第06章 细胞质基质与内膜系统

第六章细胞质基质与细胞内膜系统细胞质基质、内质网、高尔基体、溶酶体与过氧化物酶体、细胞内蛋白质的分选与细胞结构的组装第一节细胞质基质一、细胞质基质（cytoplasmic matrix or cytomatrix）基质：离心法分离得到匀浆状物质，先后去除细胞核、线粒体、溶酶体、高尔基体和质膜等细胞结构所遗留的上清夜部分，也称细胞溶胶。

特点：通过弱键相互作用动态平衡结构细胞质基质是细胞的重要的结构成分，其体积约占细胞质的一半，主要成分是数千种酶类与骨架结构细胞之内各种成分的比较（肝细胞）组成数目体积比细胞质基质 1 54核 1 6ER 1 12Golgi 1 3Lysosome 300 1Endosome 200 1Peroxy 400 1Mitoch 1700 4.2二、细胞质基质的功能1、完成各种中间代谢过程如糖酵解过程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等2、与细胞质骨架相关的功能维持细胞形态、细胞运动、胞内物质运输及能量传递等3、蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解（1）蛋白质的修饰：酶与辅酶、辅基结合，磷酸化与磷酸化，糖基化，甲基化，酰基化等（2）控制蛋白质的寿命：第一个氨基酸如果是Met,Ser,Thr,Ala,Val,Gly,Pro,Cys,此蛋白稳定，其余不稳定。

（3）降解变性和错误折叠的蛋白质（4）帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠，形成正确的分子构象以上功能与一种依赖泛素分子的降解途径有关。

泛素是一种由76个氨基酸组成的小分子蛋白，在蛋白降解过程中，多个泛素分子共价结合到含有不稳定氨基酸残基蛋白质的N端，然后由一种26S蛋白酶复合体（有筒状催化核心）将蛋白质水解。

（书p163 图6-2）第二节内质网(endoplasmicreticulum,ER)的形态结构一、类型1、粗面内质网（rough endoplasmic reticulum，rER）（书p167 图6-5）2、光面内质网（smooth endoplasmic reticulum，sER）3、微粒体（microsome）二、ER的功能ER是细胞内蛋白质与脂类合成的基地，几乎全部脂类和多种重要蛋白都是在内质网合成的。

第六章细胞质基质与细胞内膜系统1. M6P受体蛋白是高尔基体反面网络上特有的受体蛋白，主要起到分拣溶酶体酶的作用。

F，M6P受体也位于细胞质膜上。

2. 网格蛋白和外被体蛋白小泡的装配都需要衔接蛋白。

F，外被体蛋白小泡的装配不需要衔接蛋白。

3. TGN是高尔基复合体的反面管状和球状结构，其功能是分拣由粗面内质网合成的蛋白质，分送到不同部位。

T4. 溶酶体的膜中有质子泵，可利用ATP将氢质子泵出溶酶体，维持溶酶体腔内的低pH。

F，将氢质子泵进溶酶体。

5. 光面内质网具有下列功能∶糖原分解、解毒作用、蛋白质的糖基化以及脂的合成。

F，不能进行蛋白质的糖基化;6. 内质网中滞留的蛋白质之所以不能外运，是因为它们不能正确折叠。

F，是因为具有KDEL信号。

7. 膜脂是在内质网上合成的，它的运送也是靠小泡运输的方式完成的。

F，除了小泡运输外，还有脂交换蛋白。

8. 核糖体同内质网的结合是功能性的，同时也是暂时性的。

T，核糖体同内质网的结合是由新生肽的信号序列决定的，即由mRNA中的密码决定的，这种肽的运输起始于内质网，核糖体同内质网的结合是为了新生肽的运输，所以是功能性的。

