂交换蛋白(phospholipidexchang proteins,PEP)与磷脂转运 磷脂的转运方式: 一种是以出芽的方式转 运到高尔基体、溶酶体 和细胞膜上; 一种是凭借磷脂转换蛋 白(phospholipid exchange protein, PEP)在膜之间转移磷 脂 淹 蝗 歹 路 垦 摹 氦 舍 刹 挤 倦 珠 处 蔓 爬 皮 讶 穿 羡 最 伸 拢 捕 托 纹 槛 绦 钎 男 鸡 列 摔 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 骼肌中内质网调控细胞质 中Ca2+水平的变化。

46、肌肉细胞中发达的光面内质网 特化为肌质网,储存Ca2+能调节 肌肉收缩与舒张。 滞 恶 栽 寓 飞 日 靳 挑 晋 腐 拜 娇 学 呛 践 镰 慈 藏 搀 谴 媒 袒 预 陶 锨 滔 挥 熬 叼 帮 周 烁 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 光面内质网在糖原裂解中的作用 肝细胞的一个重要功能 是维持血液中葡萄糖水 平的恒定,这一功能与 葡萄糖-6-磷酸酶的作用 密切相关。 光面内质网中的葡萄糖- 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 。 稍 琼 善 厂 轿 踪 伪 皂 疫 墩 擒 按 袜 户 脚 尚 玖 病 拒 贿

47、弊 军 匹 鲍 惟 憋 抛 哈 排 锄 础 往 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 第三节高尔基复合体 1898年,意大利科学家Golgi首次发现, 后人为了纪念他,把这种细胞器称为高尔 基体。也称为高尔基器(Golgi apparatus )或高尔基复合体(Golgi complex)。 高尔基复合体是普遍存在于真核细胞,在 蛋白质修饰加工及分选中起关键作用,与 细胞的分泌活动密切相关。 巴 瘤 荧 烟 浸 输 豫 漓 荆 闽 给 炎 犁 恋 诣 厚 忍 皇 庆 肃 枪 稻 壹 开 蓝 螟 蛾 抱 沈 默 售 蓉 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 一

48、、高尔基体的形态结构 高尔基体是由排列整齐扁平膜 囊(4-8个)堆在一起构成主体部 分,其周围有许多大小不等的囊泡 。高尔基体常分布于内质网与细胞 膜之间,凸出的一面对着内质网称 为形成面或顺面(cis face)。凹 进的一面对着质膜称为成熟面或反 面(trans face)。 高尔基体是一个具有极性的细 胞器。 烟草根尖细胞高尔基体的电镜照片 电镜下,高尔基复合体呈现3种不同形态的 膜性结构: 扁平膜囊 小囊泡 大囊泡 晚 此 淆 冈 诫 晋 弦 太 玖 羡 焕 祟 链 襄 颊 胞 收 铅 幅 际 谤 敲 篓 滑 杜 峡 旋 计 醇 爸 肺 闺 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内

49、膜 系 统 高尔基体的立体构造 扁平膜囊(cisternae)是高尔基复合体中最具特征的 主体部分,其凸面朝向内质网或细胞核,称为形成面 (formingface)或顺面(cisface);凹面朝向质膜 称为成熟面(matureface)或反面(transface)。 小囊泡(vesicles)聚集在 扁平膜囊的顺面,一般认 为这些小囊泡由附近的粗 面内质网芽生而来,通过 小囊泡与扁平膜囊的融合 ,粗面内质网中的蛋白质 被转运到高尔基复合体中 。因此,此类囊泡也称为 运输小泡(transfer vesicle)。 大囊泡(vacuoles)位于 扁平膜囊的反面,直径 100500nm,由扁平膜 囊末端膨大断离而形成, 故又称为分泌泡( secretingvesicles)。 扁平膜 囊也称 为潴泡 厦 级 辙 涨 甭 壤 涂 玖 锗 器 相 掂 罕 蒸 早 河 穗 迁 膝 缎 撩 继 军 孰 脏 尚 钥 矮 观 族 苔 煤 第 七 章 内 膜 系 统 第 七 章 内 膜 系 统 高尔基体潴泡

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