《高尔基复合体》PPT课件.ppt

第三节 高尔基复合体,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,一.高尔基体的形态结构,组成：排列较为整齐的扁平膜囊和大小不等的囊泡 极性： 位置与方向：比较恒定 物质运输：一侧进入，另一侧输出 生化极性：1）扁囊弯曲成凸面又称形成面（forming face） 或顺面（cis face）2）面向质膜的凹面（concave）又称成熟面（mature face）或反面（trans face）,高尔基体各部膜囊四种标志细胞化学反应,嗜锇反应的高尔基体的cis面膜囊。 焦磷酸硫胺素酶（TPP酶）化学反应，显示反面的12层膜囊。 胞嘧啶单核苷酸酶（CMP酶）的细胞化学反应，显示靠近反面的一些膜囊状和管状结构。 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸酶（NADP酶）的细胞化学反应，显示中间几层扁平膜。 biology,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 cell,高尔基体的4个组成部分,高尔基体顺面网状结构（cis-Golgi network，CGN） 高尔基体中间膜囊（medial Golgi） （1）多数糖基修饰； （2）糖脂的形成； （3）与高尔基体有关的多糖的合成 高尔基体反面网状结构（trans Golgi network，TGN） 周围大小不等的囊泡 顺面囊泡ERGIC(ER-Golgi intermediate compartment) 反面体积较大的分泌泡与分泌颗粒 biology,位置及形态：TGN位于反面的最外层，与反面的扁平膜囊相连，另一侧伸入反面的细胞质中，形态呈管网状，并有囊泡与之相连。,主要功能：参与蛋白质的分类与包装，最后从高尔基体中输出，某些晚期的蛋白质修饰也发生在TGN中。 cell,高尔基体与细胞骨架关系密切，在非极性细胞中，高尔基体分布在的负端微管组织中心处。高尔基的膜囊上存在马达蛋白细胞质臂动蛋白（cytoplasmic dynein）和动力蛋白（kinesin），又存在微丝的马达蛋白几种肌球蛋白（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。 cell,二、 高尔基体的功能,高尔基体与细胞的分泌活动 蛋白质的糖基化及其修饰 蛋白酶的水解和其他加工过程,高尔基体与细胞的分泌活动,蛋白质的分选及其转运的信息仅存在于编码该蛋白质的基因本身 流感病毒囊膜蛋白特异性地转运上皮细胞游离端的质膜 水泡性口炎病毒囊膜蛋白特异性地转运上皮细胞基底面的质膜 水泡性口炎病毒囊膜蛋白等膜蛋白在胞质基质侧的双酸分选信号，Asp-X-Gln或DXE）起重要的作用 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。,蛋白质的糖基化及其修饰,蛋白质糖基化类型 蛋白质糖基化的特点及其生物学意义,蛋白质糖基化类型,特征 N-连接 O-连接 合成部位 糙面内质网 糙面内质网 或高尔基体 合成方式 来自同一个寡糖前体 一个个单糖加上去 与之结合的氨基酸残基 天冬酰胺 丝、苏、羟赖、羟脯 最终长度 至少5个糖残基 一般14个糖残基（ABO） 第一个糖残基 N-乙酰葡萄糖胺 N-乙酰半乳糖胺等,蛋白质糖基化的特点及其生物学意义,特点：糖蛋白寡糖链的合成与加工都没有模板，靠不同的酶在细胞不同间隔中经历复杂的加工过程才能完成。 糖基化的主要作用：蛋白质在成熟过程中折叠成正确构象和增加蛋白质的稳定性；多羟基糖侧链影响蛋白质的水溶性及蛋白质所带电荷的性质。对多数分选的蛋白质来说，糖基化并非作为蛋白质的分选信号。 进化上的意义：寡糖链具有一定的刚性，从而限制了其它大分子接近细胞表面的膜蛋白，这就可能使真核细胞的祖先具有一个保护性的外被，同时又不象细胞壁那样限制细胞的形状与运动。,蛋白聚糖在高尔基体中组装,它是由一个或多个糖胺聚糖结合到核心蛋白的丝氨酸残基上。 与丝氨酸残基相连的是木糖，而不是N乙酰半乳糖胺 植物细胞中，高尔基体合成和分泌多糖。,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方式 不同的多肽采用不同的加工方式的原因 硫酸化作用,蛋白质在高尔基体中酶解加工的方式,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 。 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。,不同的多肽采用不同的加工方式的原因,确保小肽分子的有效合成； 弥补缺少包装并转运到分泌泡中的必要信号； 有效地防止这些活性物质在合成它的细胞内起作用。,硫酸化作用,硫酸化反应的硫酸根供体，是3-磷酸腺苷-5-磷酸硫酸（PAPS），它从细胞质基质中转入高尔基体膜囊内，在酶的催化下，将硫酸根转移到肽链中酪氨酸残基的羟基上。 硫酸化的蛋白质主要是蛋白聚糖。 cell,三、高尔基体与细胞内的膜