内膜系统.ppt

第七章内膜系统endomenbranesystem,刘艳平,?,?,内膜系统：指位于细胞质内，在结构，功能乃至发生上有一定联系的膜性结构的总称。意义：为细胞提供了足够的表面积，各种重要生命活动区域化。,内质网,高尔基复合体,溶酶体,过氧化物酶体各种转运小泡,线粒体?,内质网,Endoplasmicreticulum,主要内容：,一、形态结构二、类型(重点)三、化学组成四、功能(重点)五、病理变化,核膜外层,一.内质网的形态结构,内质网,由一层单位膜围成的形状大小不同的小管，小泡，扁囊状结构，相互连接形成一个连续的网状膜系统。,小管,小泡,扁囊状,细胞膜,核膜,内质网,细胞膜,内质网腔：是由内质网膜围成的腔。,内质网膜：厚度约5-6nm，面积占整个内膜系统的一半左右。,胞质面腔面,(一)内质网的三种基本状态：1.扁囊状：最常见,形状扁而长，排列整齐相互连通成网。2.小泡状：可能是过渡型内质网，或出现在特殊生理状态和病变的细胞内。3.小管状：呈分支而细长的管,互相连通,交错成复杂的网状。,(二）内质网的形态差异,生理变化饥饿、缺氧、肝炎、药物等影响,内质网会发生相应的变化，出现囊泡化。,不同发育阶段分化低的细胞则内质网小、不发达；分化高的细胞则内质网数量增多、结构复杂。,单位结构存在情况一些细胞，小管、小囊、扁平囊都存在；而某些细胞只存在其中一种或两种。,二、内质网的类型依据不同的形态结构特征，可将内质网划分为两种基本类型：粗面内质网（roughendoplasmicreticulum,RER）滑面内质网（smoothendoplasmicreticulum,SER）,核糖体,粗面内质网,滑面内质网,粗面内质网,滑面内质网,特点膜表面附着大量颗粒状的核糖体，常由板层状排列的扁平囊构成，腔内有蛋白质等物质。,动态,可变（形态、大小、数量和附着的核糖体数目）。,（一）粗面内质网,特点表面光滑无核糖体附着，通常由分支小管或圆形小泡组成。,某些特化细胞中，滑面内质网非常丰富。例如肌细胞的肌质网。,（二）滑面内质网,两种内质网的分布根据细胞类型的不同而不同,胰腺外分泌细胞,全为粗面内质网,肌细胞,全为滑面内质网,肾上腺皮质细胞两者均存在,三、内质网的化学组成,微粒体(microsome),用蔗糖密度梯度离心方法,从细胞匀浆中分离出细胞器的碎片，得到由膜围成的直径100nm左右的封闭小泡，称为微粒体。,粗面微粒体：粗面内质网滑面微粒体：滑面内质网高尔基复合体线粒体细胞膜,（一）脂类和蛋白质是主要化学成分1.脂类和蛋白质二者比例大约为1:2。2.内质网膜类脂双分子层组成以磷酯含量最多。,（二）内质网膜含有诸多酶系主要包括：与解毒功能相关的氧化反应电子传递酶系与脂类代谢反应相关的酶类与碳水化合物代谢反应相关的酶类与蛋白质加工转运的酶类,标志酶：葡萄糖-6-磷酸酶（G-6-）,四、内质网的主要功能（一）粗面内质网的功能与外输性蛋白质的合成、加工修饰及转运过程密切相关：核糖体附着的支架蛋白质在内质网腔内的修饰多肽链的折叠与装配蛋白质的运输,多聚核糖体模式图,在进行蛋白质合成时，多个核糖体被一条mRNA链串联在一起，成为合成蛋白质的功能团，称为多聚核糖体。,1.作为核糖体附着的支架，参与蛋白质的合成,蛋白质合成时，为什么有的核糖体能与内质网膜结合？是什么机制引导核糖体与内质网的结合？合成后的蛋白质怎样穿过内质网膜进入腔,并进行加工？,The1999NobelPrizeinPhysiologyorMedicine,GnterBlobel,信号假说-1975年-Bloble提出,信号密码：（signalcodon）信号肽（signalpeptide）信号识别颗粒(signalrecognitionparticle,SRP)SRP受体(SRPreceptor)核糖体结合蛋白（ribophorin）,信号密码：signalcodon在mRNA的5端起始密码AUG之后，一组编码特殊氨基酸序列的密码，称为信号密码。