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内膜系统

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细胞内膜系统

细胞内膜系统
内膜系统：指位于细胞质内，在结构，功能乃至发生上有
一定联系的膜性结构的总称。内膜系统为细胞提供了足够面
积的膜，使之完成各种重要的生命活动。
内质网 高尔基复合体 溶酶体 过氧化氢体
线粒体虽然也是由 膜结构组成的，但不 属于内膜系统。
内膜系统分布于细胞质基质中。细胞质基质也称为胞质 溶胶，是细胞质中除各种细胞器和内含物以外的较为 均质而半透明的液体部分。
1.参与糖蛋白的合成和修饰
N-连接的寡糖链：在rER腔内合成。 糖蛋白
O-连接的寡糖链：在高尔基复合体内合成。
3H标记甘露糖
3H标记半乳糖；唾液糖
3H标记N-乙酰葡萄糖胺 高尔基复合体对糖蛋白的合成和修饰过程具 有严格的顺序性。
2.参与蛋白质的改造 加工改造
无活性的前体物质（某些肽类激素）
有生物活性的物质（激素）
滑面内质网 滑面内质网（SER):①膜表面无核糖体附着；②形态多为分枝小管或小泡； ③多分布在一些特化的细胞中。
粗面内质网
核糖体 滑面内质网
二.内质网的化学组成
微粒体：为用蔗糖密度梯度离 心方法,从细胞匀浆中分离出的 内质网 碎片。
标志酶：葡萄糖-6-磷酸酶
三.内质网的功能
粗面内质网：蛋白质的合成与转运。 滑面内质网：小分子物质的合成与代谢以及细胞的解毒作用。
一.内质网的形态结构与类型
内质网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。
扁囊状
小管 细胞膜
内质网
细胞膜
内质网
核膜外层 小泡
核膜
内质网的内腔相互连通。
内质网的类型
粗面内质网 粗面内质网（RER):①膜表面附着核糖体；②形态多为板层状排列的扁囊； ③多分布在分泌活动旺盛或分化较完善的细胞内。

内膜系统

内膜系统

溶酶体具有不同的形态
溶酶体的结构：
1.包裹溶酶体的膜叫生物膜 2.基质内含多种酸性水解酶 （溶酶体膜中含有高度糖基 化的lqpA,lqpB蛋白，防止 溶酶体被自身的水解酶水解） 3.膜上具有H+质子泵保持 pH 5.0
4.溶酶体膜内存在着特殊的 转运蛋白
溶酶体所含酶类
标志性酶： 酸性磷酸酶、 三偏磷酸酶
溶酶体的类型：
1、初级溶酶体（primary lysosome）： 高尔基复合体以出芽方式形成内 含多种水解酶，但不含作用底物， 酶无活性的小体。直径约 0.2~0.5um，有多种酸性水解酶， 但没有活性，包括蛋白酶，核酸 酶、脂酶、磷酶酶等60余种，反 应的最适PH值为5左右
2、次级溶酶体（secondary lysosome）初级溶酶体与含底物 的小泡融合而成，有活动的水解 酶和消化代谢产物的溶酶体。
内质网影响形态多变：
在细胞周期中要解体和重建，靠近核膜 的内质网在细胞分裂时解体形成小泡， 细胞分裂结束后恢复原状； 不同细胞中内质网形态不同（小鼠肝细 胞：管状、扁囊状、泡状；睾丸间质细 胞：大量小管连成网状）； 内质网在不同的生理状态下，形态不同。
内质网的化学组成
主要成分：蛋白质+脂类； 微粒体（microsome）： 利用蔗糖密度梯度离心法， 从细胞匀浆中分离出的内 质网碎片；占细胞质量 15%-20% 磷酯酰胆碱含量丰富 所含蛋白质比细胞膜多 （蛋白质主要参与细胞内 糖代谢、脂代谢、蛋白加 工、解毒等）
第三节 溶酶体（Lysosome)：
溶酶体（lysosomes）真核细胞中的一种细胞器； 为单层膜包被的囊状结构，大小（在电镜下显 示多为球形，但存在橄球形）直径约0. 25～0.8 微米；内含多种水解酶，专为分解各种外源和 内源的大分子物质。1955年由比利时学者 Christian de Duve等人在鼠肝细胞中发现。内 Nhomakorabea网膜上酶分布

