线粒体与过氧化物酶体ppt课件

1、4.4.溶酶体溶酶体(lysosome)(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，在细胞内起消化和维多种水解酶类，在细胞内起消化和维护作用；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。电电子子显显微微镜镜下下的的溶溶酶酶体体 4.1 溶酶体的形状构造溶酶体的形状溶酶体的形状 溶酶体是一种异质性溶酶体是一种异质性(heterogenous)(heterogenous)的细胞器，的细胞器，呈小球状。大小变

2、化很大，直径普通呈小球状。大小变化很大，直径普通0.250.250.8m0.8m，最大的可超越最大的可超越1m,1m,最小的直径只需最小的直径只需25-50nm25-50nm。 溶酶体的发现溶酶体的发现溶酶体膜稳定性溶酶体膜稳定性种类:A typical lysosome contains approximately 60 different hydrolytic enzymes。 The enzymes of a lysosome all have their optimal activity at an acid pH and thus are acid hydrolases, which

3、 is approximately 4.6。少量的溶酶体酶走漏到细胞质基质中并不会引起细胞损伤。酸性磷酸酶是溶酶体的标志酶。溶溶酶酶体体及及其其酶酶类类初级溶酶体初级溶酶体(primary lysosome)(primary lysosome)次级溶酶体次级溶酶体(secondary lysosome)(secondary lysosome) 自噬性溶酶体自噬性溶酶体(aotolysosome)(aotolysosome) 异噬性溶酶体异噬性溶酶体(heterolysosome)(heterolysosome) 混合性溶酶体混合性溶酶体(ambilysosome)(ambilysosome)后

4、溶酶体后溶酶体(post lysosome)(post lysosome)Plant cell vacuoles 物质消化和细胞营养功能；物质消化和细胞营养功能； 溶酶体对细胞内外来物的分解及衰老、残损细胞器溶酶体对细胞内外来物的分解及衰老、残损细胞器的去除；的去除； 吞噬作用吞噬作用(Phagocytosis)(Phagocytosis) 自噬作用自噬作用(Autophagy)(Autophagy) 自溶作用自溶作用(Autolysis)(Autolysis)参与机体防御维护功能；参与机体防御维护功能；参与某些腺体组织细胞分泌过程的调理；参与某些腺体组织细胞分泌过程的调理；胚胎发育和形状建成

5、中的作用。胚胎发育和形状建成中的作用。 受精作用受精作用(fertilization) (fertilization) Phagocytosis and Autophagy异异噬噬作作用用自噬作用自噬作用 4.5 4.5 溶酶体的生物发生溶酶体的生物发生甘露糖甘露糖-6-6-磷酸途径磷酸途径非甘露糖非甘露糖-6-6-磷酸途径磷酸途径溶酶体酶的构造特征溶酶体酶的构造特征: :溶酶体的酶上都有一个特殊的标志溶酶体的酶上都有一个特殊的标志6-6-磷酸甘磷酸甘露糖露糖(mannose 6-phosphate, M6P)(mannose 6-phosphate, M6P)。高尔基体外侧网络经过对高尔基体

6、外侧网络经过对M6PM6P的识别将溶酶体的的识别将溶酶体的酶分选出来。酶分选出来。这一标志是溶酶体在粗面内质网合成后经过糖这一标志是溶酶体在粗面内质网合成后经过糖基化和磷酸化添加上去的。基化和磷酸化添加上去的。溶酶体酶的加工溶酶体酶的加工粗面内质网中进展粗面内质网中进展N-N-衔接糖基化，然后转运到高尔衔接糖基化，然后转运到高尔基体中进一步加工基体中进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-acetyglucosamine phosphotransfe

7、rase) N-N-乙酰葡萄糖苷酶。乙酰葡萄糖苷酶。溶溶酶酶体体酶酶的的加加工工信号斑信号斑(signal patch)(signal patch) 是溶酶体酶构成的一个特殊的空间构造，是溶酶体酶构成的一个特殊的空间构造，信号斑是由几段信号肽构成的一个三维信号斑是由几段信号肽构成的一个三维构造的外表构造的外表, , 这几段信号肽聚集在一同这几段信号肽聚集在一同, , 构成一个斑点被磷酸转移酶识别。构成一个斑点被磷酸转移酶识别。信号斑与信号肽信号斑与信号肽甘露糖甘露糖 6-6-磷酸标志磷酸标志Lysosome Formation 溶酶体的构成溶酶体的构成发现发现: : 黏脂病黏脂病(mucoli

8、pidosis) (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) (-glucocerebrosidedase) 溶酶体膜结合蛋白前体被合成的溶酶体酶溶酶体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 能够机制能够机制: : 包涵体细胞病包涵体细胞病(inclusion cell disease)(inclusion cell disease)矽肺病矽肺病(cilicosis)(cilicosis)糖原贮积症糖原贮积症(glycog

9、en storage disease)(glycogen storage disease) 休克休克(shock)(shock) 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: :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) (Constitutive secretory pathway)调理型分泌途径调理型分泌途径 (Regulated secretory pathway) (Regulated secretory pathway

10、)Constitutive and regulated secretory pathway 极性细胞的分泌活动极性细胞的分泌活动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胰岛素原的加工胰岛素原的加工 胞吐作用胞吐作用(exocytosis)(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交融胞吐作用与膜交融胞胞吐吐作作用用 膜膜 融融 合合吞噬作用吞噬作用(phagocytosis)(phagocytosis) 巨噬细胞巨噬

