细胞生物学总结(复习重点)——7.内膜系统、蛋白质分选、膜泡运输.doc

1、细胞质基质：真核细胞的细胞质中除去细胞器和内含物以外的、较为均质半透明的液态胶状物称为细胞质基质或胞质溶胶。 4、内膜系统：细胞内在结构、功能乃至发生上相关的、由膜围绕的细胞器或细胞结构的统称，主要包括内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体、分泌泡等。 2、微粒体：为了研究ER的功能，常需要分离ER膜，用离心分离的方法将组织或细胞匀浆，经低速离心去除核及线粒体后，再经超速离心，破碎ER的片段又封合为许多小囊泡（直径约为100nm），这就是微粒体。 3、糙面内质网：细胞质内有一些形状大小略不相同的小管、小囊连接成网状，集中在胞质中，故称为内质网。内质网膜的外表面附有核糖体颗粒，则为糙面内质网，为蛋白质合成的部位。核糖体附着的膜系多为扁囊单位成分，普遍存在于分泌蛋白质的细胞中，其数量随细胞而异，越是分泌旺盛的细胞中越多。 5、分子伴侣：细胞中，这类蛋白能识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽，并与多肽的一定部位相结合，帮助这些多肽的转移、折叠或组装，但其本身并不参与最终产物的形成。 6、溶酶体：溶酶体几乎存在于所有的动物细胞中，是由单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类、形态不一、执行不同生理功能的囊泡状细胞器，主要功能是进行细胞内的消化作用，在维持细胞正常代谢活动及防御方面起重要作用。 7、残余小体：在正常情况下，被吞噬的物质在次级溶酶体内进行消化作用，消化完成，形成的小分子物质可通过膜上的载体蛋白转运至细胞质中，供细胞代谢用，不能消化的残渣仍留在溶酶体内，此时的溶酶体称为残余小体或三级溶酶体或后溶酶体。残余小体有些可通过外排作用排出细胞，有些则积累在细胞内不被排出，如表皮细胞的老年斑、肝细胞的脂褐质。 8、蛋白质分选：细胞中绝大多数蛋白质均在细胞质基质中的核糖体上开始合成，随后或在细胞质基质中或转至糙面内质网上继续合成，然后，通过不同途径转运到细胞的特定部位并装配成结构与功能的复合体，参与细胞的生命活动的过程。又称定向转运。 9、信号假说：蛋白合成的位置是由其N端氨基酸序列决定的。分泌蛋白在N端含有一信号序列，称信号肽，由它指导在细胞质基质开始合成的多肽和核糖体转移到ER膜；多肽边合成边通过ER膜上的水通道进入ER腔。这就是“信号假说”。 10、共转移：肽链边合成边转移至内质网腔中的方式称为共转移。 11、后转移：蛋白质在细胞质基质中合成以后再转移到这些细胞器中，称为后转移。 12、信号肽：分泌蛋白的N端序列，指导分泌性蛋白到内质网膜上合成，在蛋白合成结束前信号肽被切除。 13、信号斑：在蛋白质折叠起来时其表面的一些原子特异的三维排列构成信号斑，构成信号斑的氨基酸残基在线性氨基酸序列中彼此相距较远，它们一般是保留在已完成的蛋白中,折叠在一起构成蛋白质分选的信号。简述细胞质基质的功能。答：物质中间代谢的重要场所；有细胞骨架的功能；蛋白质的合成、修饰、降解和折叠。1.粗面内质网和滑面的比较在rER完成(1).蛋白质的合成：分泌蛋白；膜整合蛋白；内膜系统各种细胞器内的可溶性蛋白(2).酰基化、羟基化、二硫键形成、糖基化：主要进行的是N-连接的糖基化、发生在合成肽链的天冬酰胺的氮原子上，与之接触的糖为N-乙酰葡萄糖胺；少数糖基化为，发生在丝氨酸/苏氨酸或羟赖氨酸/羟脯氨酸羟基的氧原子上，直接接触的糖为N-乙酰半乳糖胺。(3).蛋白二硫键异构酶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；Bip蛋白防止未折叠的多肽链不正确的折叠和聚合；防止新合成的蛋白质在转运过程中变性或断裂。sER内进行（1）.脂类的合成 ：合成动物细胞所需绝大多数膜脂，包括磷脂和胆固醇；（磷脂合成酶是ER膜整合蛋白，活性部位朝向细胞质基质一侧，磷脂合成好后转向ER腔面；磷脂从ER向其它膜的转运通过两种方式a.出芽融合：高尔基体、溶酶体、细胞膜；b.