内膜系统ppt课件

1、职业性尘肺病职业性尘肺病溶酶体溶酶体内膜系统：内膜系统：细胞质内，细胞质内，构造、功能构造、功能及发生上有及发生上有一定联系膜一定联系膜性结构的总性结构的总称。包括：称。包括：核膜、内质核膜、内质网、高尔基网、高尔基复合体、复合体、 溶溶酶体、酶体、 运输运输小泡、过氧小泡、过氧化物酶体化物酶体 第五章第五章 细胞内膜系统细胞内膜系统 与囊泡转运与囊泡转运(endomembrane system)(endomembrane system). . 高等细胞区室化高等细胞区室化. . 内质网内质网 the endoplasmic reticulum ERthe endoplasmic reticu

2、lum ER第一第一节节) )* *. . 高尔基体高尔基体 Golgi apparatusGolgi apparatus第二节）第二节）* *. . 溶酶体溶酶体 LysosomeLysosome第三节）第三节）* *. . 过氧化物酶体过氧化物酶体 PeroxisomePeroxisome第四节）第四节）. . 囊泡与囊泡转运囊泡与囊泡转运 （第五节）（第五节） Main topics内膜系统使真核细胞区室化内膜系统使真核细胞区室化 原核细胞原核细胞 真核细胞真核细胞 真核细胞膜结合区室的主要功能真核细胞膜结合区室的主要功能细胞器细胞器(区室区室) 主要功能主要功能胞质溶胶胞质溶胶代谢的主

3、要场所；蛋白质合成部位代谢的主要场所；蛋白质合成部位细胞核细胞核基因组存在场所，基因组存在场所，DNA和和RNA的合成地的合成地内质网内质网大多数脂的合成场所，蛋白质合成和集散大多数脂的合成场所，蛋白质合成和集散地地高尔基体高尔基体蛋白质和脂的修饰、分选和包装蛋白质和脂的修饰、分选和包装溶酶体溶酶体细胞内的降解作用细胞内的降解作用内体内体内吞物质的分选内吞物质的分选线粒体线粒体通过氧化磷酸化合成通过氧化磷酸化合成ATP叶绿体叶绿体进行光合作用进行光合作用过氧化物酶体过氧化物酶体毒性分子的氧化毒性分子的氧化 质膜质膜 内膜内膜生物膜生物膜原核细胞原核细胞 质膜构成的单一区室质膜构成的单一区室真核

4、细胞真核细胞 内膜内膜 各种细胞器各种细胞器内膜系统出现的意义：内膜系统出现的意义： 各自独立，各司其职各自独立，各司其职 相互依存，协调同一相互依存，协调同一大大提高了细胞代谢反应的效率大大提高了细胞代谢反应的效率第一节第一节 内质网内质网ER (endoplasmic reticulum)ER (endoplasmic reticulum)一、一、 内质网的形态结构内质网的形态结构二、二、 内质网的化学组成内质网的化学组成三、三、 内质网的类型内质网的类型四、内质网的主要功能四、内质网的主要功能粗面内质网粗面内质网(RER)(RER)与滑面内质网与滑面内质网(SER)(SER)粗面内质网粗

5、面内质网(RER)(RER)滑面内质网滑面内质网(SER)(SER)一、内质网形态结构一、内质网形态结构小管、小泡及扁平囊组成的三维网状膜小管、小泡及扁平囊组成的三维网状膜系统系统微粒体微粒体(microsome)(microsome)二、内质网的化学组成二、内质网的化学组成 脂类脂类(30-40%)(30-40%)和蛋白质和蛋白质(60-(60-70%)70%)标志酶：葡萄糖标志酶：葡萄糖-6-6-磷酸酶。磷酸酶。三、内质网的基本类型三、内质网的基本类型 粗面内质网粗面内质网 滑面内质网滑面内质网粗面内质网与附着核糖体粗面内质网与附着核糖体又称颗粒内质网，有核糖体连接蛋白又称颗粒内质网，有核

6、糖体连接蛋白(SRP受体受体) ，其数量与细胞类型、机能状态及，其数量与细胞类型、机能状态及细胞分化程度有关细胞分化程度有关核糖体核糖体ribosome)ribosome) 核糖体的形态核糖体的形态 光镜下核糖体为致密小颗粒光镜下核糖体为致密小颗粒. . 胃酶细胞的内质网全部为粗面内质网胃酶细胞的内质网全部为粗面内质网滑面内质网滑面内质网 又称无颗粒又称无颗粒内质网，其内质网，其数量与细胞数量与细胞类型有关类型有关 RERRER与与SERSER的的关系关系肌细胞多为滑面内质网肌细胞多为滑面内质网四、内质网的功能四、内质网的功能* *区域化、增加表面积，区域化、增加表面积，提高代谢效率；提高代谢

