第7章细胞质基质与细胞内膜系统

第七章 细胞质基质与细胞内膜系统细胞外基质细胞膜核内膜系统 细胞质基质细胞质信号传导7.1 细胞质基质的涵义与功能 主要成分： 中间代谢有关的数千种酶类、细胞质骨架结构 等 。概念： 真核细胞质中，除去可分辨的细胞器以外的胶状物质。 3细胞质基质 是一个高度有序的体系；通过弱键而相互作用处于动态平衡的结构体系。细胞质基质组分的 主要特点：7.2 内膜系统概念： 是指真核细胞中由膜围成的，在结构、功能乃至发生上有密切关系的细胞器或细胞结构。主要包括 细胞核、内质网、高尔基体、溶酶体、过氧化物酶体等 。这些膜是相互流动的，处于动态平衡，功能上相互协调，内膜系统使细胞质基质区域化。7.2.1 内质网Endoplasmic Reticulum, ER 形态 ER 存在于真核细胞中，由单位膜围成的小管、小泡或扁囊连接而成的连续的网状膜系统。内质网种类根据是否附有核糖体：糙面内质网 (RER) 光面内质网 (SER) 合成分泌蛋白质 合成脂类主要功能：一般在蛋白质合成旺盛的细胞， RER较多；参与脂肪代谢的细胞，多为 SER；1. 蛋白质的合成粗面内质网上合成 分泌蛋白 、 膜蛋白 、 细胞器中可溶性驻留蛋白 。其它部位所需蛋白质都是由 游离核糖体 合成。注意： 细胞中蛋白质都是在核糖体上合成的 ， 并都是起始于细胞质基质中。内质网的功能8内膜系统的动态特性2.蛋白质的修饰和加工修饰： 糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成等糖基化 ： 发生在 ER腔面 ，是 在 糖基转移酶 作用下 .N-linked glycosylation（ Asn） 新生肽的折叠与组装非还原性的内腔，易于二硫键形成； p二硫键异构酶（ protein disulfide isomerase， PDI） 切断二硫键，帮助新合成的蛋白重新形成二硫键并处于正确折叠的状态 ；p结合蛋白（ Binding protein， Bip， chaperone） 属于热休克蛋白 Hsp70家族成员 。 3.脂质的合成（ 光面内质网）ER合成细胞所需绝大多数膜脂（包括磷脂和胆固醇）磷脂的转运 方式 :p 出芽 ( budding)： ERGC 、 Ly、 PM p 可溶性的载体蛋白（ phospholipid exchange proteins, PEP）：磷脂分子 +PEP 细胞质基质 靶膜127.2.2 高尔基复合体 高尔基为 意大利科学家 Camillo Golgi在 1898年发现的。13高尔基体的形态结构高尔基体（ Golgi body）是内膜系统的一部分，由许多 扁囊、小泡、大泡 组成，也称高尔基器（ Golgi apparatus）或高尔基复合体（ Golgi complex） 14高尔基复合体的结构 : 高尔基顺面网状结构： (cis-Golgi network, CGN) 顺面、形成面 , 面向核 中间膜囊 (medial cisternae) 高尔基反面网状结构 (trans Golji network,TGN) 外侧面、成熟面化学组成 : 蛋白质、多糖和脂 高尔基复合体的标志酶是 糖基转移酶 。15高尔基体是极性细胞器 p 排列有方向性：顺面 (cis face)或称输入面靠近细胞核；反面 (trans face)或称输出面靠近细胞膜。p 物质转运方向性：物质从一侧进入，另一侧输出 。p 生化极性：高尔基体各膜囊中酶及其它结构成分不同，功能也不相同。16嗜锇反应TPP酶反应CMP酶反应NADP酶反应种标志细胞化学反应17高尔基体的功能 蛋白质运输 蛋白质的糖基化 蛋白质的水解18高尔基体的蛋白运输作用12 319ER驻留蛋白的运输 驻留机制 内质网驻留信号 (ER retention signal):Lys-Asp-Glu-Leu-COO-，即KDEL信号序列 KDEL信号受体 高尔基体膜 : 有识别该信号的受体 ,形成小泡 ,将逃逸的蛋白送回； 内质网膜 :有识别该信号的受体 ,接收逃逸的蛋白；20 GC中蛋白质的糖基化 O-连接的糖基化将糖链转移到多肽链的 丝氨酸、苏氨酸或羟赖氨酸 的 -OH上，称为 O-连接的糖基化。 N-连接的寡聚糖进一步加工：内质网上： 磷酸多萜醇 上的糖基转移到多肽的 天冬酰胺（ Asn）上；高尔基体：加工，切除葡萄糖和部分甘露糖分子，添加特定的单糖，形成成熟的糖蛋白。217.2.3 溶酶体 (lysosome) 动物细胞内的一种细胞器。 是一种异质性(heterogenous)的细胞器 ,呈小球状 ,外面由一层单位膜包被。大小形态各异。 植物细胞中？溶酶体的发现22电子显微镜下的溶酶体23溶酶体膜稳定性 溶酶体的膜上嵌有质子泵，将质子泵入溶酶体，使 H值降低； 溶酶体的膜上具有多种载体蛋白用于水解产物向外转运； 溶酶体的膜蛋白高度糖基化，有利于防止自身膜蛋白的降解； 溶酶体的膜含有能促进膜稳定性的胆固醇。24溶酶体的酶类 种类 : A typical lysosome contains approximately 50 different hydrolytic enzymes The enzymes of a lysosome all have their optimal activity at an acid pH and thus are acid hydrolases（酸性水解酶） , which is approximately 4.6 少量的溶酶体酶泄漏到细胞质基质中会不会引起细胞损伤 ? 酸性磷酸酶 是溶酶体的标志酶。25溶酶体及其酶类核酸酶蛋白酶糖苷酶酯酶磷酸酶硫酸酶磷脂酶26溶酶体的类型 初级溶酶体 (primary lysosome)刚刚从反面 GC形成的小囊泡，仅含有多种酸性水解酶，但没有作用底物。 次级溶酶体 (secondary lysosome)为正在进行或完成消化作用的溶酶体，内含水解酶和相应的底物。 后溶酶体 (post lysosome)（残余体）已失去酶活性，仅留未消化的物质 。根据溶酶体所处的完成其生理功能的不同阶段：27 溶酶体的功能 吞噬作用 (Phagocytosis): 外来物质、衰老、死亡的细胞 自噬作用 (Autophagy)：细胞内