细胞生物学内质网学习教案

1、会计学1第一页，共45页。内质网的形态(xngti)结构内质网的类型(lixng)内质网的化学组成内质网的功能内质网的病理变化12345第1页/共44页第二页，共45页。内质网是由一层单位膜所形成的形状大小内质网是由一层单位膜所形成的形状大小(dxio)不同的小管、小囊或扁平囊构成不同的小管、小囊或扁平囊构成单位(dnwi)结构小管、小囊、扁平囊小管、小囊、扁平囊这是连续的网状膜系统这是连续的网状膜系统第2页/共44页第三页，共45页。由内质网所围成的空腔为由内质网所围成的空腔为内质网腔内质网腔其与细胞质通过内质网膜其与细胞质通过内质网膜进行物质进行物质(wzh)交换交换与高尔基复合体则是通过

2、与高尔基复合体则是通过运输小泡运输小泡第3页/共44页第四页，共45页。内质网与外层内质网与外层(wi cn)核膜是相连续的核膜是相连续的内质网腔与两层核膜之间的腔也是连续的内质网腔与两层核膜之间的腔也是连续的故有人将内质网、核膜、高尔基复合体统称为液泡系统故有人将内质网、核膜、高尔基复合体统称为液泡系统腔面腔面基质基质(j zh)面面第4页/共44页第五页，共45页。内质网形态变化大，其形态、数量和分布在各个内质网形态变化大，其形态、数量和分布在各个(gg)细胞中不同，常与细胞的类型、生理功能细胞中不同，常与细胞的类型、生理功能状态、分布程度以及环境条件有关状态、分布程度以及环境条件有关特点

3、特点(tdin)分化程度低、生长分化程度低、生长(shngzhng)快的细胞内质快的细胞内质网相对不发达网相对不发达分化程度高、生长缓慢的细胞内质网相对发达分化程度高、生长缓慢的细胞内质网相对发达第5页/共44页第六页，共45页。二、内质网的类型(lixng)粗面内质网滑面内质网12第6页/共44页第七页，共45页。1、粗面内质网表面粗糙，含有表面粗糙，含有(hn yu)大量核糖体大量核糖体粗面内质网是一种粗面内质网是一种(y zhn)动态细胞器动态细胞器细胞分泌旺盛期，粗面内质网增加细胞分泌旺盛期，粗面内质网增加;细胞分泌静止期，粗面内质网减少。细胞分泌静止期，粗面内质网减少。第7页/共44

4、页第八页，共45页。干细胞干细胞未成熟、未分化的细胞未成熟、未分化的细胞(xbo)粗面内质网不发达，如干细胞粗面内质网不发达，如干细胞(xbo)、胚胎细胞、胚胎细胞(xbo)小鼠乳腺癌细胞小鼠乳腺癌细胞(xbo)分化分化(fnhu)程度高、生长慢的肿瘤细胞其粗面内质网发达程度高、生长慢的肿瘤细胞其粗面内质网发达第8页/共44页第九页，共45页。病理病理(bngl)状态下脱粒的内质网状态下脱粒的内质网解聚脱粒(tu l)粗面内质网上核糖体失去有规则的排列粗面内质网上核糖体失去有规则的排列(pili)现象现象核糖体从内质网上脱落游离到细胞质基质中核糖体从内质网上脱落游离到细胞质基质中第9页/共44

5、页第十页，共45页。2、滑面内质网滑面内质网表面无核糖体、光滑平整。很少有扁平囊常由分支滑面内质网表面无核糖体、光滑平整。很少有扁平囊常由分支(fnzh)小管或圆形小泡构成小管或圆形小泡构成在某些特化细胞在某些特化细胞(xbo)中滑面内质网十分中滑面内质网十分丰富，如合成类固醇激素的间质细胞丰富，如合成类固醇激素的间质细胞(xbo)、肾上腺皮质细胞、肾上腺皮质细胞(xbo)、以及、以及胃壁细胞胃壁细胞(xbo)、皮脂腺细胞、皮脂腺细胞(xbo)、肌细胞肌细胞(xbo)滑面内质网滑面内质网心肌细胞和骨骼肌细胞中的滑面内质网特化成肌心肌细胞和骨骼肌细胞中的滑面内质网特化成肌质网；质网；它能将细胞质