一旦新生肽合成完毕，核糖体就要同内质网脱离，进入再循环，所以是暂时性的。

9. 真核细胞内脂的合成主要是在光面内质网上进行。

T10. 高尔基复合体是具有极性的细胞器，有形成面和成熟面之分，但它们的功能都是一样的。

F，两面的功能是不同的，反面网络具有分选作用。

11. 粗面内质网除参与蛋白质合成外，还具有脂合成作用。

F，不能进行脂合成。

12. 转运内吞是一种特殊的内吞作用，受体和配体在内吞过程中并未作任何处理，只是从一个部位转运到另一个部位。

T13. 信号斑(Signal patch)是一种特殊的信号肽，它通过形成三维结构来引导蛋白质的运输。

T14. Fe3+离子的跨膜运输是通过载体蛋白的变构作用进行的。

F，由载铁蛋白通过受体介导的胞吞作用进行的。

15. COPⅠ和COPⅡ两种被膜小泡都是介导从内质网向高尔基体的运输。

跨考专业课学824细胞生物学讲义-第6章跨考专业课-2022年考研北京大学824细胞生物学讲义-第6章考研全程辅导专家跨考教育专业课全力助你备考2022年第六章细胞质基质与细胞内膜系统第一节细胞质基质概念经典细胞学：光镜下，细胞除去可见的细胞器和内含颗粒的透明部分――细胞液细胞生物学：1、电镜下，除去可见的细胞器及亚微结构以外的细胞质部分――细胞质基质；（观察角度）2、分级离心后，除去所有的细胞器和颗粒剩下的清液部分――胞质溶胶（生化角度）这个概念是存在以下争议：有人认为细胞骨架不属于细胞质基质，是细胞器；有人认为细胞骨架是细胞质基质的主要结构体系，是其他成分锚定的骨架，经常处于装配和解聚的动态平衡中，解聚的亚单位仍保持在液相中。

（观点占多数）细胞质基质是高度有序的体系(p160)细胞质骨架纤维贯穿于蛋白质胶体中；蛋白质与骨架直（间）接结合，或与生物膜结合，完成特定的生物学功能；功能相关的酶通过弱键结合在一起形成多酶复合物，定位在特定部位，催化一系列反应；大分子之间通过弱键相互作用，并处于动态平衡之中。

细胞内膜系统内膜：电镜下可见的细胞质内的膜相结构，区分于质膜（细胞质膜）。

内膜系统（endomembrane system）是、高尔基体、细胞核、溶酶体和液泡（含内体和分泌泡）5类细胞器，它们的膜是相互流动的，处于动态平衡之中，功能上也相互协同。

内膜系统的共同结构特点：都是单位膜结构；仅存在于真核细胞中；处于动态平衡中，膜之间有转化现象。

内膜系统和质膜的结构区别：单位膜的层次不如质膜明显；厚度稍薄，6~7nm；膜上的抗原不同。

第二节内质网endoplasmic reticulum，ER概述(P164)K. R. Porter(1945)发现于培养的小鼠成纤维细胞，是位于细胞质内部的网状结构，故名内质网。

ER是由封闭的膜系统及其围成的腔形成的互相沟通的网状结构。

存在于真核细胞中，占细胞膜系统总面积的一半左右。

第六章细胞质基质与细胞内膜系统电镜出现后，人们发现，真核细胞的细胞质内具有发达的内膜系统(endomembrane system)，质运输有关的细胞质骨架结构。

在细胞质基质中蛋白质含量约占20％～30％，形成一种粘稠的胶体，多数的水分子是以水化物的形式紧密地结合在蛋白质和其他大分子表面的极性部位，只有部分水分子以游离态存在，起溶剂作用。