细胞的内膜系统

细胞的内膜系统
原核细胞核糖体
单体
70S
大亚基
50S
真核细胞核糖体

80S
60S
线粒体核糖体
~70S
50S
小亚基
30S 40S 30S
2.化学组成 ★ rRNA
蛋白质
50S 70S核糖体
30S
60S
80S核糖体
40S
23S rRNA ~31种蛋白质
16S rRNA ~21种蛋白质
5S rRNA
28S rRNA ~49种蛋白质
内膜系统 (endomembrane system)
（1）概念：真核细胞中在结构、功能及发生上具有一 定联系的细胞内膜，包括内质网、高尔基 复合体、溶酶体、过氧化物酶体、核膜等， 可以看成统一的膜成分在局部区域的特化。
（2）功能：提高细胞代谢效 率，使特定的功 能在特定的区域 内完成。
胞质溶胶 (cytosol)
AP
A
核糖体 信号肽 (signal peptide)
tRNA
SRP受体 细胞质
内质网腔
★★信号假说的内容
1）合成信号肽。 2）SRP识别信号肽，形成核糖体-SRP复合体， 翻译暂停。 3）SRP与ER膜上的SRP受体识别并结合，形成核糖 体-SRP-SRP受体 复合体，核糖体与ER膜结合。 4）信号肽插入ER腔，SRP脱离核糖体，翻译继续。 5）信号肽被切除，成熟肽链落入ER腔。 6）核糖体脱离ER膜进入细胞质。
A、分泌蛋白： 合成后分泌到细胞外的蛋白质。 （酶、抗体、肽类激素、胞外基质成分等）
B、膜 蛋 白： 合成后嵌在膜内的蛋白质。 （膜受体、膜抗原等）
C、驻留蛋白： 合成后留在内质网腔中，对新生肽链进 行修饰、转运和折叠。（某些可溶性蛋白质）

内膜系统

内膜系统

内膜系统内膜系统(endomembrane system)概述 内质网(endoplasmic reticulum,ER)高尔基复合体(Golgi Complex,Golgi) 溶酶体(lysosome)过氧化物酶体(peroxisome)内膜系统概述内膜与内膜系统内膜和内膜系统是真核生物所特有的结构 细胞内区室化的生物学意义细胞内蛋白质的定向分拣运输真核细胞的膜相系统真核细胞的内膜系统细胞内蛋白质运输的简易线路图9内质网广泛分布于除成熟红细胞以外的所有真核细胞中9由单层单位膜构成的小管、小泡和扁平囊9构成连续表面与连续空腔9结构与功能上同高尔基体、溶酶体等相连9向内与核外膜直接连通9形态结构呈时空特异性内质网(endoplasmic reticulum, ER)内质网(endoplasmic reticulum, ER)内质网的形态结构内质网的基本类型内质网的化学组成 内质网的功能内质网的形态结构9内质网分为粗面内质网(rough ER,rER)和光面内质网(smooth ER,sER)9rER 的形态主要为扁平囊状，膜上有结合核糖体，腔内有特殊可溶性蛋白9sER 的形态主要为小管、小泡，膜表面没有结合核糖体9内质网与蛋白质和脂类的合成有关内质网(endoplasmic reticulum, ER)内质网的形态结构内质网的基本类型内质网的化学组成 内质网的功能rER内质网的形态结构9内质网占细胞膜结构组成的50%9占细胞总体积的10%以上9微粒体：内质网形态结构和功能研究的实验模型内质网(endoplasmic reticulum, ER)内质网的形态结构 内质网的基本类型 内质网的化学组成内质网的功能微粒体的制备微粒体细胞匀浆后，粗面内质网扁囊形成小的封闭囊泡称为粗面微粒体，光面内质网碎裂的小泡缺乏核糖体，称为滑面微粒体。

