内质网的功能PPT课件

1、三、内质网的功能三、内质网的功能（一）糙面内质网的主要功能是进行蛋白质的合成、加工（一）糙面内质网的主要功能是进行蛋白质的合成、加工 修饰、分选及转运修饰、分选及转运糙面内质网合成的蛋白质糙面内质网合成的蛋白质：外输性外输性 或分泌性蛋白质，如肽类激素、细胞因子等或分泌性蛋白质，如肽类激素、细胞因子等膜整合蛋白质，如膜抗原、膜受体等膜整合蛋白质，如膜抗原、膜受体等构成细胞器中的驻留蛋白构成细胞器中的驻留蛋白Step 1. 信号肽信号肽指导的分泌性蛋白质在糙面内质网的指导的分泌性蛋白质在糙面内质网的合合成成（一）糙面内质网的主要功能是进行蛋白质的合成、加工（一）糙面内质网的主要功能是进行蛋白质的

2、合成、加工 修饰、分选及转运修饰、分选及转运信号肽信号肽（signal peptide）：被合成肽链）：被合成肽链N-端端的一段特殊氨基酸序列，是指导的一段特殊氨基酸序列，是指导蛋白多肽链在糙面内质网上进行合成的蛋白多肽链在糙面内质网上进行合成的决定因素决定因素。信号肽。信号肽普遍存在普遍存在于于分泌蛋白分泌蛋白肽链的氨基端，是一段由不同数目、不同种类的氨基酸组成的肽链的氨基端，是一段由不同数目、不同种类的氨基酸组成的疏水氨基酸疏水氨基酸序列。序列。信号肽指导的分泌性蛋白质在内质网的合成信号肽指导的分泌性蛋白质在内质网的合成1. 信号肽是指导蛋白多肽链在糙面内质网上合成与穿膜转移的决定因素 信

3、号肽（signal peptid）（1830个疏水氨基酸） 信号肽识别颗粒(SRP)（6个多肽亚单位+7SRNA） SRP受体 内质网膜转运体(translocon) 信号识别颗粒信号识别颗粒（signal recognition particle, SRP）：）：l 存在于存在于细胞质基质细胞质基质中中l 由由6个个多肽亚单位多肽亚单位和和1个小分子个小分子RNA构成的复合体构成的复合体l 一端一端结合结合翻译后的翻译后的信号肽信号肽，另一端结合于，另一端结合于核糖体核糖体上，形成上，形成SRP-核糖体复合体核糖体复合体l 使得使得翻译翻译暂时暂时终止终止，肽链延长受到阻遏，肽链延长受到阻遏

4、l 能够能够识别识别、结合结合内质网膜上的内质网膜上的SRP受体受体SRP信号识别颗粒受体信号识别颗粒受体（SRP-receptor, SRP-R）：）：l 是内质网的一种是内质网的一种膜整合蛋白膜整合蛋白l 通过与通过与SRP的识别的识别使得核糖体结合附着于内质网上，又称使得核糖体结合附着于内质网上，又称停靠蛋白质停靠蛋白质/船坞蛋白船坞蛋白质质l 介导核糖体锚泊附着于内质网膜的介导核糖体锚泊附着于内质网膜的转运体易位蛋白转运体易位蛋白上上l 锚泊后，锚泊后，SRP解离解离，返回胞质返回胞质中重复利用，中重复利用，肽链延伸继续肽链延伸继续进行进行l 在在信号肽信号肽引导下，肽链通过核糖体引导

