第五章 真核细胞内膜系统
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细胞生物学复习重点内容第五章细胞的内膜系统与囊泡运转掌握内容:1、细胞内膜系统的组成、动态结构特征与功能。
2、粗面内质网和光面内质网的形态结构及功能。
3、高尔基体的结构特征及其主要功能。
4、溶酶体的生理功能。
5、过氧化物酶体的组分和功能了解高尔基体的标志反应。
6、网格蛋白有被小泡的结构和功能熟悉内容:1、细胞质基质的组成、特点与主要功能2、分泌蛋白合成的模型:信号假说。
3、溶酶体的组成成分、膜结构特征及发生过程。
4、膜结构特征及发生过程。
5、COPⅡ有被小泡和COPⅠ有被小泡的结构和功能;了解内容:1、过氧化物酶体与疾病发生的关系。
2、比较溶酶体与过氧化物酶体的异同。
3、组成成分膜结构特征生理功能发生过程4、运输小泡靶向靶膜的步骤复习题1、比较粗面内质网和滑面内质网的形态结构与功能。
2、细胞内蛋白质合成部位及其去向如何?3、粗面内质网上合成哪几类蛋白质?它们在内质网上合成的生物学意义是什么?4、指导分泌性蛋白在粗面内质网上合成需要哪些主要结构或因子?它们如何协同作用完成肽链在内质网上的合成。
5、何谓蛋白质分选?6、蛋白质糖基化的基本类型、特征及生物学意义是什么?7、结合高尔基体的结构特征,谈谈它是怎样行使其生理功能的。
8、溶酶体是怎样发生的?9、描述溶酶体的三种不同的作用。
10、描述在线粒体自我吞噬降解过程中所发生的事件。
11、过氧化物酶体有哪些主要活性?其中H2O2酶的作用是什么?12、过氧化物酶体在哪些方面与线粒体相似?哪些方面是独特的?13、是什么决定运输小泡和它将要融合的膜组分之间相互作用的特异性?14、描述网格蛋白的分子结构及其与功能之间的关系。
15、对比COPⅠ包被小泡和COPⅡ包被小泡在蛋白质运输中的作用。
16、图解说明细胞内膜系统的各种细胞器在结构与功能上的联系。
重点名词:1、内膜系统(endomembrane system)2、囊泡运输(vesicle transport)3、粗面内质网(rough endoplasmic reticulum RER)4、光面内质网(smooth endoplasmic reticulum SER)5、高尔基复合体(Golgi complex)6、分子伴侣(molecular chaperone)7、信号肽(signal peptide)8、初级溶酶体(primary lysosome)9、次级溶酶体(secondary lysosome)10、自噬性溶酶体(auto lysosome)11、异噬性溶酶体(hetero lysosome)12、自溶作用(autolysis)13、结构性分泌途径(constitutive secretory pathway)14、调节性分泌途径(regulated secretory pathway)15、膜流第六章线粒体与细胞的能量转换掌握内容:1、线粒体的超微结构、化学组成、标志酶。
真核细胞内膜系统产生的生物学意义
真核细胞内膜系统指的是真核细胞内部的各种膜结构,包括核膜、内质网、高尔基体、溶酶体和细胞膜等。
这些膜系统在细胞的结构和功能方面发挥着重要的生物学意义,主要体现在以下几个方面:
细胞器分隔与特化:真核细胞内膜系统将细胞内部分隔成不同的区域和细胞器,每个细胞器都有其特定的功能。
例如,核膜将细胞核与细胞质分隔开来,使得基因组在细胞核内受到保护和调控。
内质网提供了蛋白质合成、修饰和折叠的平台。
高尔基体参与蛋白质的运输和分泌。
溶酶体则参与细胞内垃圾处理和降解等。
膜通道和运输:内膜系统上存在许多蛋白质通道和转运体,它们调控物质的进出和分布。