6、基质中的它能将细胞质基质中的Ca2+泵入其中储存起来，泵入其中储存起来，接受神经冲动刺激后通过释放和回收接受神经冲动刺激后通过释放和回收Ca2+来调来调节肌肉节肌肉(jru)收缩收缩第10页/共44页第十一页，共45页。三、内质网的化学(huxu)组成获取获取(huq)内质网：将组织或内质网：将组织或细胞匀浆后，通过超速离心可得细胞匀浆后，通过超速离心可得到球形封闭的小泡结构，即微粒到球形封闭的小泡结构，即微粒体（对内质网的研究大部分来自体（对内质网的研究大部分来自微粒体）微粒体）所谓匀浆就是所谓匀浆就是(jish)用匀浆用匀浆机将动植物组织打散并研磨机将动植物组织打散并研磨成均匀的糊状物成均

7、匀的糊状物微粒体分为微粒体分为粗面微粒体粗面微粒体（其外附着有内质（其外附着有内质网）和网）和滑面微粒体滑面微粒体蔗糖梯度离心蔗糖梯度离心两者分离两者分离由微粒体得知由微粒体得知内质网由蛋白质内质网由蛋白质(约占约占1/3）和脂类（约占和脂类（约占2/3）组成）组成脂类中以磷脂最多：其中脂类中以磷脂最多：其中又以卵磷脂最多、鞘磷脂又以卵磷脂最多、鞘磷脂最少最少所谓匀浆就是用匀浆所谓匀浆就是用匀浆机将动植物组织打散机将动植物组织打散并研磨成均匀的糊状并研磨成均匀的糊状物物内质网中的蛋白质含内质网中的蛋白质含量比质膜多，膜上含量比质膜多，膜上含有大量的酶有大量的酶第11页/共44页第十二页，共45

8、页。内质网的酶 标志(biozh)酶葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶参与参与(cny)糖代谢糖代谢葡萄糖一葡萄糖一6一磷酸酶一磷酸酶(glucose一一6一一phosphatase G-6-pase)是一种水解是一种水解磷酸化合物的磷酸酶。通过磷酸化合物的磷酸酶。通过(tnggu)水解葡萄糖一水解葡萄糖一6一磷酸释放葡萄糖一磷酸释放葡萄糖来控制葡萄糖释放入血的量。又可通过来控制葡萄糖释放入血的量。又可通过(tnggu)其磷酸转移酶活性来合其磷酸转移酶活性来合成葡萄糖一成葡萄糖一6一磷酸，由此可见该酶是糖代谢的关键酶一磷酸，由此可见该酶是糖代谢的关键酶 并且内质网上的核糖体就是这种葡萄糖构成的并且

9、内质网上的核糖体就是这种葡萄糖构成的含量最大的酶含量最大的酶细胞色素细胞色素P450第12页/共44页第十三页，共45页。粗面内质网的功能(gngnng)滑面内质网的功能(gngnng)内质网复杂的膜性结构将细胞质基质分隔成许多不同的区域，使细胞内的代谢反应在特定的环境中进行。同时，它使细胞在有限的空间内建立起庞大的膜表面，非常有利于酶的分布及各种反应高效地进行内质网复杂的膜性结构将细胞质基质分隔成许多不同的区域，使细胞内的代谢反应在特定的环境中进行。同时，它使细胞在有限的空间内建立起庞大的膜表面，非常有利于酶的分布及各种反应高效地进行第13页/共44页第十四页，共45页。蛋白质合成(hchn

10、g)蛋白质修饰(xish)蛋白质转运新生肽链折叠与装配第14页/共44页第十五页，共45页。分泌(fnm)蛋白膜蛋白驻留(zh li)蛋白溶酶体蛋白第15页/共44页第十六页，共45页。游离游离(yul)的核糖体如何附着的内质网上？新合成的核糖体如何附着的内质网上？新合成的蛋白质肽链又如何被转移到内质网腔中？的蛋白质肽链又如何被转移到内质网腔中？有人提出了信号假说有人提出了信号假说第16页/共44页第十七页，共45页。核糖体与内质网的结合核糖体与内质网的结合(jih)：蛋白质合成时，游离的核糖体由信号密码翻译出信号肽，信号肽与细胞质基质中的信号识别颗粒（：蛋白质合成时，游离的核糖体由信号密码翻

