电子科大细胞生物学第七章真核细胞内膜系统蛋白质分选与膜泡运输文稿演示

溶酶体、高尔基体和细胞质膜等细胞器或细胞结构后， 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
中的主要是细胞质基质的成分。生物化学家多称之为胞质溶胶。 中的主要是细胞质基质的成分。生物化学家多称之为胞质溶胶。
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， 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， 20% 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。 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， 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 1/5 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 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， 架定向运动。细胞质基质是蛋白质与脂肪合成的重要场所。 架定向运动。细胞质基质是蛋白质与脂肪合成的重要场所。在细胞质基 质中合成的蛋白质，半数以上将分门别类地转移到细胞核和细胞器中。 质中合成的蛋白质，半数以上将分门别类地转移到细胞核和细胞器中。 在细胞质基质中，各种代谢活动高效有序地进行， 在细胞质基质中，各种代谢活动高效有序地进行，各种代谢途径之间的 协调有序。另外，还涉及物质、能量与信息的定向转移和传递。 协调有序。另外，还涉及物质、能量与信息的定向转移和传递。
第一节
细胞质基质的涵义与功能
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 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， 细胞质基质。细胞质基质体积约占细胞质的一半。 细胞质基质。细胞质基质体积约占细胞质的一半。
一、细胞质基质的涵义

多数糖基修饰；糖脂的形成；与高尔基 体有关的多糖的合成 高尔基体反面囊膜和反面网状结构（TGN）— —参与蛋白质的分类与包装
周围大小不等的囊泡——物质运输
高尔基体与细胞骨架关系密切； 高尔基的膜囊上存在微管的马达蛋白（
kinesin）和微丝的马达蛋白（myosin）。最近 还发现特异的血影蛋白（spectrin）网架 。它 们在维持高尔基体动态的空间结构以及复杂的 膜泡运输中起重要的作用。
❖ 残余小体（residual body），次级溶酶体未被消化 的残渣，又称后溶酶体。
用电镜细胞化学技术显示其中含有的酸性磷酸酶， M：线粒体，L：溶酶体（朴英杰）
动物细胞溶酶体系统示意图
溶酶体膜的特征： 嵌有质子泵，形成和维持溶酶体中酸性的内环境； 具有多种载体蛋白用于水解的产物向外转运； 膜蛋白高度糖基化，可能有利于防止自身膜蛋白的
❖ 二、内膜系统的结构与功能 ❖ （二）高尔基体（ Golgi complex ） ❖ 2、功能
❖ （3）蛋白酶的水解和其他加工过程
蛋白质在高尔基体中酶解加工的几种类型
无生物活性的蛋白原（proprotein）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 素及血清白蛋白等
蛋白质前体高尔基体水解同种有活性的多肽，如 神经肽等
一种分选途径。
❖ 二、内膜系统的结构与功能
❖ （二）高尔基体（ Golgi complex ） ❖ 2、功能
（1）高尔基体与细胞的分泌活动 ❖ 蛋白质的分选及其转运 ❖ 溶酶体酶的分选 （2）蛋白质糖基化及其修饰
（3）蛋白酶的水解和其他加工过程
蛋白质糖基化类型
特征
N-连接
O-连接
1. 合成部位
2. 合成方式

＊继续在基质中合成 ＊转至内质网膜上
２）在内质网上合成的蛋白质包括 （１）向细胞外分泌的蛋白质
分泌蛋白（secreted protein）
（２）膜的整合蛋白 （３）构成细胞器中的可溶性驻留蛋白 （４）需要进行修饰的蛋白质
长春师范学院生物系
Cell biology
长春师范学院生物系
Cell biology 脂质的合成
的多肽进入内质网有关。
光面内质网 （smooth endoplasmic reticulum)
光面内质网（sER） 常为分支管状，形成较为复杂的立
体结构，表面没有核糖体附着。
合成固醇类激素的细胞和肝细胞中 sER发达。
内质网
膜上可能 有特殊的 装置，将 rER与 sER分隔 开。因 rER中有 20余种Pr 与sER不 同。
光面内质网
（smooth endoplasmic reticulum,SER）
（二）内质网的功能
（三）内质网与基因表达的调控
１）糙面内质网（rER） 多扁平囊状，膜表面有大量核糖体附着。
主要功能——合成分泌性蛋白和多种膜蛋白。 胰腺腺泡细胞、浆细胞中rER发达。
２）易位子（translocon） 内质网膜上的蛋白复合体通道，与新合成
1）内质网合成构成细胞所需要的 包括磷脂和胆固醇在内的春师范学院生物系
Cell biology
（１）3种酶定位在膜上，活性部位在细胞质基质侧 （２）底物来自于细胞质基质 （３）反应步骤
第1步：增大面积 第2、3步：确定种类 （４）磷脂的转运
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磷脂 PEP
水溶性 复合物
细胞 自由扩散 释放磷
质基质
脂于靶膜
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（二）溶酶体的功能
1.清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老损伤和死亡的细胞 2.防御功能 3.其它重要的生理功能
⑴ 作为细胞内的消化“器官”为细胞提供营养； ⑵ 在分泌腺细胞中，溶酶体常常含有摄入的分泌颗粒，可能参与分泌过程的调节； ⑶ 某些特定细胞编程性死亡及周围活细胞对其清除； ⑷ 精子的顶体（acrosome）相当于特化的溶酶体，在受精过程中的能溶解卵细胞膜。
二、高尔基体的形态结构与功能
高尔基体结构成分的标志细胞化学反应嗜锇反应：cis面膜囊被特异地染色焦磷酸硫胺素酶（TPP酶）：trans面的膜囊胞嘧啶单核苷酸酶（CMP酶）或核甘酸二磷酸酶： trans面1～2层囊膜扁平囊膜烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸酶（NADP酶）或甘露糖酶：中间几层
嗜锇反应
甘露糖酶
动物细胞
植物细胞
1
数量：平均为每细胞20个。在低等真核细胞中, 有时只有1～2个，有的可达一万多个。在分泌功能旺盛的细胞中, 高尔基复合体都很多。
2
分布：只存在于真核细胞中, 原核细胞中则无。
3
主要的酶有糖基转移酶、磺基-糖基转移酶、氧化还原酶、磷酸酶、蛋白激酶、甘露糖苷酶、转移酶和磷脂酶等。
4
标志酶为糖基转移酶。
溶酶体几乎存在于所有的动物细胞中。溶酶体是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器。其主要功能是进行细胞内的消化作用。
溶酶体的形态结构与类型
溶酶体的功能
溶酶体的发生
溶酶体与过氧化物酶体
三、溶酶体的形态结构与功能
No.1
溶酶体（lysosome）是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊状细胞器，其主要功能是进行细胞内的消化作用。
M6P是溶酶体水解酶分选的重要识别信号。所有糖蛋白离开ER都具有N-连接的寡糖链，只有溶酶体水解酶的寡糖链被磷酸化形成M6P，在每个水解酶上有其特异的信号斑（signal patch），再通过两种酶的相继催化作用而形成。