细胞膜上的离子通道和转运体参与细胞内外物质的交换和离子平衡的维持。
内质网和高尔基体上的转运体则参与蛋白质的运输和定位。
信号转导:内膜系统参与细胞内的信号转导过程。
细胞膜上的受体与外界信号分子结合,触发细胞内的信号级联反应,进而影响细胞功能和行为。
内质网和高尔基体也参与蛋白质的修饰、标记和分泌等信号调控过程。
膜增大和细胞生长:内膜系统能够通过生物膜的合成和增大来支持细胞生长和分裂。
细胞膜和内质网可以进行膜融合和分裂,以适应细胞生长和增殖的需求。
总的来说,真核细胞内膜系统的存在和功能使得细胞能够进行分隔、特化、运输、信号转导以及生长等一系列复杂的生物学过程。
它们协同工作,为细胞提供了分子级别的组织结构和功能调控,保证了细胞的正常运作和生存。
第五章细胞的内膜系统与囊泡转运练习题及答案第五章细胞的内膜系统与囊泡转运一、名词解释1.内膜系统( endomembrane svstem)2.糙面内质网(rough endoplasmic reticulum,RER)3.光面内质网(smooth endoplasmic reticulum,SER)4.微粒体( microsome)5.网质蛋白( reticulo- -plasmin)6.分子伴侣( molecular chaper7.囊泡( vesicle)8.囊泡转运( vesicular transport)9.门控运输(gated transport)10.穿膜运输(transmembrane transport)11.网格蛋白( clathrin)12.衔接蛋白( adaptin)13.发动蛋白( dynamin)14.OPI有被小泡(COP I-coated vesicle)15.COPⅡ有被小泡(COPⅡ- coated vesicle)二、单项选择题1.光面内质网的主要功能是A.合成蛋白质B.脂类物质合成C.蛋白质加工D.蛋白质分泌E.氧化代谢2.吞噬溶酶体在完成对大部分底物的消化分解后,不能被消化、分解的部分成为A.内体C.微体D.脂质体E.自噬体3.在高尔基复合体中,溶酶体水解酶形成的分选信号是A. MTSC. M-6-PD. RGDE. NLS4.初级溶酶体内的酶是A.有活性的中性水解酶B.有活性的碱性水解酶C.有活性的酸性水解酶D.无活性的中性水解酶E.无活性的酸性水解酶5.光面内质网的功能不包括A.合成分泌性蛋白B.参与糖原分解C.参与脂类代谢D.合成甾体类激素E.参与脂类转运6.高尔基复合体的主要功能是A.合成蛋白质B.合成脂类C.合成糖类D.合成甾体激素E.参与蛋白质的修饰与加工7.可与外核膜相连的细胞器是A.内质网B.高尔基复合体D.线粒体E.过氧化物酶体8.肌细胞中与Ca2+的摄取和释放以及传导兴奋作用有关的细胞器是A.微管、微丝B.溶酶体C.糙面内质网D.光面内质网E.过氧化物酶体9.下列能够协助核编码蛋白质进入线粒体的是A.核输入信号B.基质导入序列C.分子伴侣核输出信号D.细胞周期蛋白E.核输出信号10.高尔基复合体的小囊泡主要来自A.溶酶体B.内质网C.内体D.吞噬体E.微粒体11.内质网驻留蛋白进入高尔基复合体后会形成包被小泡,并将其从高尔基复合体运输到内质网中,此种包被小泡的主要包被成分为A.ClathrinB. COPIC. COPIID. KDELE.Sar12.内质网的标志酶是A.糖基转移酶B.酸性水解酶C.酸性磷酸酶D.葡萄糖-6-磷酸酶E.过氧化氢酶13.细胞内蛋白质定向转运的机制是蛋白质含有特殊的A.M-6-P分选信号B.信号序列C.RGD序列D.寡糖链E.编码序列14.内质网中能识别错误折叠的蛋白并促使其重新折叠的分子伴侣是A. BiB.易位子C.Hsp90D. PDIE. Hsp7015.