11、译出信号肽，信号肽与细胞质基质中的信号识别颗粒（SRP）结合）结合(jih)，并在，并在SRP的介导下与粗面内质网上的的介导下与粗面内质网上的SRP受体结合受体结合(jih)肽链转移肽链转移(zhuny)：新合成的肽链在通过核糖体大亚基的中央管和转移：新合成的肽链在通过核糖体大亚基的中央管和转移(zhuny)蛋白共同形成的通道，穿膜进入内质网腔蛋白共同形成的通道，穿膜进入内质网腔第17页/共44页第十八页，共45页。核糖体与内质网的结合：核糖体与内质网的结合：SRP占据核糖体占据核糖体A位，蛋白质合成终止，当核糖体附着到内质网上后位，蛋白质合成终止，当核糖体附着到内质网上后SRP便于受体分离便

12、于受体分离(fnl)，重新回到细胞质基质，此时蛋白质合成重新开始，重新回到细胞质基质，此时蛋白质合成重新开始，SRP循环循环肽链转移：肽链进入内质网腔中信号肽便被腔中信号肽酶切除；多肽合成结束后，核糖体便与内质网分离肽链转移：肽链进入内质网腔中信号肽便被腔中信号肽酶切除；多肽合成结束后，核糖体便与内质网分离(fnl)，核糖体循环，核糖体循环第18页/共44页第十九页，共45页。1、游核糖体上合成信号肽；、游核糖体上合成信号肽；2、细胞质基质中、细胞质基质中SRP识别识别(shbi)信号肽，形成信号肽，形成SRP-核糖体复合体，翻译暂停；核糖体复合体，翻译暂停；3、核糖体与粗面内质网结合，形成、

13、核糖体与粗面内质网结合，形成SRP-SRP受体受体-核糖体复合物；核糖体复合物；4、SRP脱离核糖体，在参加脱离核糖体，在参加SRP循环，核糖体的多肽链继续合成，并向内质循环，核糖体的多肽链继续合成，并向内质 网腔转运；网腔转运；5、信号肽被信号肽酶切除，在内质网腔降解；、信号肽被信号肽酶切除，在内质网腔降解；6、蛋白质合成结束，附着核糖体脱离内质网，大小亚基分离，参与核糖体再循坏、蛋白质合成结束，附着核糖体脱离内质网，大小亚基分离，参与核糖体再循坏第19页/共44页第二十页，共45页。糖基化羟基(qingj)化新生肽链的进入内质网腔后，要经过各种不同的修饰和新生肽链的进入内质网腔后，要经过各

14、种不同的修饰和正确正确(zhngqu)的折叠之后才的折叠之后才 能运送到其他的部位。能运送到其他的部位。第20页/共44页第二十一页，共45页。糖基化糖基化是指单糖或寡糖与蛋白质共价结合糖基化是指单糖或寡糖与蛋白质共价结合(jih)形成糖蛋白的过程，其在内质网中进行，在高尔基复合体中完成形成糖蛋白的过程，其在内质网中进行，在高尔基复合体中完成由于糖基化的酶都在粗面内质网上所以细胞质中游离的核糖体上的可溶性蛋白质没有糖基化由于糖基化的酶都在粗面内质网上所以细胞质中游离的核糖体上的可溶性蛋白质没有糖基化糖基化的糖基化的方式方式(fngsh)N-连接连接(linji)寡糖的糖基化寡糖的糖基化O-连接

15、寡糖的糖基化连接寡糖的糖基化内质网腔中进行内质网腔中进行高尔基复合体中进行高尔基复合体中进行 第21页/共44页第二十二页，共45页。糖基化此种方式中的寡糖由此种方式中的寡糖由N-乙酰葡萄糖胺、甘露糖、葡萄乙酰葡萄糖胺、甘露糖、葡萄糖组成糖组成(z chn)，含，含14个糖残基。其连接到天冬酰个糖残基。其连接到天冬酰胺（胺（Asn）残基上）残基上N-连接连接(linji)寡糖的糖基化寡糖的糖基化过程：过程：N-连接寡糖先与内质网膜中的多萜醇分连接寡糖先与内质网膜中的多萜醇分子结合被活化然后活化的寡糖在糖基转移酶的子结合被活化然后活化的寡糖在糖基转移酶的催化下，转移到催化下，转移到Asn残基上，