细胞质基质中蛋白质分子和颗粒性物质的扩散速率仅为水溶液中的1／5，更大的结构如分泌泡和细胞器等则固定在细胞质基质的某些部位上，或沿细胞骨架定向运动。

二、细胞质基质的功能许多中间代谢过程都在细胞质基质中进行1．蛋白质的修饰在细胞质基质中发生蛋白质修饰的类型主要有：(1)辅酶或辅基与酶的共价结合。

(2)磷酸化与去磷酸化，用以调节很多蛋白质的生物活性。

(3)糖基化。

糖基化主要发生在内质网和高尔基体中(4)对某些蛋白质的N端进行甲基化修饰。

2．控制蛋白质的寿命N端的第)、Cys(半胱氨酸)、Gly(甘氨酸)或Pro(脯氨酸)，则蛋白质是稳定的；如是其他12种氨基酸之一，则是不稳4．帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠，形成正确的分子构象第二节内质网内质网(endoplasmic reticulum，ER)是真核细胞中由封闭的膜系统及其围成的腔形成互相沟通的网状结构。

通常占细胞膜系统的一半左右，体积约占细胞总体积的10％以上。

原核细胞内没有内质网，由细胞膜代行其某些类似的职能。

一、内质网的两种基本类型内质网可分为两种基本类型：糙面内质网(rough endo plasmic reticulum，rER)和光面内质网，sER)。

(如胰腺腺泡细胞)和分泌抗表面没有核糖体结合的内质网称光面内质网。

光面内质网常为分支管状，形成较为复杂的立体激素的细胞及肝细胞等。

有些蛋白质刚起始合成不久便转移至内质网膜上，继续进行蛋白质合成。

在糙面内质网上，多肽链一边延伸一边穿过内质网膜进入内质网腔中，以这类方式合成的蛋白质主要包括：(1)向细胞外分泌的蛋白质如胰腺细胞分泌的酶、浆细胞分泌的抗体、小肠杯状细胞分泌的粘蛋白(mucin)、内分泌腺分泌的多肽类激素以及胞外基质成分等。

细胞质基质是细胞的重要的结构成分，其体积约占细胞质的一半，用差速离心法分离细胞匀浆物组分，先后除去细胞核、线粒体、溶酶体、高尔基体和细胞质膜等细胞器或细胞结构后，存留在上清液中的就是细胞质基质的成分又称为胞质溶胶。

细胞质基质含有与中间代谢有关的数千种酶类以及细胞质骨架结构。

细胞质基质是一个高度有序的体系，通过弱键相互作用处于动态平衡的结构体系。

细胞质基质是完成各种中间代谢过程:如糖酵解过程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等的场所。

具体功能有：某些蛋白质合成和脂肪酸合成提供场所蛋白质的分选与运输；与细胞质骨架相关的功能（维持细胞形态、细胞运动、胞内物质运输及能量传递等）；与细胞膜相关（限定在膜的二维平面上；细胞质基质中溶解的离子通过跨膜载体蛋白和离子通道维持浓度平衡）；蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解（蛋白质的修饰，控制蛋白质的寿命，降解变性和错误折叠的蛋白质，帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠，形成正确的分子构象）。

细胞内膜系统主要包括内质网（Endoplasmic reticulum，ER），高尔基体（Golgi body），溶酶体（Lysosome ），过氧化物酶体( peroxisome)等。

细胞内膜系统的研究方法主要有：放射自显影（Autoradiography）;生化分析（Biochemical analysis）；遗传突变分析（Genetic mutants）三种。

内质网有两种主要类型，糙面内质网（rER），光面内质网（sER）。

内质网是细胞内蛋白质与脂类合成的基地，几乎全部脂类和多种重要蛋白都是在内质网合成的。

功能：蛋白质合成是糙面内质网的主要功能；光面内质网是脂类的合成的重要场所；蛋白质的修饰与加工；新生肽的折叠与组装；光面内质网具有解毒作用（Detoxification），肝细胞中的sER上含有的酶，可用来清除脂溶性的废物和代谢途径中产生的有害物质。

如肝细胞的细胞色素P450酶系；储存钙离子：作为细胞内信号物质，如肌质网，肌质网膜上的Ca2+-ATP酶将细胞质基质中Ca2+ 泵入肌质网腔中；类固醇激素的合成（生殖腺内分泌细胞和肾上腺皮质），ER为细胞质基质中酶的附着点。