下列不参与多肽从胞质溶胶转移到内质网膜上合成的过程的是A.信号识别颗粒B.停靠蛋白质C.信号肽D.易位子E.Bip16.分泌蛋白的运输途径为A.囊泡运输B.门控运输C.穿膜运输D.自由扩散E.易化扩散17.下列不属于糙面内质网功能的是A.蛋白质合成B.蛋白质的分选与包装C.多肽链的折叠与组装D.蛋白质的糖基化修饰E.蛋白二硫键的形成18.与矽肺发生密切相关的细胞器是A.溶酶体B.过氧化物酶体C.线粒体D.高尔基复合体E.内质网19.附着于糙面内质网表面的颗粒物质是A.微体B.微粒体C.核糖体D.酶颗粒E.基粒20.细胞中,由双层膜围成的细胞器是A.内质网B.线粒体C.溶酶体D.高尔基复合体E.内体21.哺乳动物精子的顶体是一种特化的A.分泌泡B.线粒体C.溶酶体D.高尔基复合体22.蛋白质的N-连接糖基化是将寡糖连接到氨基酸残基A.AspB.AsnC.SerD. ThrE.Gln23.溶酶体的标志酶是A.氧化酶B.过氧化氢酶C.酸性磷酸酶D.糖基转移酶E.葡萄糖-6-磷酸酶24.下列细胞器中含有尿酸氧化酶结晶的是A.过氧化物酶体B.线粒体C.溶酶体D.高尔基复合体E.内体25.溶酶体酶的最适pH为A.4.0B.5.0C.6.0D.7.0E.8.026.蛋白质的0—连接糖基化将寡糖连接到A.—OHB.—SHC.—NH2D.— COOH27.过氧化物酶体的标志酶是A.氧化酶B.过氧化氢酶C.酸性磷酸酶D.过氧化物酶E.蛋白二硫键异构酶28.下列细胞器膜上含有质子泵的是A.过氧化物酶体B.内质网C.溶酶体D.高尔基复合体E.细胞核29.下列蛋白不是在糙面内质网上合成的是A.分泌蛋白B.细胞膜受体C.溶酶体蛋白D.组蛋白E.Bip30.下列细胞器中,有极性的是A.过氧化物酶体B.内质网C.溶酶体D.高尔基复合体E.线粒体31.在蛋白质合成运输过程中,如果一种多肽只有N端起始转移信号肽而没有停止转,那么它合成后一般进入到A.内质网腔B.细胞核C.内质网膜D.线粒体内膜E.溶酶体32.下列细胞器中,具有蛋白质分选功能的是A.溶酶体B.光面内质网C.高尔基复合体D.糙面内质网E.线粒体33.细胞内合成脂类的重要场所是A.糙面内质网B.光面内质网C.高尔基复合体D.胞E.细胞膜34.分选信号为甘露糖6-磷酸的是A.溶酶体水解酶B.糖基转移酶C.过氧化物酶D.网质蛋白E. LDI R35.膜蛋白在膜上的插入是有方向性的,确定其插入方向性的细胞内区域是A.胞质溶胶B.高尔基复合体C.内质网D.质膜E.运输小泡36.从骨髓瘤细胞中提取的免疫球蛋白分子的N端比分泌到细胞外的免疫球蛋白分子的N端氨基酸序列多出一截,最有可能的原因是A.分泌到细胞外的免疫球蛋白分子的N端直接被泛素化降解B.是由于免疫球蛋白在细胞内较稳定,而在细胞外不稳定造成的C.分泌到细胞外的免疫球蛋白分子N端信号肽被信号肽酶切除D.它们由不同的基因编码E.细胞中的蛋白分子N端在内质网中被加上了一段信号肽37.在高尔基复合体TGN区,网格蛋白有被小泡由外向内生物分子的排列序列为A.网格蛋白→受体→衔接蛋白→配体分子B.网格蛋白→衔接蛋白→受体→配体分子C.网格蛋白→配体分子→衔接蛋白→受体D.配体分子→衔接蛋白→受体→网格蛋白E.衔接蛋白→配体分子→受体→网格蛋白38.负责从顺面高尔基网到内质网进行囊泡运输的是A.网格蛋白有被小泡B.COPI有被小泡C.COPⅡ有被小泡D.三者都可以E.三者都不可以39.分泌蛋白信号肽的切除发生在A.胞质溶胶B.高尔基复合体C.内质网D.溶酶体E.线粒体40.高尔基复合体中,N-连接和O-连接的糖基化最后一步都是加上唾液酸残基,由此可推测催化唾液酸转移的酶最有可能存在于高尔基复合体的A. CGNB.顺面膜囊C.中间膜囊D.反面膜囊和TGNE.小囊泡41.