通过磷脂转换蛋白：线粒体、过氧化物酶体。）（2）.sER的解毒作用（肝细胞）:sER含有丰富的氧化酶系统(如细胞色素P450)，能使许多有害物质解毒，转化为易于排出的物质。（3）.葡萄糖释放（肝细胞）:ER中的葡萄糖-6-磷酸酶能够将葡萄糖-6-磷酸水解为葡萄糖和磷酸，释放游离的葡萄糖进入血液；葡萄糖-6-磷酸酶是ER的标志酶。(4).类固醇激素的合成（分泌类固醇激素的细胞）。(5).Ca2+浓度的调节作用（心肌、骨骼肌细胞）2.细胞内蛋白质合成及去向：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游离核糖体。在rER完成蛋白质的合成 分泌蛋白；膜整合蛋白；内膜系统各种细胞器内的可溶性蛋白。其它的多肽是在细胞质基质中游离核糖体上合成的，包括：细胞质基质中的驻留蛋白、质膜外周蛋白、核输入蛋白、转运到线粒体、叶绿体和过氧物酶体的蛋白3. 影响内质网细胞核信号转导的三种因素： 内质网腔内未折叠蛋白的超量积累。 折叠好的膜蛋白的超量积累。内质网膜上膜脂成份的变化主要是固醇缺乏4.高尔基体结构：是由扁平膜囊和大小不等的囊泡构成 顺面 反面 嗜锇反应 TPP酶CMP酶和NADP酶反应（1）高尔基体顺面网状结构 a蛋白丝氨酸残基发生O-连接糖基化； b跨膜蛋白在细胞质基质一侧结构域的酰基化； c日冕病毒的装配(2)高尔基体反面网状结构 a TGN中的低pH值； b TGN的主要功能：参与蛋白质的分类与包装、运输；某些“晚期”的蛋白质修饰，在蛋白质与脂类的转运过程中的“瓣膜”作用，保证单向转运 5、 高尔基体的功能 （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到上皮细胞游离端的质膜溶酶体酶的分选：M6P到 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。(2)蛋白质的糖基化及其修饰a.蛋白质糖基化类型N-连接的：糙面内质网合成，来自同一个寡糖前体，与之结合的氨基酸残基是天冬酰胺，最终长度至少5个糖残基，第一个糖残基是N-乙酰葡萄糖胺O-连接的：糙面内质网或高尔基体合成，一个个单糖加上去，与之结合的氨基酸残基是丝氨酸、苏氨酸、羟赖氨酸、羟脯氨酸，最终长度一般1-4个糖残基，但ABO血型抗原较长，第一个糖残基是N-乙酰半乳糖胺等b.蛋白质糖基化的特点及其生物学意义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;糖基化的主要作用是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。 （3）蛋白聚糖在高尔基体中组装（4）植物细胞中高尔基体合成和分泌多种多糖6、溶酶体是怎样发生的？它有哪些基本功能？答：溶酶体几乎存在于所有的动物细胞中，是由单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类、形态不一、执行不同生理功能的囊泡状细胞器，主要功能是进行细胞内的消化作用，在维持细胞正常代谢活动及防御方面起重要作用。依赖于M6P 的分选途径的效率不高，部分溶酶体酶通过运输小泡直接分泌到细胞外；在细胞质膜上也存在依赖于钙离子的M6P受体，同样可与胞外的溶酶体酶结合，通过受体介导的内吞作用，将酶送至前溶酶体中，M6P受体返回细胞质膜，反复使用。还存在不依赖于M6P的分选途径（如酸性磷酸酶、分泌溶酶体的perforin和granzyme）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（自体吞噬）。（2）防御功能（病原体感染刺激单核细胞分化成巨噬细胞而被吞噬、消化）（异体吞噬）（3）其它重要的生理功能 a作为细胞内的消化器官为细胞提供营养b分泌腺细胞中，溶酶体摄入分泌颗粒参与分泌过程的调节；c参与清除赘生组织或退行性变化的细胞；d受精过程中的精子的顶体作用。7.过氧化物酶体：（1）与溶酶体区别：标志酶，需氧，分裂与组装形成（2）功能：动物细胞（肝细胞或肾细胞）中过氧化物酶体可氧化分解血液 中的有毒成分，起到解毒作用。