16、天冬酰胺作为受残基上，天冬酰胺作为受体。被转移的寡糖在内质网上进一步加工，切体。被转移的寡糖在内质网上进一步加工，切除除(qich)3分子葡萄糖和一分子甘露糖分子葡萄糖和一分子甘露糖第22页/共44页第二十三页，共45页。糖基化N-连接连接(linji)寡糖的糖基化寡糖的糖基化第23页/共44页第二十四页，共45页。糖基化O-连接连接(linji)寡糖的糖基化寡糖的糖基化与与N-连接寡糖的糖基化类似，寡糖连接在蛋白质的丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸残基上的羟基连接寡糖的糖基化类似，寡糖连接在蛋白质的丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸残基上的羟基(qingj)基团的称为基团的称为O-连接寡糖的糖基化连接寡糖的糖基化

17、主要主要(zhyo)是在高尔基复合体中进行是在高尔基复合体中进行第24页/共44页第二十五页，共45页。羟基(qingj)化新生肽的脯氨酸和赖氨酸可进行羟基化，形成新生肽的脯氨酸和赖氨酸可进行羟基化，形成(xngchng)羟脯氨酸羟脯氨酸 和羟赖氨酸。在合成胶原和羟赖氨酸。在合成胶原 的细胞中的细胞中 ，羟基化是一个主要反应，羟基化是一个主要反应 第25页/共44页第二十六页，共45页。新生肽链的折叠与装配新生肽链的折叠与装配主要依靠内质网腔内的主要依靠内质网腔内的分子分子(fnz)伴侣伴侣蛋白质二蛋白质二硫键异构硫键异构酶酶结合结合(jih)蛋白蛋白葡萄糖调节葡萄糖调节蛋白蛋白钙网素钙网素切

18、断错误的二硫键，生成新的二硫键切断错误的二硫键，生成新的二硫键是蛋白质处于正确的折叠状态是蛋白质处于正确的折叠状态防止蛋白质的不正确的防止蛋白质的不正确的 折叠与聚合；折叠与聚合；防止新生的蛋白质在转运过程中变性或断裂；防止新生的蛋白质在转运过程中变性或断裂；内质网的标志分子伴侣，修饰蛋白质，内质网的标志分子伴侣，修饰蛋白质，并且与癌细胞侵袭和细胞癌变有关并且与癌细胞侵袭和细胞癌变有关参与糖蛋白的折叠，对内质网的参与糖蛋白的折叠，对内质网的Ca2+储存库储存库具有调节作用具有调节作用这类分子伴侣这类分子伴侣C端有滞留信号肽，与膜上受体结合，而滞留在腔内，被称为驻留蛋白端有滞留信号肽，与膜上受体

19、结合，而滞留在腔内，被称为驻留蛋白第26页/共44页第二十七页，共45页。新生新生(xnshng)肽肽链的折叠与装配主链的折叠与装配主要依靠内质网腔内要依靠内质网腔内的分子伴侣的分子伴侣分泌(fnm)蛋白的转运跨膜蛋白的膜转移第27页/共44页第二十八页，共45页。分泌(fnm)蛋白的转运两种转运两种转运(zhun yn)途径：途径：1、经过折叠及糖基化作用以运输小泡的形式进入高尔基复合体，在高尔基复合体中修饰、加工后再运输出细胞外、经过折叠及糖基化作用以运输小泡的形式进入高尔基复合体，在高尔基复合体中修饰、加工后再运输出细胞外2、含有分泌蛋白的膜泡从内质网上脱落下来，通过胞吐作用排除、含有分

20、泌蛋白的膜泡从内质网上脱落下来，通过胞吐作用排除第28页/共44页第二十九页，共45页。新生新生(xnshng)肽肽链的折叠与装配主链的折叠与装配主要依靠内质网腔内要依靠内质网腔内的分子伴侣的分子伴侣跨膜蛋白的膜转移(zhuny)同样两种方式：单次跨膜和多次跨膜同样两种方式：单次跨膜和多次跨膜第29页/共44页第三十页，共45页。新生新生(xnshng)肽肽链的折叠与装配主链的折叠与装配主要依靠内质网腔内要依靠内质网腔内的分子伴侣的分子伴侣跨膜蛋白的膜转移(zhuny)单次跨膜单次跨膜一、协同翻译插入一、协同翻译插入:新生的跨膜蛋白肽链中有新生的跨膜蛋白肽链中有N端的起始转移信号，与停止转移信