少量溶酶体酶泄露到胞质溶胶中并不会引起细胞损伤的主要原因是A.溶酶体酶迅速被特异的机制召回溶酶体中B.胞质中的一些蛋白因子与溶酶体酶结合抑制其活性C.胞质溶胶中的pH为7.0左右,溶酶体酶的活性大大降低D.溶酶体酶进入胞质溶胶随即被降解成无活性的肽段E.溶酶体酶在胞质溶胶中被泛素化降解42.糖原代谢受阻引起Ⅱ型糖原累积病是由于缺乏A.葡萄糖-6-磷酸酶B.糖基转移酶C.a-糖苷酶D.氨基己糖酶AE.糖基化酶43.如果一种多肽含有多个起始转移序列和多个停止转移序列,那么下列说法最确切的是A.该多肽将转移到内质网上继续合成B.该多肽合成结束后将最终被定位在内质网中C.该多肽将最终成为多次跨膜的膜蛋白D.该多肽将最终被运送至溶酶体而被降解E.该多肽将最终被分泌到细胞外44.下列蛋白不属于分子伴侣的是A Grp94 B.Bip C. PDI D.泛素 E.Hsp7045.下列膜性细胞器不属于内膜系统的是A.内质网B.溶酶体C.运输小泡D.线粒体E.高尔基复合体46.COPI有被小泡主要负责的蛋白质转运过程是A.高尔基复合体到内质网B.质膜到内体C.高尔基复合体到内体D.内质网到高尔基复合体E.内体到溶酶体47.高尔基复合体的功能不包括A.蛋白质的分泌B.糖蛋白的加工修饰D.蛋白质的合成C.蛋白质的水解E.蛋白质的分选48.转录因子在细胞质中合成后进入细胞核的方式是A.囊泡运输B.门控运输C.穿膜运输D.易化扩散E.协同运输49.LDL受体在细胞质中合成后运输到细胞膜上发挥作用的方式是A.囊泡运输B.门控运输C.穿膜运输D.易化扩散E.ATP驱动泵50.内体性溶酶体的形成过程不包括A.酶蛋白的N-糖基化与内质网转运B.酶蛋白在高尔基复合体内的加工与转移C.溶酶体酶前体从与之结合的M-6-P膜受体上解离D.酶蛋白的分选与转运E.晚期内体与吞噬体融合51.COPⅡ有被小泡的形成需要激活的蛋白是A.网格蛋白B.衔接蛋白C.发动蛋白D.Rab蛋白E.Sar蛋白52.线粒体蛋白在细胞质中合成后进入线粒体的方式是A.囊泡运输B.门控运输C.穿膜运输D.ATP驱动泵E.自由扩散53.网格蛋白参与的囊泡运输过程是A.高尔基复合体到内质网B.内质网逃逸蛋白的捕捉C.内体到质膜D.内质网到高尔基复合体E.高尔基复合体到溶酶体54.下列由溶酶体酶的异常释放或外泄造成的疾病是A.泰-萨病B.Ⅱ型糖原累积症C.痛风D. Zellweger脑肝肾综合征E.蚕豆病55.COPI有被小泡主要负责的转运过程是A.高尔基复合体到内质网B.高尔基复合体到内体C.质膜到内体D.内质网到高尔基复合体E.内体到溶酶体56.下列小G蛋白中,参与了囊泡融合的是A.Rab蛋白B.Raf蛋白C.Ras蛋白D.ARF蛋白E.Ran蛋白57.受体介导的胞吞作用不具有的特点是A.有受体参与B.发生在有被小窝处C.对被摄取物有选择性D.有网格蛋白参与E.有COPI蛋白参与58.缺乏可导致 Zellweger脑肝肾综合征发生的是A.葡萄糖-6-磷酸酶B.过氧化氢酶C.氨基己糖酶AD.糖基转移酶E.a-糖苷酶59.参与囊泡融合的蛋白是A.衔接蛋白B.发动蛋白C. SNARES蛋白D.COPI蛋白E.COPⅡ蛋白60.下列关于内质网应激的错误叙述是A.与内质网内Ca2+平衡紊乱有B.未折叠或错误折叠蛋白在内质网腔中积累聚集C.其发生与营养不足、缺氧有关D.可导致细胞凋亡E.可激活MAPK信号通路三、多项选择题1.下列属于蛋白质分选信号序列的是A.信号斑B.密码子C.M-6-P受体D.SRPE.信号肽2.网格蛋白包被小泡的形成,需要参与的蛋白是A.网格蛋白B.衔接蛋白C.发动蛋白D.质膜上存在特定受体E.Sar蛋白3.光面内质网的功能包括A.合成分泌性蛋白B.参与糖原分解C.