9微粒体：内质网形态结构和功能研究的实验模型9同普通生物膜一样，由脂类和蛋白质组成，组成有自身特点9酶：6-磷酸葡萄糖酶（标志酶）、电子传递体系、脂类合成酶系9伴侣蛋白：BIP 、GRP94和蛋白质二硫键异构酶内质网(endoplasmic reticulum, ER)内质网的形态结构 内质网的基本类型 内质网的化学组成内质网的功能内质网(endoplasmic reticulum, ER)内质网的形态结构内质网的基本类型内质网的化学组成内质网的功能9蛋白质合成场所9合成的蛋白包括：外输性或分泌性蛋白 膜整合蛋白构成细胞器的驻留蛋白9均需经过ER 的修饰、加工和转运内质网(endoplasmic reticulum, ER)内质网的形态结构 内质网的基本类型 内质网的化学组成内质网的功能rER合成的蛋白质去向（1）胞外分泌蛋白（2）膜整合蛋白（3）细胞器内可溶性驻留蛋白游离核糖体和附着核糖体信号假说与蛋白质合成SRP受体核糖体受体蛋白质移位子mRNA tRNASRP蛋白质合成装置通过SRP与其受体的结合移位到内质网膜上信号肽与SRP结合导致蛋白质合成暂停SRP解离再循环蛋白质合成继续，并开始转位信号肽SKIP信号识别颗粒模式图返回存在于细胞质内，由6种多肽亚单位和小的细胞质RNA(7S RNA)组成，其化学本质是一种RNP ； 具有三个功能区：信号肽结合位点、翻译暂停区和SRP 受体结合区；SRP 可识别新生多肽链上的信号肽，并与蛋白质合成机器结合而致蛋白质合成暂停；SRP 可被ER 膜上的SRP 受体特异识别、结合。

内膜系统

内膜系统

自噬作用对细胞的生命活动有什么意义?
酶系统的更新:细胞质中某些暂时不需要的酶系统, 需要通过自噬作用 进行更新。
旧细胞器的清除:细胞器都有一定的寿命, 为了保证细胞正常的代谢活 动, 必须不断地清除衰老的细胞器和生物大分子。很多生物大分子的 半衰期只有几小时或几天。肝细胞中线粒体的寿命平均约10天左右。 参与细胞发育:如红细胞发育成熟后, 所有的细胞器都要通过自噬作用 被清除。 应激反应:在细胞饥饿条件下, 自噬作用也特别强, 主要是为细胞提供 能量, 维持细胞的生命活动。
2、次级溶酶体（secondary lysosome）溶酶体，内含水 解酶和相应的底物，
异溶酶体 (phagolysosome): 底物为外源性异物
自噬溶酶体
（autophagolysosom e）：底物为内源性
物质
自噬体
（autophagos ome)：
细胞内衰 老的细胞 器等被内 质网或高 尔基体的 膜包裹而 形成的小 体。
小结：
1.什么是内膜系统？内膜系统由哪些细胞器组成？它们各自的形态结构
2.粗面内质网、滑面内质网结构和功能 3.信号学说基本内容
4.高尔基复合体超微结构及主要功能
5.细胞中分泌蛋白质的合成和运输与哪些超微结构有关
请在此输入您的标题
6.溶酶体的类型及消化分解功能
7.溶酶体膜的重要性表现在何处 8.初级溶酶体与次级溶酶体
二、功能区 隔
1. 高尔基体顺面的网络 结构，是高尔基体的 入口 高尔基体中间膜囊， 多数糖基修饰均发生 此处。
2.
3.
高尔基体反面的网络 结构， 是高尔基体的 出口区域，功能是参 与蛋白质的分类与包 装，最后输出。
三.功能(一)高尔基复合体对蛋白质的修饰加 工

