细胞生物学课件8_内膜系统-内质网.ppt

内膜系统 I 第六章 内质网,RER的形态,细胞的基本构成 细胞壁 质膜外结构 纤毛、鞭毛 细胞 质膜 细胞器 原生质体 (原生质) 细胞质 细胞质溶质（胞质溶胶） 细胞核 （或类核） 细胞骨架,第一节 细胞质溶质,一、成分：根据大小分四大类物质 1、水和无机离子等一些小分子。 水主要是结合水。离子主要是Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-等。 2、脂类、糖类、氨基酸、核苷酸及其衍生物等中等分子。 3、蛋白质、脂蛋白、多糖和RNA等大分子。 4、含有糖原等一些处于贮存状态的重要化合物。,二、功能： 1、维持细胞内环境（pH、离子环境）的稳定性，保证正常代谢反应的进行 2、蛋白质的修饰与选择性降解 3、细胞的形态与运动、胞内物质运输以及各种大分子的定位 4、 维持信号转导通路,内膜系统(Endomembrane system)：膜性细胞器在结构、功能具有连续性，构成的膜体系。主要包括核膜、内质网、高尔基复合体三部分，质膜、溶酶体、过氧化物体和分泌泡等均可看作是它的衍生物。 膜分化（membrane differentiation): 膜经过修饰，在化学组成、结构和功能上产生差异：核膜（7-8nm）、 内质网(5-6nm)、高尔基复合体（6-10nm)、质膜 （10nm),第二节 内质网(Endoplasmic Reticulum),由K. R. Porter、A. Claude 和 E. F. 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endoplasmic reticulum，ER，后来发现内质网不仅仅存在于细胞的“内质”部，通常还与质膜和核膜相连，并且与高尔基体关系密切，且常伴有许多线粒体。,一内质网的形态结构 内质网膜约占细胞总膜面积的一半，是真核细胞中最多的膜。 内质网是内膜构成的封闭的网状管道系统。具有高度的多型性。 可分为粗面型内质网（RER）和光面型内质网（SER）两类。,RER呈扁平囊状，排列整齐，有核糖体附着。肌肉细胞中的肌质网是一种特化的RER，可贮存Ca2+，引起肌肉收缩。 SER呈分支管状或小泡状，无核糖体附着。 细胞不含纯粹的RER或SER，它们分别是ER连续结构的一部分。,RER,SER,ER立体结构示意图,ER腔,腔面,胞质面、,二、化学成分：磷脂+蛋白质 微粒体：细胞匀浆在差速离心过程中，由内膜系统中各组分的膜片段自然卷曲而成的膜泡成分。 脂类占1/3，蛋白质占2/3(3040种酶）。 内质网膜中还含有电子传递链的成分。（两种电子传递系统 1、NADHcytC，2、NADHcyt b5。SER有cyt P-450，是SER的标记酶),三、内质网的功能： 1RER的功能：（1）进行蛋白质合成； 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。这些蛋白质主要有：向细胞外分泌的蛋白如抗体、激素；膜蛋白，并且决定膜蛋白在膜中的排列方式；内膜系统中的可溶性酶，需要与其它细胞组合严格分开的酶，如溶酶体的各种水解酶；内质网驻留蛋白（KDEL序列）,（2）合成蛋白的修饰 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。 糖基化的作用是： 使蛋白质能够抵抗消化酶的作用；赋予蛋白质传导信号的功能；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3种氨基酸上，分为2种： 1. O-连接的糖基化（O-linked glycosylation）：与Ser和Thr的OH连接，连接的糖为半乳糖或N乙酰半乳糖胺。如胶原、血型糖蛋白等 2N-连接的糖基化（N-linked glycosylation）：与天冬酰胺残基的NH2连接，连接的糖为N-乙酰葡糖胺。,内质网上进行的为N-连接的糖基化。图7-9 糖的供体为核苷糖(nucleotide sugar)，如CMP-唾液酸、GDP-甘露糖、UDP-N-乙酰葡糖胺等。糖分子首先被糖基转移酶转移到膜上的磷酸长醇（dolichol phosphate）分子上，装配成寡糖链。再被寡糖转移酶转到新合成肽链特定序列（Asn-X-Ser或Asn-X-Thr）的天冬酰胺残基上。,蛋白质糖基化图解,合成中的多肽链,预先合成的寡糖链,多萜醇,RER,细胞质,RR腔,糖基转移酶,（3）膜的生成；合成磷脂、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，或借磷脂转换蛋白形成水溶性复合物，转至其它膜上。 （4）物质运输：先运到高尔基体，进一步加工后，运往各个结构部位。如到膜外的为分泌蛋白；到质膜的膜蛋白，到溶酶体的水解酶等,2SER的功能：不参与蛋白合成 （1）合成脂类； （2）解毒作用；P-450 氧化体系 （3）糖原代谢； （4）贮积钙离子：作为细胞内信号物质，如肌质网。 膜上有钙泵,四、内质网的特化类型 髓样小体 环孔片层 肌质网 肌肉细胞中特化的内质网，具有贮钙功能 五、内质网的来源 细胞分裂时ER大体上平分为二，然后进行扩增。,第三节 核糖体（Ribosome）,核糖体在各类细胞中普遍存在，是一种无膜包被的颗粒状结构，具有很强的嗜碱性。 功能：蛋白合成,一、核糖体的基本结构与类型 直径一般为15-20nm。 由大小两个亚单位构成。大亚单位略呈半圆形，小亚单位长条形。,大小亚单位结合成核糖体，中间隧道为mRNA穿行通道。大亚单位中有一垂直于该隧道的通道，为新合成的蛋白质肽链穿出通道。,在蛋白质合成过程中，大亚单位为肽基转移酶中心，小亚单位为解码中心。,单个核糖体上有6个与蛋白质合成有关的活性位点，即： 1、mRNA的结合位点 小亚单位上 2、A位点 大亚单位上 3、P位点 小亚单位上 4、E位点 大亚单位上 5、肽基转移酶的催化位点 6、GTP酶的结合位点 分子遗传,两亚单位游离于胞质中，小亚单位结合mRNA后，大亚单位结合成核糖体。肽链翻译结束后，大小亚单位解离，重新游离于胞质中。 结合与分离受Mg2+影响： Mg2+1mmol/L，结合； Mg2+10mmol/L，两个核糖体结合成二聚体。,原核细胞、真核细胞、真核细胞中的线粒体和叶绿体，其核糖体的大小各不相同。 真核细胞胞质核糖体80S，原核细胞的70S，线粒体55S。,二、核糖体的化学组成 主要成分蛋白质和RNA，蛋白质占4050%， RNA占50