参与脂类代谢D.Ca2+的储存E.参与脂类转运4.胞内蛋白质运输的主要运输途径包括A.囊泡运输B.门控运输C.穿膜运输D.离子通道蛋白介导的运输E.自由扩散5.下列属于内膜系统的细胞器有B.高尔基复合体C.溶酶体D.细胞膜E.线粒体6.承担细胞内物质定向运输的囊泡类型包括A.网格蛋白有被小泡B.液泡C.内体D.COP I有被小泡E.COP Ⅱ有被小泡7.属于高尔基复合体功能的是A.蛋白质的分泌B.蛋白质的糖基化C.蛋白质的水解D.蛋白质的合成E.蛋白质的分选8.主要由网格蛋白有被小泡负责的囊泡运输是A.高尔基复合体到内质网B.质膜到内体C.高尔基复合体到溶酶体D.内质网到高尔基复合体E.内体到溶酶体9.下列属于糙面内质网功能的是A.蛋白质合成B.蛋白质的分选与包装多肽链的折叠C.多肽链的折叠与组装D.蛋白质的运输E.蛋白质的糖基化10.在LDL的内吞过程中,内吞泡的形成需要B.衔接蛋白C.发动蛋白D.LDL受体E.Sar蛋白参考答案名词解释1.内膜系统( endomembrane system):是细胞质中在结构、功能及其发生上相互密切关联的膜性结构细胞器之总称,主要包括:内质网、高尔基复合体、溶酶体、各种转运小泡以及核膜等2.糙面内质网( rough endoplasmic reticulum,RER):又称颗粒内质网,以内质网膜胞质面有核糖体颗粒附着为主要形态特征,多呈排列较为整齐的扁平囊状3.光面内质网( smooth endoplasmic reticulum,SER):又称无颗粒内质网,表面没有核糖体附着电镜下呈表面光滑的管、泡样网状形态结构,常与糙面内质网相互连通。
《细胞生物学》教案(第8 次课 2 学时)第五章真核细胞内膜系统(Endomembrane system, Protein Sorting and Membrane trafficking)[教学要求]2.1 知识目标1. 熟练掌握核糖体与蛋白质合成,信号假说,,内质网的功能,高尔基复合体的形态结构与功能,溶酶体的功能;2. 掌握内质网,溶酶体的形态结构与类型;3. 了解过氧化物酶体的形态结构与功能;4. 了解细胞结构体系装配的方式及其生物学意义。
2.2 能力目标1. 讲解泛素-蛋白酶体介导的蛋白质讲解系统;2. 利用思维导图总结本章知识点。
2.3 德育目标内质网和高尔基体分别是蛋白质合成和加工的场所,这些亚细胞器体积虽小但是对细胞正常功能的发挥具有重大的作用,这些知识点可以引导学生在新时代如何学习雷锋精神,党的十八大报告中对社会主义核心价值观的公民个人层面的价值准则为爱国、敬业、诚信、友善,这正与雷锋精神中的爱岗敬业、艰苦奋斗、无私奉献、助人为乐等闪光点不谋而合,结合当前疫情期间为战胜新冠病毒无私奉献的医护人员,引导当代大学生要把雷锋精神融入到日常的学习和生活中,比如做好自己的本职工作、帮助需要帮助的人,在新冠肺炎疫情期间主动去当志愿者等,在实际行动中体会到奉献的快乐和自身的社会责任及价值,每个人的力量虽小,但是大家团结起来就能够产生大能量,为社会和国家做出贡献,从而引导当代大学生树立正确的世界观、价值观、人生观和远大的人生目标,培养高水平、高素质的当代大学生[教学重点]1. 内质网、高尔基体的结构特点2. 溶酶体的发生及功能[教学难点]内膜系统各结构之间的关系[教学时数] 2学时[主要内容]5.1 细胞质基质及其功能5.2 细胞内膜系统及其功能[参考资料]翟中和.细胞生物学,第五版.北京:高等教育出版社,2020.[教学内容]细胞内区室化与内膜系统细胞内区域化(compartmentalization):真核细胞细胞内具有发达的膜相结构,将细胞质区分成不同的隔室,称为细胞内区室化。