5、下，肽链通过核糖体大亚基的中央管大亚基的中央管和和转运体易位蛋白转运体易位蛋白共同形成的共同形成的 通道，穿膜进入内质网腔。通道，穿膜进入内质网腔。l 信号肽被信号肽被内质网膜内质网膜腔面腔面的的信号肽酶切除信号肽酶切除，肽链继续延伸，直至完成而终止。，肽链继续延伸，直至完成而终止。l 核糖体核糖体大、小亚基大、小亚基解聚，从内质网上解聚，从内质网上解离解离。2新生多肽链的折叠与装配 蛋白二硫键异构酶催化二硫键形成，促进多肽链折叠。 结合蛋白、内质蛋白、钙网蛋白和钙连蛋白等分子伴侣滞留折叠错误的多肽和尚未完成装配的蛋白亚单位，并促使它们的重新折叠、装配与运输。 分子伴侣蛋白也是细胞内蛋白质质量

6、监控的重要因子。 （三）网质蛋白是内质网网腔中普遍存（三）网质蛋白是内质网网腔中普遍存在的一类蛋白质（在的一类蛋白质（P106) 网质蛋白的组成结构特点： 多肽链的C端端含有含有KDEL（或（或 HDEL）4氨基酸序列驻留信号驻留信号（retention signal） 驻留信号的功能作用： 可通过与内质网膜上相应受体的识别结合而不被转运。 3蛋白质的糖基化 概念 糖基化(glycosylation)即单糖或者寡糖与蛋白质之间通过共价键的结合形成糖蛋白的过程。 形式 发生在糙面内质网中的糖基化主要是寡糖与蛋白质天冬酰胺残基侧链上氨基基团的结合，故亦称之为N-连接糖基化（N-linked gly

7、cosylation）。 糙面内质网中的糙面内质网中的N-连接糖基化连接糖基化 发生在糙面内质网中的糖基化主要是发生在糙面内质网中的糖基化主要是寡糖寡糖与蛋白质与蛋白质天冬酰胺天冬酰胺残基侧链上残基侧链上氨基氨基基基团的结合，称为团的结合，称为N-连接糖基化连接糖基化。催化这一过程的。催化这一过程的糖基转移酶糖基转移酶是存在于糙面内质网网膜是存在于糙面内质网网膜腔面的一种腔面的一种膜整合蛋白质膜整合蛋白质。4蛋白质的胞内运输 两条主要途径： （1）经过在内质网腔的糖基化等作用，以转运小泡的形式进入高尔基复合体，进一步加工浓缩并最终以分泌颗粒的形式被排吐到细胞之外。 （2）分泌蛋白以膜泡形式直接

8、进入一种大浓缩泡，进而发育成酶原颗粒，然后被排出细胞。 共同特点：以膜泡形式完全隔离于细胞质溶质进行转运 。信号肽信号肽指导的指导的分泌性蛋白质分泌性蛋白质在糙面内质网的合成在糙面内质网的合成信号肽信号肽指导的指导的穿膜驻留蛋白穿膜驻留蛋白插入转移的可能机制插入转移的可能机制新生肽链共翻译插入机制：新生肽链共翻译插入机制： 穿膜驻留蛋白既含有起始转移穿膜驻留蛋白既含有起始转移信号肽信号肽，同时还含有，同时还含有停止转移序列停止转移序列。以单次穿膜蛋白为例以单次穿膜蛋白为例：内信号肽介导的内开始转移肽插入转移机制：内信号肽介导的内开始转移肽插入转移机制： 内信号肽内信号肽是位于多肽链是位于多肽链

9、中间中间的信号肽序列，具有与的信号肽序列，具有与N端信号肽同样的功端信号肽同样的功能。能。氨基端带正电荷多氨基端带正电荷多羧基端带正电荷多羧基端带正电荷多糙面内质网糙面内质网是蛋白质是蛋白质分选分选的的起始部位起始部位N端无信号肽的蛋白质：端无信号肽的蛋白质：细胞质溶质驻留蛋白细胞质溶质驻留蛋白细胞核中的核蛋白细胞核中的核蛋白线粒体蛋白线粒体蛋白/质体蛋白质体蛋白N端有信号肽的蛋白质：端有信号肽的蛋白质：外输性分泌性蛋白外输性分泌性蛋白膜整合蛋白质膜整合蛋白质细胞器中的驻留蛋白细胞器中的驻留蛋白信号肽信号肽-蛋白质分选的初始信号蛋白质分选的初始信号核糖体 构成 大亚基 小亚基原核细胞70S 5