,信号肽：signalpeptide当蛋白质合成时，先在游离核糖体上由信号密码翻译出一段由18-30个氨基酸组成的肽链，称为信号肽。,识别信号肽区域,与核糖体的A位点结合的区域,53,7sRNA,信号识别颗粒,信号识别颗粒(SRP)：signalrecognitionparticle存在于细胞质基质中，由6条多肽链和一个7sRNA分子组成。能够识别信号肽，并与核糖体结合，形成SRP-核糖体复合体。,内质网腔,细胞质,SRP受体,信号识别颗粒,(SRP),核糖体结合蛋白,tRNA,A,P,核糖体,mRNA,信号肽,A,信号假说,2.蛋白质的修饰,新生肽链进入内质网腔之后，要经过各种不同的修饰和正确的折叠之后才能运送到其他的部位。,蛋白质的糖基化：是指单糖或寡糖与蛋白质共价结合形成糖蛋白的过程。,糖基化方式,N-连接的寡糖蛋白：发生在内质网腔内。,O-连接的寡糖蛋白：发生在高尔基复合体内。,O-连接的寡糖蛋白,N-连接的寡糖蛋白,蛋白质和寡糖的连接方式,N-连接糖基化寡糖连接在蛋白质的天冬酰氨残基侧链上的氨基上。,O-连接糖基化寡糖连接在蛋白质的丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸等残基侧链的羟基上。,甘,甘,甘,甘,甘,甘,甘,甘,甘,RER腔,RER膜,糖基转移酶,3、新生肽链的折叠与装配,PDI蛋白二硫键异构酶,结合蛋白（Bip）同未折叠蛋白质的疏水氨基酸结合，防止蛋白质不正确折叠和聚合，并促使它们重新折叠和装配。,4.蛋白质的转运,分泌蛋白膜蛋白驻留蛋白溶酶体酶,分泌蛋白的合成,1）分泌蛋白质的转运,1）分泌蛋白质的转运,分泌蛋白进入内质网腔,糖基化,高尔基复合体,修饰加工,分泌泡,细胞外,运输小泡,细胞外,糖基化,2）跨膜蛋白的膜转移,单次跨膜蛋白多次跨膜蛋白,内信号肽作为起始转移信号启动多肽链的转移，当内信号肽到达转移器时，则保留在内质网膜的脂质双层中，成为单次跨膜的-螺旋结构。,内信号肽（internalsignalpeptide）,膜蛋白的合成,起始转移信号(starttransfersignal）信号肽除了引导核糖体到内质网上外，还具有作为肽链穿过内质网膜进行转移的作用。,停止转移信号（stoptransfersignal）肽链中有些序列与内质网膜有很强的亲和力而能结合在内质网膜中，这段序列不再转移到内质网腔中。,协同翻译插入,多次穿膜蛋白,3）驻留蛋白,带有驻留信号（retentonsignal)-Lys(赖）-Asp（天冬）-Glu（谷）-Leu（亮）-COO-，（KDEL序列）。,例,蛋白二硫键异构酶结合蛋白,作用,能对新生成的肽链进行修饰、转运和折叠等。,（二）滑面内质网的功能,脂类的合成与转运糖原代谢解毒作用Ca2+的储存及调节,1.脂类的合成与转运,(1)合成过程,CoA,CoA,CoA,CoA,甘油-3-磷酸,甘油-3-磷酸,酰基转移酶,(1)合成过程,CoA,CoA,CoA,CoA,甘油-3-磷酸,甘油-3-磷酸,酰基转移酶,磷酸酶,磷脂酸,(1)合成过程,CoA,CoA,CoA,CoA,甘油,甘油-3-磷酸,酰基转移酶,磷酸酶,Pi,C,P,P,胆碱,胆碱磷酸转移酶,双酰甘油,(1)合成过程,CoA,CoA,CoA,CoA,甘油,甘油-3-磷酸,酰基转移酶,磷酸酶,Pi,C,P,P,胆碱,胆碱磷酸转移酶,磷脂酰胆碱,(2)脂类分子合成后的转运,（2）脂类分子合成后的转运,（2）脂类分子合成后的转运,（2）脂类分子合成后的转运,（2）脂类分子合成后的转运,（2）脂类分子合成后的转运,（2）脂类分子合成后的转运,（2）脂类分子合成后的转运,（2）脂类分子合成后的转运,翻转：从细胞质基质面“翻转”到腔面的膜层中。,磷脂转移蛋白：转运至线粒体和过氧化物酶体上。,运输小泡：转运到高尔基复合体，溶酶体和细胞膜上。,2、糖原代谢,合成代谢,证明有关：动物绝食，SER变化,证明无关：SER无尿苷二磷酸葡萄糖-糖原转移酶,分解代谢,SER上有葡萄糖-6-磷酸酶,糖原,葡萄糖-6-磷酸,葡萄糖-6-磷酸酶,葡萄糖,磷酸,进入内质网腔