第五章真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输第一节细胞质基质的涵义与功能第二节细胞内膜系统2.1 内质网2.2 高尔基体2.3 溶酶体与过氧化物酶体第三节细胞内蛋白质的分选与膜泡运输第六章真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输第一节细胞质基质的涵义与功能细胞质基质:细胞质内除去可分辨的细胞器以外的胶状物质。
细胞质基质不是简单的溶液,细胞质基质很可能是高度有组织的体系,其中细胞骨架起着细胞质基质结构体系的组织者的作用。
细胞质基质的涵义基本概念:在真核细胞的细胞质中,除去可分辨的细胞器以外的胶状物质,称细胞质基质( cytoplasmic matrix or cytomatrix),或称为胞液(cytosol,或译为胞质溶胶),是细胞的重要结构成分。
其体积约占细胞质的一半。
研究过程中的曾用名:细胞液(cell sap),透明质(hyaloplasm),胞质溶胶(cytosol),细胞质基质(groundplasm or cytoplasmic matrix)等十几个名称。
目前常用名称是细胞质基质和胞质溶胶。
可用差速离心的方法分离细胞匀浆物,先后除去细胞核及其它细胞器后,存留在上清夜中的主要是细胞质基质的成分。
一种粘稠的胶体,蛋白质含量占20~30%。
是蛋白质和脂肪合成的重要场所,各种代谢活动高效有序地进行。
细胞质基质的涵义含有与中间代谢有关的数千种酶类以及与维持细胞形态和细胞内物质运输有关的细胞质骨架结构。
也可包括糖原和脂滴等内含物;一个高度有序的体系,其中细胞质骨架纤维和多数的蛋白质完成特定的生物学功能;各组分之间通过非常弱的键来进行的,常常处于动态平衡之中,维持这种结构体系需要高浓度的蛋白质及特定的离子环境。
Relative volumes occupied by the major intracellular compartments in Liver Cell细胞质基质的功能许多中间代谢过程进行的场所许多中间代谢过程都在细胞质基质中进行,如糖酵解过程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径、糖原的合成与部分分解过程等等。
还有蛋白质的合成与脂肪酸的合成。
与细胞质骨架相关的功能细胞质骨架作为细胞质基质这一结构体系的组织者,为细胞质基质中的其它成分和细胞器提供锚定位点;在细胞质基质中形成了更为精细的区域,使复杂的代谢反应高效而有序地进行。
细胞质基质的功能在蛋白质的修饰、蛋白质的选择性降解等方面的重要作用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质基质的功能第二节细胞内膜系统endomembrane system细胞内膜系统是指细胞内在结构、功能及发生上相关的、由膜包绕形成的细胞器或细胞结构。
包括核被膜、内质网、高尔基体及其形成的溶酶体和分泌泡等,以及其它细胞器如线粒体,质体和微体等膜包围的细胞器(膜性细胞器或称房室compartment)。
不具有界膜的细胞器,如核蛋白体、中心粒,以及微管、微丝和中间纤维等。
内膜系统形成了一种胞内网络结构,其功能主要在于两个方面:其一是扩大膜的总面积,为酶提供附着的支架,如脂肪代谢、氧化磷酸化相关的酶都结合在细胞膜上。
其二是将细胞内部区分为不同的功能区域,保证各种生化反应所需的独特的环境。