内膜系统

内膜系统
信号序列具有一些共同的特性:长度一般为15～35个氨基酸残基,N-末端含有1 个或多个带正电荷的氨基酸,其后是6～12个连续的疏水残基;在蛋白质合成中将核 糖体引导到内质网,进入内质网后通常被切除。
b.信号识别颗粒 （signal recognition partical，SRP）
胞质内一核糖核酸蛋白质复合体，由6个多肽 亚单位和1个RNA分子组成，有三个功能部位：
(信号肽酶)
信号假说(二) 请你设计离体实验证明信号肽、SRP和SRP受体的功能。
易位子的中央孔与核糖体大亚基的 中央通道对齐，供多肽链穿入。
GTP在蛋白质转运中的作用
SRP和SRP受体都是G蛋白，它们不仅将合成蛋白质的核 糖体引导到内质网，而且通过GTP-GDP的交换，将内质网膜中 的易位子通道打开，让信号序列与之结合。GTP 水解作为信号 序列转运的能量来源。
（一）RER的功能
参与蛋白质的合成 蛋白质的折叠 蛋白质的糖基化修饰 蛋白质的运输 膜脂的合成
1.参与蛋白质的合成
（1）RER合成的蛋白质类型
①分泌蛋白（细胞外基质蛋白、消化酶、 抗体、肽类激素如胰岛素和神经毒素、细 胞因子等） ②膜整合蛋白 ③细胞器驻留蛋白（驻留在内质网、高尔 基复合体、溶酶体的蛋白质）
在新合成的蛋白质的N末端有一段由信号密 码翻译出的15-35个疏水氨基酸序列，该序列 具有引导多肽链在合成过程中转移到内质网膜 上并完成蛋白质合成的功能。
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1999
"for the discovery that proteins have intrinsic signals that govern their transport and localization in the cell"

内膜系统


外输性蛋白质的合成与运输途径
粗面内质网合成,加工 重点 高尔基复合体小 囊 泡 扁 平 囊泡加工 大 囊 泡浓缩
与细胞膜融合
胞吐作用排出细胞外
结构性分泌
结构性分泌：分 泌蛋白合成后立 即被包装入高尔 基体的分泌囊泡 中，随即运送到 质膜。普遍存在 于细胞中。
调节性分泌：分 泌蛋白合成后被 贮存于分泌囊泡 中，只有当细胞 接受细胞外信号 刺激，引起细胞 内钙离子浓度瞬 时升高，才能启 动分泌作用。只 存在于特化细胞。
2.蛋白质的修饰加工
糖蛋白
N-连接的寡糖链：在rER腔内合成。 O-连接的寡糖链：在高尔基复合体内合成。
O-连接糖蛋白的合成和修饰
酪氨酸,丝氨酸,苏氨酸 側链的-OH与寡糖链共 价结合. HO-CH -CH-COOH
2
| NH2 丝氨酸
CH3 | HO-CH-CH-COOH | NH2 苏氨酸
Rothman提出高尔基复合体扁 平 囊功能区隔化 扁 平 囊至少分为三个区室,每个区室含特定的酶, 分别对蛋白质进行不同加工,使其获得分选信号后 被分泌到不同部位。 高尔基复合体对糖蛋白的合成和修饰过程具有 严格的顺序性,先切去大部分甘露糖,再结合N-乙 酰葡萄糖胺,而后加半乳糖,唾液酸.
膜流有何生物学意义？
膜性结构的自我更新和动态平衡。
总结: 内膜系统及其形成的意义 1.内质网 1)结构:小管，小泡，扁囊状 2)类型:粗面内质网和滑面内质网 3)粗面内质网功能:蛋白质合成及加工 4)滑面内质网功能 脂类合成与代谢糖原代谢 参与横纹肌收缩解毒作用
2.高尔基体 1)结构:大囊泡扁平囊小囊泡 有极性 2)功能:蛋白质的分泌与加工 形成溶酶体 3.溶酶体 1)结构:膜和酶的特点 2)类型:初级溶酶体和次级溶酶体 3)功能:消化作用,防御作用 4.过氧化物酶体 1)结构:类核体和特征酶 2)功能:将过氧化氢还原为水 5 膜流及其意义