过氧化物酶体中常含有两种酶： 依赖于黄素（FAD）的氧化酶，其作用是将底物氧化形成H2O2； 过氧化氢酶，作用是将H2O2分解，形成水和氧气。过氧化物酶体分解脂肪酸的B氧化。在植物细胞中过氧化物酶体的功能：催化CO2固定反应副产物的氧化，即所谓光呼吸反应； 乙醛酸循环的反应，过氧化物酶体降解储存的脂肪酸形成葡萄糖。（3）过氧化物酶体的发生 过氧化物酶体经分裂后形成子代的细胞器，子代的过氧化物酶体还需要进一步装配形成成熟的细胞器。组成过氧化物酶体的蛋白均由核基因编码，主要在细胞质基质中合成，然后转运到过氧化物酶体中。 过氧化物酶体的膜脂可能在内质网上合成后转运而来。内质网也参与过氧化物酶体的发生8、信号假说的主要内容是什么？分泌蛋白在N端含有一信号序列，称信号肽，由它指导在细胞质基质开始合成的多肽和核糖体转移到ER膜；多肽边合成边通过ER膜上的水通道进入ER腔，在蛋白合成结束前信号肽被切除。指导分泌性蛋白到糙面内质网上合成的决定因素是N端的信号肽，信号识别颗粒（SRP）和内质网膜上的信号识别颗粒受体（又称停泊蛋白docking protein， DP）等因子协助完成这一过程。9、何为蛋白质分选？细胞内蛋白质分选的基本途径、分选类型是怎样的？蛋白质的分选：细胞中绝大多数蛋白质均在细胞质基质中的核糖体上开始合成，随后或在细胞质基质中或转至糙面内质网上继续合成，然后，通过不同途径转运到细胞的特定部位并装配成结构与功能的复合体，参与细胞的生命活动的过程。又称定向转运。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。基本途径：一条是在细胞质基质中完成多肽链的合成，然后转运至膜围绕的细胞器，如线粒体、叶绿体、过氧化物酶体、细胞核及细胞质基质的特定部位，有些还可转运至内质网中；另一条途径是蛋白质合成起始后转移至糙面内质网，新生肽边合成边转入糙面内质网腔中，随后经高尔基体转运至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外，内质网与高尔基体本身的蛋白成分的分选也是通过这一途径完成的。蛋白质分选的四种基本类型：1、蛋白质的跨膜转运：主要指在细胞质基质合成的蛋白质转运至内质网、线粒体、叶绿体和过氧化物酶体等细胞器。2、膜泡运输：蛋白质通过不同类型的转运小泡从其糙面内质网合成部位转运至高尔基体进而分选运至细胞不同的部位。3、选择性的门控转运：指在细胞质基质中合成的蛋白质通过核孔复合体选择性地完成核输入或从细胞核返回细胞质。4、细胞质基质中的蛋白质的转运。10膜泡运输：（1）.网格蛋白包被小泡负责蛋白质 a从高尔基体TGN到质膜、胞内体或溶酶体和植物液泡运输b在受体介导的细胞内吞 质膜到内吞泡(细胞质) 到 胞内体 到 溶酶体运输c高尔基体TGN是网格蛋白包被小泡形成的发源地 (2).COPII包被小泡负责从内质网到高尔基体的物质运输；COPII包被小泡具有对转运物质的选择性并使之浓缩。 （3）.COPI包被小泡 COPI-包被小泡行使GolgiER逆行转运 11.内膜系统各种细胞器在结构和功能上的联系生物膜 指细胞内的化学组成相似、基本结构大致相同的膜的统称。包括细胞膜、核膜及细胞器的膜。 生物膜系统是 细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜围绕而成的细胞器，在结构和功能上是紧密联系的统一整体，它们形成的结构体系，叫做细胞的生物膜系统。 结构上的联系：真核细胞中，内质网外连细胞膜，内连核膜，中间还与许多细胞器膜相连，其内质网腔还与内外两层核膜之间的腔相通，从而使细胞结构之间相互联系，成为一个统一整体；此外，高尔基体膜，内质网膜，细胞膜，还是可以相互转化的：内质网膜 高尔基体膜 细胞膜。由此可见，细胞内的生物膜在结构上具有一定的连续性功能上的联系 膜融合是细胞融合（如植物体细胞杂交，高等生物的受精过程）的关键，也与大分子物质进出细胞的内吞作用和外排作用密切相关，通过膜之间的联系，使细胞内各种细胞器在独立完成各自生理功能的同时，又能有效的协调工作，保证细胞生命活动的正常进行。例如分泌