Endomembrane System : The structural and functional relationship organelles including ER,Golgi complex, lysosome, endosomes, secretory vesicles.Membrane-bound structures (organelles) are found in all eukaryotic cells.第二节细胞内膜系统2.1 内质网2.2 高尔基体2.3 溶酶体2.1内质网The Endoplasmic Reticulumendo = within, plasm = cytoplasm, reticulum = network内质网内质网(endoplasmic reticulum,ER):1945年Porter K.R和Claude A.D用电子显微镜观察培养的小鼠成纤维细胞发现细胞质中有一些形状大小略有不同的小管、小囊连接成网状的结构称内质网。
它是细胞质中由膜围成的管状或扁囊状的结构,互相连通成网,构成细胞质中的扁平囊状系统。
内质网(endoplasmic reticulum,ER) 的形态结构和化学组成ER的功能内质网的形态结构形态结构特点:是由膜所形成的一些形状大小不同的小管、小囊或扁囊连成一个连续的网状膜系统,其内腔是通连的。
内质网和核膜相连续。
内质网的形态变异很大,在不同细胞中,形态、数量和分布不同。
在同种细胞不同发育时期,随着生理机能的不同,ER也不一样。
化学组成:内质网的两种基本类型内质网的化学组成:脂类约占三分之一,蛋白质占三分之二。
光滑内质网的脂类比粗糙内质网多一些。
粗糙内质网含有大量RNA,较高的脂类成分(磷脂含量多,占70%),蛋白质含量比质膜多,具有大量的酶(30-40种)。
重要的标志酶:葡萄糖-6-磷酸酶,有些重要的标志酶是电子传递体系(细胞色素b5、NADH-细胞色素b5还原酶、NADPH-细胞色素P450以及NADPH-细胞色素P450还原酶)。
内质网的两种基本类型粗面内质网(rough endoplasmic reticulum,rER)多为扁囊状,在ER膜的外表面附有大量的核糖体,普遍存在于分泌蛋白质的细胞中。
光面内质网(smooth endoplasmic reticulum,sER)ER膜上无颗粒(核糖体),ER的成分不是扁囊,而常为小管小囊,它们连接成网,广泛存在于能合成类固醇的细胞中。
Diagram of the Rough ER and smooth ER囊泡核糖体Cisternae are storage chambers within membranes内质网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。
rER的功能sER的功能ER的功能蛋白质合成是糙面内质网的主要功能蛋白质都是在核糖体上合成的,并且起始于细胞质基质,但是有些蛋白质在合成开始不久后便转在内质网上合成。
需要移入内质网继续合成的蛋白:分泌蛋白;膜整合蛋白;内膜系统各种细胞器内的可溶性蛋白(需要隔离或修饰)ER的功能蛋白质合成内质网上合成的蛋白主要有:向细胞外分泌的蛋白、如抗体、激素;膜的整合蛋白;需要与其它细胞组分严格分开的酶,如溶酶体的各种水解酶;需要进行修饰的蛋白,如糖蛋白。
(二)蛋白质的修饰与加工包括糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成等,几乎所有内质网上合成的蛋白最终都被糖基化。
糖基化的作用:①使蛋白质能够抵抗消化酶的作用;②赋予蛋白质传导信号的功能;③某些蛋白只有在糖基化之后才能正确折叠。
糖基一般连接在4种氨基酸上,分为2种:N-连接的糖基化:与天冬酰胺残基的NH2连接,糖为N-乙酰葡糖胺。
O-连接的糖基化:与Ser、Thr和Hyp的OH连接,连接的糖为半乳糖或N-乙酰半乳糖胺,在高尔基体上进行。
内质网上进行N-连接的糖基化。