21、号；端的起始转移信号，与停止转移信号；起始转移信号引导肽链向内质网转移起始转移信号引导肽链向内质网转移;在整个肽链未完成转移之前，停止信号便停止肽链的转移；在整个肽链未完成转移之前，停止信号便停止肽链的转移；第30页/共44页第三十一页，共45页。新生新生(xnshng)肽链的肽链的折叠与装配主要依靠内折叠与装配主要依靠内质网腔内的分子伴侣质网腔内的分子伴侣跨膜蛋白的膜转移(zhuny)单次跨膜单次跨膜二、内信号肽转移二、内信号肽转移:内信号肽作为起始信号启动多肽链的转移，多肽链从转移器释放后会留在内质网的脂质双层中；内信号肽作为起始信号启动多肽链的转移，多肽链从转移器释放后会留在内质网的脂质

22、双层中；转移的方式：转移的方式：取决于内信号肽两端的氨基酸节段携带的电荷取决于内信号肽两端的氨基酸节段携带的电荷第31页/共44页第三十二页，共45页。新生肽链的折叠与装配主新生肽链的折叠与装配主要要(zhyo)依靠内质网腔依靠内质网腔内的分子伴侣内的分子伴侣跨膜蛋白的膜转移(zhuny)多次跨膜多次跨膜原理与单次跨膜基本相同原理与单次跨膜基本相同含有多个起始与停止信号含有多个起始与停止信号第32页/共44页第三十三页，共45页。脂质的合成(hchng)与转运糖原(tn yun)的代谢解毒作用Ca2+的储存及调节第33页/共44页第三十四页，共45页。脂质的合脂质的合成成(hchng)与转运与

23、转运内质网是脂质合成的重要内质网是脂质合成的重要(zhngyo)场所场所以磷脂酰胆碱的合成为例以磷脂酰胆碱的合成为例 三个步骤：三个步骤：1、脂酰基转移酶催化脂酰辅酶、脂酰基转移酶催化脂酰辅酶A和甘油和甘油-3-磷酸反应生成磷脂酸磷酸反应生成磷脂酸2、在磷酸酶的作用下，去磷酸化生成双酰甘油、在磷酸酶的作用下，去磷酸化生成双酰甘油3、由胆碱磷酸转移酶催化，双酰甘油和、由胆碱磷酸转移酶催化，双酰甘油和CDP-胆碱合成磷脂酰胆碱胆碱合成磷脂酰胆碱第34页/共44页第三十五页，共45页。脂质的合脂质的合成成(hchng)与转运与转运第35页/共44页第三十六页，共45页。脂质的合成脂质的合成(hchn

24、g)与转运与转运新合成的脂质最初只嵌在内质网的细胞质基质面需要新合成的脂质最初只嵌在内质网的细胞质基质面需要(xyo)翻转酶使之翻转到腔面翻转酶使之翻转到腔面第36页/共44页第三十七页，共45页。脂质的合脂质的合成成(hchng)与转运与转运磷脂转运的方式：磷脂转运的方式：1、以出芽形成运输小泡转运到高尔基复合体、溶酶体、细胞膜上、以出芽形成运输小泡转运到高尔基复合体、溶酶体、细胞膜上2、通过一种水溶性的载体、通过一种水溶性的载体(zit)蛋白，磷脂转换蛋白蛋白，磷脂转换蛋白第37页/共44页第三十八页，共45页。糖原糖原(tn yun)的的代谢代谢实验证明滑面内质网参与糖原的分解实验证明滑

25、面内质网参与糖原的分解(fnji)但糖原分解但糖原分解(fnji)与内质网的关系仍需要进一步的探讨与内质网的关系仍需要进一步的探讨第38页/共44页第三十九页，共45页。解毒解毒(ji d)作用作用一些脂溶性的代谢产物和外来药物不易被排除，需要在肝细胞中经过氧化、还原、水解和结合等方式使之毒性降低一些脂溶性的代谢产物和外来药物不易被排除，需要在肝细胞中经过氧化、还原、水解和结合等方式使之毒性降低(jingd)，易溶于水而被排出体外，该过程称肝细胞的解毒作用，易溶于水而被排出体外，该过程称肝细胞的解毒作用解毒作用的原理：解毒作用的原理：在电子传递的氧化还原过程中，通过催化多种化合物的氧化或羟化，一方面使药物、毒物的毒性降低或者破坏；另一方面因为羟化在电子传递的氧化还原过程中，通过催化多种化合物的氧化或羟化，一方面使药物、毒物的毒性降低或者破坏；另一方面因为羟化 作用，出现羟基，化合物的极性增强，使之更容易排泄作用，出现羟基，化合物的