3,线粒体与过氧化物酶体

1、14.4.溶酶体溶酶体(lysosome)动物细胞内的一种细胞器；动物细胞内的一种细胞器；小球状，外面由一层单位膜包被；小球状，外面由一层单位膜包被；溶酶体含有溶酶体含有6060多种水解酶类，在细胞内起消化和保多种水解酶类，在细胞内起消化和保护作用；护作用；当细胞被损伤时，溶酶体可释放出水解酶类，使细当细胞被损伤时，溶酶体可释放出水解酶类，使细胞自溶。胞自溶。2电电子子显显微微镜镜下下的的溶溶酶酶体体3 溶酶体的形态溶酶体的形态 4 溶酶体的发现溶酶体的发现5溶酶体膜稳定性溶酶体膜稳定性6种类种类: :a typical lysosome contains approximately 60 d

2、ifferent hydrolytic enzymes。 the enzymes of a lysosome all have their optimal activity at an acid ph and thus are acid hydrolases, which is approximately 4.6。少量的溶酶体酶泄漏到细胞质基质中并不会引起细少量的溶酶体酶泄漏到细胞质基质中并不会引起细胞损伤。胞损伤。酸性磷酸酶酸性磷酸酶是溶酶体的标志酶。是溶酶体的标志酶。7溶溶酶酶体体及及其其酶酶类类8 初级溶酶体初级溶酶体(primary lysosome)次级溶酶体次级溶酶体(second

3、ary lysosome) 自噬性溶酶体自噬性溶酶体(aotolysosome) 异噬性溶酶体异噬性溶酶体(heterolysosome) 混合性溶酶体混合性溶酶体(ambilysosome)后溶酶体后溶酶体(post lysosome)9plant cell vacuoles10 吞噬作用吞噬作用( (phagocytosis) ) 自噬作用自噬作用(autophagy) 自溶作用自溶作用(autolysis)胚胎发育和形态建成中的作用。胚胎发育和形态建成中的作用。 受精作用受精作用(fertilization) 11phagocytosis and autophagy12异异噬噬作作用用1

4、3自噬作用自噬作用14 溶酶体酶的结构特征溶酶体酶的结构特征: :溶酶体的酶上都有一个特殊的标记溶酶体的酶上都有一个特殊的标记6-6-磷酸甘露糖磷酸甘露糖(mannose 6-phosphate, m6p)。高尔基体外侧网络通过对高尔基体外侧网络通过对m6pm6p的识别将溶酶体的酶分选的识别将溶酶体的酶分选出来。出来。这一标记是溶酶体在粗面内质网合成后通过糖基化和这一标记是溶酶体在粗面内质网合成后通过糖基化和磷酸化添加上去的。磷酸化添加上去的。15溶酶体酶的加工溶酶体酶的加工粗面内质网中进行粗面内质网中进行n n- -连接糖基化，然后转运到高尔连接糖基化，然后转运到高尔基体中进一步加工基体中进

5、一步加工甘露糖甘露糖-6-6-磷酸化磷酸化 n n- -乙酰葡萄糖胺磷酸转移酶乙酰葡萄糖胺磷酸转移酶 (n-acetyglucosamine phosphotransferase) n n- -乙酰葡萄糖苷酶。乙酰葡萄糖苷酶。16溶溶酶酶体体酶酶的的加加工工17信号斑信号斑(signal patch) 是溶酶体酶形成的一个特殊的空间结构，信号是溶酶体酶形成的一个特殊的空间结构，信号斑是由斑是由几段信号肽形成的一个三维结构的表面几段信号肽形成的一个三维结构的表面, , 这几段信号肽聚集在一起这几段信号肽聚集在一起, , 形成一个斑点被形成一个斑点被磷磷酸转移酶酸转移酶识别。识别。18信号斑与信号

6、肽信号斑与信号肽19甘露糖甘露糖 6-6-磷酸标记磷酸标记20初级内体初级内体(early endosome) 次级内体次级内体(late endosome) 次级内体的分拣作用次级内体的分拣作用 curl(compartment of uncoupling of receptor and ligand): 21 22lysosome formation 23 24发现发现: : 黏脂病黏脂病(mucolipidosis) 种类种类: : 溶酶体膜中的糖蛋白溶酶体膜中的糖蛋白: -葡糖脑苷脂酶葡糖脑苷脂酶(-glucocerebrosidedase) 溶酶体膜结合蛋白前体被合成的溶酶体酶溶酶体