10、0S 30S真核细胞80S 60S 40S 主要成分 蛋白质（40） rRNA（60） 构成骨架 分布 除脯乳动物成熟红细胞中外，几乎存在所有细胞中。分类 游离核糖体（free ribosome） 游离存在于细胞质中 主要合成细胞自身需要的结合蛋白或特殊蛋白。 膜结合核糖体(membrane-bound ribosome) 结合于内质网表面 主要合成跨膜蛋白和水溶性蛋白（驻留蛋白、 分泌蛋白）。 功能功能 蛋白质合成的场所信号斑信号斑重要的蛋白质分选转运信号重要的蛋白质分选转运信号信号斑信号斑：新生蛋白质多肽链合成后：新生蛋白质多肽链合成后折叠折叠时，在其表面由特定氨基酸序列形成时，在其表面由

11、特定氨基酸序列形成 的的三维功能结构三维功能结构。与信号肽的与信号肽的区别区别：序列序列相间排列相间排列于多肽链中，彼此相距较远。于多肽链中，彼此相距较远。完成蛋白质分拣转运引导作用后完成蛋白质分拣转运引导作用后不被切除不被切除。可可识别识别以特异性糖残基为标志的以特异性糖残基为标志的酶蛋白酶蛋白，指导其，指导其定向转运定向转运。（二）光面内质网的功能（二）光面内质网的功能 不同细胞类型中的光面内质网，因其化学组成上的某些差异及所含酶的种类不同，常常表现出完全不同的功能作用： 1脂类合成是光面内质网最为重要的功能之一 2光面内质网与糖原的代谢 3光面内质网与细胞解毒作用 4光面内质网与Ca2+

12、的储存及Ca2+浓度的调节 5光面内质网与胃酸、胆汁的合成与分泌密切相关 （三）内质网应激（三）内质网应激 内质网是有极强稳态系统的膜性细胞器 在各种病理条件下，如缺氧，氧化应激、病毒感染、营养不足、化学药物等均可扰乱内质网稳态，导致内质网内钙离子平衡紊乱、未折叠或错误折叠蛋白在内质网腔中积累聚集，形成内质网应激（ERS)。内质网的标志性酶是氧化酶M-6-PG-6-P酸性水解酶ABCD提交过氧化氢酶E单选题1分不属于内膜系统的细胞器是内质网线粒体溶酶体高尔基复合体ABCD提交过氧化物酶体E单选题1分信号肽识别颗粒SRP活跃于 糙面内质网腔内高尔基复合体腔内胞质溶胶溶酶体腔内ABCD提交过氧化物

13、酶体腔内E单选题1分蛋白质的N-连接糖基化修饰起始于 糙面内质网胞质溶胶高尔基复合体溶酶体ABCD提交内体E单选题1分内质网腔内的分子伴侣属于哪种类型的蛋白质？分泌蛋白膜蛋白脂蛋白驻留蛋白ABCD提交肌球蛋白E单选题1分内质网中葡萄糖调节蛋白94的驻留信号序列为 N-端特异的四肽序列KDELC-端特异的四肽序列KDELN-端特异的三肽序列SKLC-端特异的三肽序列SKLABCD提交信号斑E单选题1分与糙面内质网糖基化过程无关的成分是 N-乙酰葡萄糖胺糖基转移酶天冬酰胺多萜醇 ABCD提交丝氨酸E单选题1分下列与新生肽链的折叠、转运有关的分子是信号肽 葡萄糖-6-磷酸酶 分子伴侣 网格蛋白 AB