第五章内膜系统1


四、内质网的功能
内质网复杂的网状结构分布于细胞质中， 内质网复杂的网状结构分布于细胞质中， 一方面起机械支持作用， 一方面起机械支持作用，另一方面将细胞 分隔成许多小室（分室性），使代谢在特 分隔成许多小室（分室性），使代谢在特 ）， 定的、相对独立的环境中进行。 定的、相对独立的环境中进行。
（一）粗面内质网的功能
SRP的分子组成及功能位点 SRP的分子组成及功能位点
新合成肽链在信号肽指导下穿越内质网转移过程
信号肽 SRP-核糖体复合体 核糖体与RER膜结合 多肽链进入ER腔
信号假说
mRNA AP
A
SRP
信 号 肽
细胞质
tRNA 蛋白质转运通道 SRP受体 受体 核糖体结合蛋白 (核糖体受体 核糖体受体) 核糖体受体 内质网腔
（一）粗面内质网的功能
3.
蛋白质的修饰 （1）蛋白质的折叠： 蛋白二硫键异构酶（protein disulfide isomerase，PDI），帮助新合成的蛋白形成二 硫键并处于正确折叠的状态 在内质网中一种Hsp70家族成员Bip（Binding protein）作用下识别错误折叠的蛋白或未装 配好的蛋白亚单位，并促进重新折叠与装配。
（一）粗面内质网的功能
蛋白质的修饰 （2）蛋白质的糖基化 糖基化是重要的修饰： 糖基化是重要的修饰：许多蛋白质的糖基化修饰在 内质网和高尔基体两种细胞器内进行 糖基一般连接在4种氨基酸上，分为2 糖基一般连接在4种氨基酸上，分为2种： 连接的糖基化（ glycosylation）： O-连接的糖基化（O-linked glycosylation）： Ser、Thr和Hyp的OH连接 连接， 与Ser、Thr和Hyp的OH连接，连接的糖为半乳糖或 乙酰半乳糖胺，在高尔基体上进行。 N-乙酰半乳糖胺，在高尔基体上进行。 连接的糖基化（ glycosylation）： N-连接的糖基化（N-linked glycosylation）： 与天冬酰胺残基的NH 连接，糖为N 乙酰葡糖胺。 与天冬酰胺残基的NH2连接，糖为N-乙酰葡糖胺。

第五章 内膜系统详解

线粒体及植物细胞中的叶绿体虽也是具膜结构，但它们在结构、功能和发 生上具有一定的独立性，故不列入内膜系统。内膜系统是真核细胞所特有 的，是细胞完成多种复杂生命活动所必需的结构。
主要内容
内质网（endoplasmic reticulum） 高尔基复合体（Golgi complex） 溶酶体（lysosome） 过氧化物酶体（microperoxisome） 蛋白质的分选与细胞结构的装配
在干细胞、胚胎细胞等未分化或未成熟的细胞中，粗面内 质网的数量则较少，其细胞质中分布有大量游离核糖体， 以合成内源性蛋白质，供细胞生长、分裂的需要。
在分化程度低、生长快的癌细胞中，除偶见少数粗面内质 网外，均为游离的多核糖体。而分化程度高、生长慢的癌 细胞中，粗面内质网则较多。常依此作为癌细胞分化的指 标之一。
1．核糖体的附着方式
核糖体大亚基的圆锥体顶部与内质网膜相接触， 大、小亚单位间的缝隙与内质网膜平行，中央管 为新合成肽链输出的管道，新肽链即由此管被释 放到内质网腔内。粗面内质网内腔是分泌蛋白加 工、贮存和运输的场所。图
附着在内质网膜上的核糖体称为附着核糖体或膜旁核糖体，可 以是单核糖体，也可是多核糖体，它们在粗面内质网膜上的排 列方式和主要功能并不相同。蛋白质合成机能旺盛的细胞中， 粗面内质网膜上核糖体的排列较为致密，反之则稀疏。
分泌性蛋白又称输出性蛋白，包括多种肽 类激素、酶类（如消化酶）及抗体（如 Ig）、基质蛋白、细胞因子等。其中，附 着在内质网膜上的核糖体（附着核糖体或 膜旁核糖体）是蛋白质合成的主要部位； 而蛋白质的贮存、加工与运输则在内质网 腔内进行。
2．细胞的机能状态与粗面内质网的形态、 数量和分布的关系
不同细胞中粗面内质网的形状、数量和分布有很大差异， 它们直接影响细胞的功能。通常功能相似的细胞中，粗面 内质网的形状、数量和分布基本相似。