7、膜结合蛋白前体被合成的溶酶体酶: 酸性磷酸酶酸性磷酸酶 信号信号:酪氨酸酪氨酸 可能机制可能机制: 25 包涵体细胞病包涵体细胞病(inclusion cell disease)矽肺病矽肺病(cilicosis)糖原贮积症糖原贮积症(glycogen storage disease) 休克休克(shock)2627 细胞分泌概述细胞分泌概述概念概念细胞分泌活动的过程细胞分泌活动的过程 内质网内质网: : 高尔基体高尔基体: : 细胞质膜细胞质膜: :28分泌活动的类型分泌活动的类型组成型分泌途径组成型分泌途径 (constitutive secretory pathway)调节型分泌途径调节型

8、分泌途径 (regulated secretory pathway)29constitutive and regulated secretory pathway30 极性细胞的分泌活动极性细胞的分泌活动31分泌过程中的蛋白质加工分泌过程中的蛋白质加工内质网内质网信号肽切除信号肽切除; ;高尔基体高尔基体分泌泡分泌泡: : 高尔基体蛋白的驻留高尔基体蛋白的驻留32胰岛素原的加工胰岛素原的加工33 胞吐作用胞吐作用(exocytosis)概念概念胞吐作用与分泌活动胞吐作用与分泌活动胞吐作用的意义胞吐作用的意义胞吐作用与膜融合胞吐作用与膜融合34胞胞吐吐作作用用35 膜膜 融融 合合36吞噬作用吞噬

9、作用(phagocytosis) 巨噬细胞巨噬细胞(macrophage) 中性细胞中性细胞(neutrophils)胞吞作用胞吞作用(endocytosis)吞饮作用吞饮作用(pinocytosis) 液相内吞液相内吞(fluid-phase endocytosis) 吸附内吞吸附内吞(absorption endocytosis)37endocytosis38巨噬细胞的吞噬作用巨噬细胞的吞噬作用39中中性性细细胞胞的的吞吞噬噬作作用用40受体受体配体配体(ligand) . .营养物、营养物、 .有害物质有害物质 .免疫物质、免疫物质、.信号物质信号物质内吞过程内吞过程 小窝小窝内吞泡的形

10、成内吞泡的形成初级内体初级内体次级内体次级内体 溶酶体。溶酶体。receptor-mediated endocytosis41受体介导的内吞过程受体介导的内吞过程42 内吞过程中受体与配体的命运内吞过程中受体与配体的命运 受体再循环、配体被降解受体再循环、配体被降解 受体与配体一起再循环受体与配体一起再循环 受体与配体都被降解受体与配体都被降解 转胞吞作用转胞吞作用43 受受 体体 与与 配配 体体 的的 命命 运运44 受体介导的受体介导的ldlldl内吞过程内吞过程45转转铁铁蛋蛋白白46 小泡运输的三个关键问题：小泡运输的三个关键问题： 小泡是如何形成的小泡是如何形成的? ?为什么有些膜

11、整合蛋白能够为什么有些膜整合蛋白能够 被选择性地包入小泡被选择性地包入小泡? ? 不同类型的运输小泡具有什么样的信号标记，这不同类型的运输小泡具有什么样的信号标记，这 些标记如何帮助它们同特定类型细胞器的膜结合些标记如何帮助它们同特定类型细胞器的膜结合? ? 运输小泡的膜同靶膜相互融合的机理是什么运输小泡的膜同靶膜相互融合的机理是什么? ?47被膜小泡被膜小泡(coated vesicles)类型类型 披披网格蛋白小泡网格蛋白小泡(clathrin-coated vesicle) copii被膜小被膜小泡泡(copii coated vesicles) copi被膜被膜小泡小泡(copi co

12、ated vesicles) caveolin( (小窝蛋白小窝蛋白) )48真核细胞内发现的小泡与运输途径真核细胞内发现的小泡与运输途径49被膜小泡运输途径被膜小泡运输途径copii-coated vesicles move materials from the er “forward to the ergic and golgi complex.copi-coated vesicles move materials in a retrograde direction from the ergic and golgi stack “backwards to the er. clathrin-