14、CD提交组蛋白E单选题1分肌质网属于 滑面内质网糙面内质网高尔基复合体溶酶体ABCD提交过氧化物酶体E单选题1分肝脏有害代谢物的解毒发生于糙面内质网线粒体溶酶体高尔基复合体ABCD提交光面内质网E单选题1分 第二节第二节 高尔基复合体高尔基复合体 高尔基体的发现 1898年意大利细胞学家C.Golgi用银染法，光镜下观察神经细胞发现胞质中存在一种嗜银网状结构，称为“内网器”。活细胞中很难被辨认，普通染色也不易被观察。 20世纪中期以后：电镜技术观察胰腺细胞、肾细胞等才证实了高尔基体的确实存在。 培养的上皮细胞中高尔基体（呈红色）分布。（核呈绿色）一、高尔基复合体的形态结构一、高尔基复合体的形态

15、结构（一）三种不同的膜性囊泡组成了高尔基复合体的基本（一）三种不同的膜性囊泡组成了高尔基复合体的基本结构结构 1小囊泡 or 顺面高尔基网状结构（形成面） 2扁平囊泡 or 高尔基中间膜囊 主体部分 高尔基堆 3大囊泡 or 反面高尔基网状结构（成熟面） 高尔基复合体电镜图高尔基复合体电镜图 高尔基复合体形态结构模式图高尔基复合体形态结构模式图（二）高尔基复合体具有显著的极性（二）高尔基复合体具有显著的极性 1. 顺面高尔基网状结构（cis Golgi network） 连续分支的管网状结构，显示嗜锇反应的化学特征该结构区域的功能有二： （）分选来自内质网的蛋白质和脂类，并将其大部分转入到高尔

16、基中间囊膜，小部分重新送返内质网而成为驻留蛋白。 （）进行蛋白质修饰的O连接糖基化以及跨膜蛋白在细胞质基质侧结构域的酰基化 。 两种糖基化之区别比较两种糖基化之区别比较 2.高尔基中间膜囊（medial Golgi stack) 是位于顺面高尔基网状结构和反面高尔基网状结构之间的多层间隔的囊、管结构复合体系。 除与顺面网状结构相邻的一侧对NADP酶反应微弱外，其余各层均有较强的反应。 主要功能： 进行糖基化修饰和多糖及糖脂的合成。 3.反面高尔基网状结构（ trans Golgi network） 形态结构和化学特性上具有细胞的差异性和多样性 主要功能： 蛋白质分选； 某些蛋白质的修饰作用。高

17、尔基复合体极性网状结构 （三）高尔基复合体在不同的组织细胞中（三）高尔基复合体在不同的组织细胞中 具有不同的分布形式具有不同的分布形式 在神经细胞中高尔基复合体一般是围绕细胞核分布；在输卵管内皮、肠上皮黏膜、甲状腺和胰腺等具生理极性的细胞中，常在细胞核附近趋向于一极分布。 在肝细胞中，则沿胆细管分布在细胞边缘。 在精、卵等少数特殊类型的细胞可见到高尔基复合体呈分散的分布状态。 在分化发育成熟且具有旺盛分泌功能活动的细胞中，高尔基复合体也较为发达。二、高尔基复合体的化学组成二、高尔基复合体的化学组成（一）脂类是高尔基复合体膜结构的基本化学组份（一）脂类是高尔基复合体膜结构的基本化学组份 高尔基复

18、合体脂类成分含量介于质膜与内质网之间，总含量约40%左右。（二）高尔基复合体中含有以糖基转移酶为标志的多种二）高尔基复合体中含有以糖基转移酶为标志的多种酶蛋白体系酶蛋白体系三、高尔基复合体的主要功能三、高尔基复合体的主要功能（一）高尔基复合体是胞内蛋白质分泌运输的中转站（一）高尔基复合体是胞内蛋白质分泌运输的中转站 外输性分泌蛋白具 有两种排放形式： 连续分泌（continuous secretion） 非连续分泌（discontinuous secretion）过程过程 rER上合成蛋白质上合成蛋白质进入进入ER腔腔以出芽形成囊泡以出芽形成囊泡进入进入CGN在在medial Gdgi中加工中