内膜系统

第11章：内膜系统内膜系统（end omembrane system ）1、含义：位于真核细胞内，在结构、功能乃至发生上有一定联系的模相结构和细胞器的总称。

是区别于原核生物的主要结构标志（*Tips. 不包括核糖体和线粒体）。

2、功能：合成蛋白质、脂质、糖类；对合成产物进行加工、运输。

3、意义：①扩大细胞内的表面积，增加酶的附着点；②房室化。

第1节：内质网一、内质网的形态结构和类型1、形态：内质网（endoplasmic reticulum，ER）由单层膜围成的管状、泡状和囊状结构，相互连接形成连续的、内腔相通的膜性囊腔系统。

2、分布：靠近细胞核处，通常与核膜相连；靠近细胞膜处，可以与细胞膜内褶相连。

即：核膜——内质网——细胞膜内褶4、分类：（根据内质网膜是否附有核糖体）糙面内质网（RER）：呈扁平囊状，排列整齐，有核糖体附着，多分布在分泌活动旺盛或分化较完整的细胞内（多于核膜相连）；光面内质网（SER）：呈分支管状或小泡状，无核糖体附着，多分布在一些特化细胞中。

二、内质网的化学组成和酶类1、主要成分：蛋白质、脂类（主要是磷脂）；2、标志酶：葡萄糖-6-磷酸酶。

三、内质网的功能（一）糙面内质网（RER）：1、参与蛋白质合成（1）在RER上合成的蛋白质：分泌蛋白、膜整合蛋白、细胞器驻留蛋白；（2）新生肽链穿越内质网转移的机制：信号肽假说。

2、帮助新生多肽链的折叠与装配蛋白质折叠需要氧化型谷胱甘肽（GSSG ）、蛋白二硫键异构酶（PDI ）、分子伴侣（molecular chaperon ）的参与。

（1）二硫键的形成：GSSG 、PDI （2）多肽链的折叠：分子伴侣（引导蛋白质的正确装配，但最终不参与蛋白质构成）3、进行蛋白质的糖基化修饰（1）糖基化（glycosylation ）：单糖或寡糖与蛋白质通过共价键结合形成糖蛋白的过程。

（2）连接方式：N-连接糖基化：与-NH 2连接，在糙面内质网上进行；O-连接糖基化：与-OH 连接，在高尔基复合体上进行（3）糖基化的作用：① 保护蛋白质不被水解酶降解；②赋予蛋白质运输信号的功能；③在细胞表面形成糖萼，细胞识别和保护质膜；④ 帮助蛋白质正确折叠。