13、coated vesicles they move materials from the tgn to endosomes, lysosomes, and plant vacuoles. they also move materials from the plasma membrane to cytoplasmic compartments along the endocytic pathway. 50 三种类型被膜小泡运输途径三种类型被膜小泡运输途径51被膜小泡运输的信号及相关性质被膜小泡运输的信号及相关性质52 网格蛋白及被膜亚网格蛋白及被膜亚基基(coat subunits) 二聚体二聚

14、体(dimer): 三联体骨架三联体骨架(triskeliton): 被膜亚基被膜亚基(coat subunits):53网网格格蛋蛋白白54 网格蛋白亚基的装配网格蛋白亚基的装配55披披网网格格蛋蛋白白小小泡泡56 披披网格蛋白小泡的形成网格蛋白小泡的形成 披网格蛋白小窝披网格蛋白小窝(clathrin-coated pit) 披网格蛋白小泡披网格蛋白小泡(clathrin-coated vesicles) 有被小泡有被小泡(coat vesicles) 无被小泡无被小泡(uncoat vesicles) 分子伴侣分子伴侣hsp70hsp70蛋白参与该过程，并且需要蛋白参与该过程，并且需要a

15、tpatp。另外另外caca2+2+也参与了包被的形成和去被的过程。也参与了包被的形成和去被的过程。57clathrin-coated vesicles formation58衔接蛋白衔接蛋白(adaptin)与发动蛋白与发动蛋白 衔接蛋白的作用衔接蛋白的作用 on their outer (cytosolic) surface, the adaptors bind to clathrin molecules, holding the clathrin scaffolding onto the surface of the vesicle. on their inner surface, th

16、e adaptors bind to sorting signals in the cytosolic tails of integral membrane proteins. 衔接蛋白的种类衔接蛋白的种类 ap1: :识别识别m6pm6p受体受体 ap2: :识别细胞质膜受体识别细胞质膜受体59衔衔接接蛋蛋白白的的作作用用60ap2ap2在网格蛋白小泡装配中的作用在网格蛋白小泡装配中的作用61发动蛋白发动蛋白(dynamin) 发动蛋白在网格蛋白小泡形成过程中同出芽的颈部发动蛋白在网格蛋白小泡形成过程中同出芽的颈部结合，一旦小泡装配完成，发动蛋白立即水解其本结合，一旦小泡装配完成，发动蛋白立

17、即水解其本身结合的身结合的gtpgtp从而将小泡与质膜切离。从而将小泡与质膜切离。62 发发 动动 蛋蛋 白白 的的 作作 用用636.36.3 cop-被膜小泡形成的机理被膜小泡形成的机理small gtp-binding proteins单体单体g蛋白蛋白(monomeric gtp-binding protein)活性调节活性调节 鸟嘌呤核苷释放蛋白鸟嘌呤核苷释放蛋白(guanine- nucleotide-releasing protein, gnrp) gtp酶激活蛋白酶激活蛋白(gtpase-activating protein, gap)64types arf :assembly

18、 reaction factor, 参与参与copi被膜小泡的装配被膜小泡的装配sar1 参与参与copii被膜小泡的装配被膜小泡的装配功能功能 which appear to regulate the binding of coat proteins to the membrane. 65arfarf在在copcop被膜小泡形成中作用被膜小泡形成中作用66copii-copii-被膜小泡的形成被膜小泡的形成676.4 6.4 小泡的定向运输、停靠和融合机理小泡的定向运输、停靠和融合机理snare hypothesisnsf (n-ethylmaleimide-sensitive fusion

19、 protein，nsf)snap (可溶性可溶性nsf附着蛋白，附着蛋白，soluble nsf attachment protein，snap) v-snare(vesicle-snap receptor) t-snare(target-snap receptor)68小泡运输的导航标志小泡运输的导航标志69rab-proteinthe rab proteins are a family of small gtp-binding proteins that are related to the ras proteins.more than 30 different rab proteins have been identified and shown to function in specific vesicle transport processes. they may function in several steps of vesicle trafficking, including interacting with snares to regulate and facilitate the