19、加工在在TGN形成形成囊泡囊泡囊泡与质膜融合、排出囊泡与质膜融合、排出A.3H-亮氨酸脉冲标记完成亮氨酸脉冲标记完成10分钟后，被标记的胰岛素蛋白（黑分钟后，被标记的胰岛素蛋白（黑色银颗粒）从粗面内质网进入高尔基复合体中；色银颗粒）从粗面内质网进入高尔基复合体中；B. 3H-亮氨酸脉冲标记完成亮氨酸脉冲标记完成45分钟后，被标记的胰岛素蛋白进入分钟后，被标记的胰岛素蛋白进入分泌颗粒内。分泌颗粒内。 （二）高尔基复合体是胞内物质加工合成的重要场所（二）高尔基复合体是胞内物质加工合成的重要场所l糖蛋白的加工合成糖蛋白的加工合成连接基团连接基团 -NH2 -OH蛋白质糖基化的重要意义：蛋白质糖基化的

20、重要意义：糖基化对蛋白质具有糖基化对蛋白质具有保护作用保护作用，使他们，使他们免遭免遭水解酶的水解酶的降解降解糖基化具有糖基化具有运输信号运输信号的作用，可引导蛋白质包装形成运输的作用，可引导蛋白质包装形成运输小泡，以便进行蛋白质的靶向运输小泡，以便进行蛋白质的靶向运输糖基化形成细胞膜表面的糖基化形成细胞膜表面的糖被糖被，在细胞膜的，在细胞膜的保护保护、识别识别以以及及通讯联络通讯联络等生命活动中发挥重要作用等生命活动中发挥重要作用胰岛素分子的加工成熟和运输 胰岛素分子的加工成熟和运输 l蛋白质的水解加工蛋白质的水解加工 反面高尔基网分拣蛋白的三种转运途径反面高尔基网分拣蛋白的三种转运途径 （

21、三）在胞内蛋白质的分选和膜泡的定向运输中的枢纽作用（三）在胞内蛋白质的分选和膜泡的定向运输中的枢纽作用不发生在高尔基复合体的生物过程是蛋白质的分选蛋白质的转运蛋白质的水解加工糖原的合成ABCD提交蛋白质的糖基化修饰E单选题1分蛋白质的O-连接糖基化修饰发生的部位是糙面内质网光面内质网高尔基复合体溶酶体ABCD提交内体E单选题1分第三节：溶 酶 体lysosomelysosome溶酶体的发现 40年代末期，有人应用大鼠肝组织匀浆研究与糖代谢有关的酶时，发现了酸性磷酸酶的活性。 1955年de Duve与Novikoff首次发现溶酶体（lysosome）。它是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡

22、状细胞器，其主要功能是进行细胞内消化。 一、形态结构与化学组成 单位膜 酸性水解酶 最适PH值：3.5-5.5 质子泵 标志酶：酸性磷酸酶 自溶 高度异质性细胞器溶酶体的形态、大小、及所含主要酶类 溶酶体电镜图溶酶体电镜图 （三）溶酶体膜糖蛋白家族具有高度同源性（三）溶酶体膜糖蛋白家族具有高度同源性 新近研究报道，多种脊椎动物中鉴定出了一个溶酶体膜糖新近研究报道，多种脊椎动物中鉴定出了一个溶酶体膜糖蛋白家族蛋白家族溶酶体结合膜蛋白（溶酶体结合膜蛋白（LAMPLAMP）或溶酶体整合膜蛋白（）或溶酶体整合膜蛋白（LIMPLIMP）, ,这类蛋白肽链组成具有这类蛋白肽链组成具有高度同源性高度同源性。二、溶酶体的类型二、溶酶体的类型（一）依据不同的生理功能状态可将溶酶体划分为三（一）依据不同的生理功能状态可将溶酶体划分为三种基本类型种基本类型 ： 初级溶酶体（primary lysoso