糖的供体为核苷糖,如GDP-甘露糖、UDP-N-乙酰葡糖胺。
糖分子首先被糖基转移酶转移到膜上的磷酸长醇分子上,装配成寡糖链。
再被寡糖转移酶转到Asn-X-Ser或Asn-X-Thr的Asn上。
Protein glycosylation in RERProtein glycosylation in RERProtein glycosylation in RER(三)新生肽链的折叠、组装和运输蛋白的折叠在hsp70家族的ATP酶的作用下完成。
无法正确折叠的蛋白被转入溶酶体降解,约90%的新合成T细胞受体亚单位和Ach受体都被降解,而从未到达靶膜。
COP II介导由ER输出的膜泡运输。
(四)内质网的其它作用合成磷脂、胆固醇等。
解毒,如肝细胞的细胞色素P450酶系。
参与甾体类激素的合成。
使葡糖6-磷酸水解,释放糖至血液中。
储存钙离子,作为胞内信号物质,如肌质网。
提供酶附着的位点和机械支撑作用。
rER的功能蛋白质合成蛋白质都是在核糖体上合成的,并且起始于细胞质基质,但是有些蛋白质在合成开始不久后便转在内质网上合成。
需要移入内质网继续合成的蛋白:分泌蛋白;膜整合蛋白;内膜系统各种细胞器内的可溶性蛋白(需要隔离或修饰)蛋白质的修饰与加工蛋白质的修饰加工:包括糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成等,其中最主要的是糖基化,几乎所有内质网上合成的蛋白质最终被糖基化。
糖基化在glycosyltransferase作用下发生在ER腔面糖基一般连接在4种氨基酸上,分为2种:O-连接的糖基化:与Ser、Thr和Hyp的OH连接;N-连接的糖基化:与天冬酰胺残基的NH2连接。
新生肽的折叠与组装这一过程是在属于hsp70家族的ATP酶的作用下完成的,需要消耗能量。
脂类的合成合成膜脂,磷脂、胆固醇等膜脂,合成后以出芽的方式转运至高尔基体,溶酶体和质膜上,或借磷脂转换蛋白(phospholipids exchange protein,PEP)形成水溶性复合物,转至其他膜上。
sER的功能类固醇激素的合成(生殖腺内分泌细胞和肾上腺皮质)肝的解毒作用(Detoxification)System of oxygenases---cytochrome p450 family;肝细胞葡萄糖的释放(G-6P G)储存钙离子:肌质网膜上的Ca2+-ATP酶将细胞质基质中Ca2+ 泵入肌质网腔中2.2 高尔基体Golgi body高尔基体的形态结构高尔基体的功能高尔基体与细胞内的膜泡运输高尔基体的形态结构电镜下高尔基体结构是由扁平膜囊和大小不等的囊泡构成高尔基体在结构和生化成分上具有极性,和内质网临近的近核一侧,扁囊弯曲呈凸面,称为形成面(forming face)或顺面(cis face);在远核的一侧,面向细胞膜的一面呈凹面,称为成熟面(mature face)或反面(trans face)。
高尔基体各部膜囊的4种标志细胞化学反应:高尔基体至少由互相联系的4个部分组成,每一部分又可能划分出更精细的间隔;化学组成:60%蛋白质+40%脂类。
其特征性酶是:糖基转移酶Golgi complexThe polarity of Golgi complex高尔基体各部膜囊的4种标志细胞化学反应嗜锇反应的高尔基体cis面膜囊;焦磷酸硫胺素酶(TPP酶)细胞化学反应,显示trans面1~2层膜囊;胞嘧啶单核苷酸酶(CMP酶)细胞化学反应,显示靠近trans面膜囊状和管状结构;GERL结构:60年代初,Novikoff发现CMP和酸性磷酸酶存在于高尔基体的一侧,称这种结构为GERL,意为与高尔基体(G)密切相关,但它是内质网(ER)的一部分,参与溶酶体(L)的生成。