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12
Medical Cell Biology （四）高尔基复合体与溶酶体的形成 溶酶体的酶是由rER上的核糖体合成
rER腔内
运输小泡
高尔基复合体（加工修饰） 溶酶体的酶内含有甘露糖-6-磷酸，高尔基复合 体反面扁囊膜上有甘露糖-6-磷酸受体，能特异与其 结合，诱导溶酶体酶聚集并“出芽”离开高尔基复合 体形成溶酶体。
溶酶体酶的分选：M6P反面膜囊M6P受体。 在肝细胞 中溶酶体酶还存在不依赖于M6P的另一种分选途径。
13
溶酶体酶的磷酸化
M-6-P(甘露糖-6-磷酸是一种分选信号) 溶酶体水解酶前体 加入磷酸基团 ATP ADP+Pi M-6-P
H+ 内吞体 pH=6 去 除 磷 酸
溶酶体酶 前 溶 酶 体
rER
胰岛素原失去C链而成胰岛素
（三）高尔基复合体对蛋白质的分拣运输
RER合成的蛋白质在Gc加工中，被加上不同的分选信号( 磷酸、半乳糖、唾液酸等)，被反面Gc膜上的专一受体识别、 浓缩、分选后，形成不同运输小泡运到细胞不同部位。
蛋白质合成 溶酶体寡聚糖磷酸化 切除甘露糖 切除甘露糖 加N-乙酰葡萄糖胺 rER 顺面管网 顺面囊 中层囊 反面囊 高 尔 基 堆 高 尔 基 复 合 体
Cell Biology
分选途径多样化
依赖于M6P的分选途径的效率不高，部分溶酶 体酶通过运输小泡直接分泌到细胞外。 在细胞质膜上也存在依赖于钙离子的M6P受体 ，同样可与胞外的溶酶体酶结合，通过受体介导的 内吞作用，将酶送至前溶酶体中，M6P受体返回细 胞质膜，反复使用。 还存在不依赖于M6P的分选途径（如酸性磷酸 酶、分泌溶酶体的水溶性蛋白穿孔素perforin 和粒酶 granzyme）。
五、高尔基复合体的病理性变化
高尔基复合体的增生和肿胀：囊泡扩张可占 据细胞质的大部分区域，多见于药物中毒。 异 常 改 变 高尔基复合体的萎缩和解体：囊泡塌陷、数 量减少或降解，见于中毒或肿瘤细胞。 高尔基复合体内容物的改变: (颗粒)电子密度 低含饱和脂肪酸，反之 高尔基复合体在癌细胞中的改变
23
7
N-连接与O-连接的寡糖比较
特 征
1. 合成部位
2. 合成方式 3. 与之结合的 氨基酸残基 4 最终长度 5.第一个糖残基
Medical Cell Biology O-连接
粗面内质网或高尔 基体
N-连接
粗面内质网
来自同一个寡糖前 一个个单糖加上去 体 天冬酰胺 丝氨酸、苏氨酸、 羟赖氨酸、羟脯氨 酸
H+ 内吞体 pH=6
去 除 磷 酸
溶酶体酶
前溶酶体
rER
顺面管网
反面管网
医用生物学教研室 李延兰 lyl72075@
高尔基复合体
成熟溶酶体
28
发生途径
Cell Biology
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
N-乙酰葡萄糖胺磷酸转移酶 磷酸葡萄糖苷酶
3
5
Medical Cell Biology
N-linked Glycosylation
Can be further divided into two stages: – Initial glycosylation event – Subsequent modification of the carbohydrate side chain
医用生物学教研室 李延兰 lyl72075@
31
初级溶酶体(primary lysosome)：只含酶，不含底物。 次级溶酶体(secondary l.)：吞噬性溶酶体(phago-)初
级溶酶体+底物
四、溶酶体的分类
Cell Biology
终末溶酶体(telolysosome)：初级溶酶体消化后－残质体 +吞噬体 异噬(heterophagic)溶酶体：初级 +吞饮体 多泡体 次 溶酶体+外源物：异噬过程 +微吞饮小泡 级 溶 自(噬性)溶酶体(autophago -)：初级溶酶体+内源性 酶 物质(自噬体)：自体吞噬（autophagy） 体 后溶酶体(末溶酶体、残质体residual body)：含有 溶酶体内消化分解后的残余物质的溶酶体。如： 脂褐质，髓样小体，含铁小体等。
顺面管网 高尔基复合体
反面管网
成熟溶酶体
14
Medical Cell Biology
（五）蛋白质在高尔基体中酶解加工几种类型
无生物活性的蛋白原→高尔基体→切除N-端或两 端的序列→成熟的多肽。如胰岛素、胰高血糖素等。 蛋白质前体→高尔基体→水解→同种有活性的多 肽，如神经肽。 含有不同信号序列的蛋白质前体→高尔基体→加 工成不同的产物。 同一种蛋白质前体→不同细胞、以不同的方式加 工→不同的多肽。 加工方式多样性的可能原因：①确保小肽分子的 有效合成；②弥补缺少包装并转运到分泌泡中的必要 信号；③有效地防止这些活性物质在合成它的细胞内 起作用。 16
4
Medical Cell Biology （二）高尔基复合体对蛋白质的修饰加工 1. 参与糖蛋白的合成和修饰
糖蛋白
N-连接寡糖链：在rER腔内合成。
O-连接寡糖链：在高尔基体内合成。
3