11、细胞(macrophage) (macrophage) 中性细胞中性细胞(neutrophils)(neutrophils)胞吞作用胞吞作用(endocytosis)(endocytosis)吞饮作用吞饮作用(pinocytosis)(pinocytosis) 液相内吞液相内吞(fluid-phase endocytosis)(fluid-phase endocytosis) 吸附内吞吸附内吞(absorption endocytosis)(absorption endocytosis)Endocytosis巨噬细胞的吞噬作用巨噬细胞的吞噬作用中中性性细细胞胞的的吞吞噬噬作作用用受体受体配体配

12、体(ligand) (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 小窝小窝内吞泡的构成内吞泡的构成初级内体初级内体次级次级内体内体 溶酶体。溶酶体。Receptor-mediated endocytosis受体介导的内吞过程受体介导的内吞过程 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 受体与配体一同再循环受体与配体一同再循环 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 受受 体体 与与 配配 体体 的的 命命 运运 受体介导的受体介导的LD

13、LLDL内吞过程内吞过程转转铁铁蛋蛋白白 小泡运输的三个关键问题： 小泡是如何构成的?为什么有些膜整合蛋白可以 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志，这 些标志如何协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交融的机理是什么?被膜小泡被膜小泡(coated vesicles)(coated vesicles)类型类型 披网格蛋白小泡披网格蛋白小泡(clathrin-coated (clathrin-coated vesicle)vesicle) COPIICOPII被膜小泡被膜小泡(COPII coated vesicles)(COPII coated v

14、esicles) COPICOPI被膜小泡被膜小泡(COPI coated vesicles)(COPI coated vesicles) Caveolin(Caveolin(小窝蛋白小窝蛋白) )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

15、 the ERGIC and Golgi stack “backwards to the ER. Clathrin-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. 三种类型被膜小泡运输途径三种类型被膜小泡运输途径被膜小泡运输的信号及相关性质被膜小

16、泡运输的信号及相关性质网格蛋白及被膜亚基网格蛋白及被膜亚基(coat subunits)(coat subunits) 二聚体二聚体(Dimer):(Dimer): 三联体骨架三联体骨架(triskeliton):(triskeliton): 被膜亚基被膜亚基(coat subunits):(coat subunits):网网格格蛋蛋白白 网格蛋白亚基的装配网格蛋白亚基的装配披披网网格格蛋蛋白白小小泡泡 披网格蛋白小泡的构成披网格蛋白小泡的构成 披网格蛋白小窝披网格蛋白小窝(Clathrin-Coated Pit)(Clathrin-Coated Pit) 披网格蛋白小泡披网格蛋白小泡(Cla

17、thrin-Coated (Clathrin-Coated Vesicles) Vesicles) 有被小泡有被小泡(Coat Vesicles)(Coat Vesicles) 无被小泡无被小泡(Uncoat Vesicles)(Uncoat Vesicles) 分子伴侣分子伴侣Hsp70Hsp70蛋白参与该过程，并且需求蛋白参与该过程，并且需求ATPATP。另外。另外Ca2+Ca2+也参与了包被的构成和去被的也参与了包被的构成和去被的过程。过程。Clathrin-Coated Vesicles Formation衔接蛋白衔接蛋白(adaptin)(adaptin)与发动蛋白与发动蛋白 衔接蛋

18、白的作用衔接蛋白的作用 On their outer (cytosolic) surface, the On their outer (cytosolic) surface, the adaptors bind to clathrin molecules, holding adaptors bind to clathrin molecules, holding the clathrin scaffolding onto the surface of the clathrin scaffolding onto the surface of the vesicle. the vesicle. On

19、 their inner surface, the adaptors bind On their inner surface, the adaptors bind to sorting signals in the cytosolic tails of to sorting signals in the cytosolic tails of integral membrane proteins. integral membrane proteins. 衔接蛋白的种类衔接蛋白的种类 AP1:AP1:识别识别M6PM6P受体受体 AP2:AP2:识别细胞质膜受体识别细胞质膜受体衔衔接接蛋蛋白白的的

20、作作用用AP2AP2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发动蛋白发动蛋白(dynamin)(dynamin) 发动蛋白在网格蛋白小泡构成过程中同出芽发动蛋白在网格蛋白小泡构成过程中同出芽的颈部结合，一旦小泡装配完成，发动蛋白立的颈部结合，一旦小泡装配完成，发动蛋白立刻水解其本身结合的刻水解其本身结合的GTPGTP从而将小泡与质膜切从而将小泡与质膜切离。离。 发发 动动 蛋蛋 白白 的的 作作 用用6.3 COP-6.3 COP-被膜小泡构成的机理被膜小泡构成的机理Small GTP-binding proteins单体单体G蛋白蛋白(monomeric GTP-binding

21、protein)活性调理活性调理 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)Types ARF :Assembly 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. ARFARF在在COP

22、COP被膜小泡构成中作用被膜小泡构成中作用COPII-COPII-被膜小泡的构成被膜小泡的构成6.4 6.4 小泡的定向运输、停靠和交融机理小泡的定向运输、停靠和交融机理SNARE hypothesisNSF (N-ethylmaleimide-sensitive fusion 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)小泡运输的导航标志小泡运输的导航标志Rab-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 t