H标记甘露糖 3 H标记半乳糖；唾液酸
H标记N-乙酰葡萄糖胺 高尔基复合体对糖蛋白的合成和 修饰过程具有严 细胞内膜系统(2)
（Endomembrane System）
医用生物学教研室 李延兰 E-mail: lyl72075@ Tel:3831928(O) 2010.03
Medical Cell Biology
The Endomembrane System is Complex.
Cell Biology
第三节
溶酶体
1955年, de Duve等人, 电镜--鼠肝细胞--细胞化学 显示，含多种水解酶，分解各种内源和外源性物 质，称为－溶酶体。
一、溶酶体的形态结构与酶
溶酶体的形态特征 溶酶体是由一层单位膜包围，内含多种酸性水解 酶的泡状结构。φ0.2~0.8μm 球形、卵圆形小体；也长 杆状、蛇形称为管状溶酶体、线状溶酶体 。
加半乳糖
加唾液酸；分拣 溶酶体
反面管网 大泡（分泌颗粒）
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（三）高尔基复合体对蛋白质的分拣运输
蛋白质合成
溶酶体寡聚糖磷酸化 切除甘露糖 切除甘露糖 加N-乙酰葡萄糖胺 加半乳糖
rER
顺面管网 顺面囊 中层囊 反面囊 高 尔 基 堆 高 尔 基 复 合 体
加唾液酸；分拣
溶酶体
反面管网 大泡（分泌颗粒）
Proteins move from Golgi complex to plasma membrane in secretory vesicles
Constitutive
(intestinal mucus)肠 粘液
Regulated
(neurotransmitters)神 经递质
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Medical Cell Biology
内质网(endoplasmic reticulum) 内 高尔基复合体(Golgi complex) 膜 系 溶酶体(lysosomes) 统 过氧化氢体(peroxisomes)
(核膜、小泡)
Nuclear-ER
intracellular compartments:
endosomes
lysosome
酶
糖苷酶（水解糖蛋白和糖脂、糖链的酶）
酯 酶 硫酸酯酶（分解氨基多糖的酶） 酸性磷酸酶（ACP酶)，acid phosphatase 标志酶 三偏磷酸酶(TMP酶) Thiamine Monophosphatase TMP
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Cell Biology
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Medical Cell Biology
Retrieving ER proteins
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Medical Cell Biology
The formation of clathrincoated vesicles at the TG
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Secreted proteins
Medical Cell Biology
二、溶酶体膜的特性
膜上有H+质子泵：保持溶酶体基质内的酸性 溶 环境。 酶 体 膜内存在特殊的转运蛋白：可运输消化水解 膜 的产物。 蛋白质高度糖基化：防止膜自身被水解消化。 （两种跨膜整合蛋白的含量非常丰富，lgpA 和 lgpB）
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三、溶酶体的形成
Cell Biology
M-6-P(甘露糖-6-磷酸是一种分选信号) 溶酶体水解酶前体 加入磷酸基团 ATP ADP+Pi M-6-P
葡萄糖 甘露糖
N-乙酰氨基葡萄糖
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Protein Glycosylation
Defined as the addition of carbohydrate groups to specific amino acid residues in a protein There are two kinds of glycosylation: – N-linked -addition of carbohydrates to asparagine residues – O-linked - addition of carbohydrates to serine or threonine residues
M6P
磷酸化识别信号：信号斑
高尔基体trans-膜囊和TGN膜（M6P受体） 溶酶体酶分选与局部浓缩 以出芽的方式转运到前溶酶体
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