7、效率；* *蛋白质、脂类与糖类蛋白质、脂类与糖类合成基地；合成基地；* *物质运输、物质交换、物质运输、物质交换、解毒作用；解毒作用；* *机械支持机械支持（一粗面内质网的功能（一粗面内质网的功能蛋白质的合成、修饰加工、分选和转运蛋白质的合成、修饰加工、分选和转运1 1、蛋白质的合成、蛋白质的合成粗面内质网粗面内质网附着核糖体附着核糖体合成的蛋白合成的蛋白* *外泌蛋白如抗体、外泌蛋白如抗体、激素、细胞外基激素、细胞外基质蛋白质质蛋白质* *跨膜蛋白跨膜蛋白* *需要与其它细胞需要与其它细胞组分严格分开的组分严格分开的酶，如溶酶体的酶，如溶酶体的各种水解酶各种水解酶* *需要进行修饰的需要进行

8、修饰的蛋白，如糖蛋白蛋白，如糖蛋白游离核糖体游离核糖体合成的蛋白合成的蛋白 * *结构蛋白质结构蛋白质* *细胞核蛋白质细胞核蛋白质* *代谢所需的酶代谢所需的酶* *线粒体蛋白质线粒体蛋白质外泌蛋白质在粗面内质网合成与运输过程外泌蛋白质在粗面内质网合成与运输过程信号肽引导核糖体与内质网膜结合信号肽引导核糖体与内质网膜结合合成的多肽链进入内质网腔合成的多肽链进入内质网腔合成的蛋白质折叠内质网腔）合成的蛋白质折叠内质网腔）新合成的蛋白质糖基化内质网腔）新合成的蛋白质糖基化内质网腔）转运至高尔基体被分泌出细胞外转运至高尔基体被分泌出细胞外信号假说信号假说signal hypothesis, Blo

9、ble 1975)附着核糖体与粗面内质网结合的信号假说附着核糖体与粗面内质网结合的信号假说J Cell Biol, 1975;2019 Nobel Prize）(1)信号肽信号肽signal peptide )引导核糖体到内引导核糖体到内质网膜上质网膜上 SRP-核糖体复合体的形成核糖体复合体的形成信号识别颗粒信号识别颗粒SRP） (2)核糖体与内质网膜结合核糖体与内质网膜结合(3)新生肽链到内质网腔的转运新生肽链到内质网腔的转运The 2019 Nobel Prize in Physiology or MedicineGnter Blobel 单次跨膜蛋白插入内质网膜的机制单次跨膜蛋白插入内

10、质网膜的机制（1 1停止转移信号与单次跨膜蛋白的形成停止转移信号与单次跨膜蛋白的形成跨膜蛋白的插入与转移（2 2内含信内含信号序列与单号序列与单次跨膜蛋白次跨膜蛋白的整合的整合多次跨膜蛋白质插入内质网膜的机制 含两个或两个以上疏水性起始转移肽结构序列和停止转移肽结构序列蛋白质共蛋白质共翻译转运翻译转运蛋白质翻蛋白质翻译后转运译后转运 细胞内蛋白质分选途径细胞内蛋白质分选途径信号假说与蛋白质分选信号信号假说与蛋白质分选信号( (表表) ) 2 参与蛋白质的折叠参与蛋白质的折叠 重链结合蛋白重链结合蛋白(Bip) HSP70分子伴侣分子伴侣 (chaperon)（一粗面内质网的功能（一粗面内质网的

11、功能3 3 参与蛋白参与蛋白质的糖基化质的糖基化N-N-连接的寡连接的寡糖蛋白糖蛋白( (天冬天冬酰胺酰胺Asn) Asn) N-N-乙酰葡萄乙酰葡萄糖胺、葡萄糖胺、葡萄糖、甘露糖糖、甘露糖（一粗面内质网的功能（一粗面内质网的功能N-N-连接的糖基化连接的糖基化4 4 蛋白质附着到糖基磷脂酰肌醇成为脂锚定蛋白蛋白质附着到糖基磷脂酰肌醇成为脂锚定蛋白（一粗面内质网的功能（一粗面内质网的功能5 蛋白质由内质网向高尔基复合体的运输蛋白质由内质网向高尔基复合体的运输（二滑面内质网的功能（二滑面内质网的功能 脂类的合成脂类的合成 糖原的合成与分解糖原的合成与分解 解毒作用解毒作用 横纹肌的收缩横纹肌的收

12、缩 水和电解质代谢水和电解质代谢 胆汁胆汁滑面内质网滑面内质网上糖原的分上糖原的分解过程解过程 第二节高尔基复合体脊神经元高脊神经元高尔基复合体尔基复合体银染）银染） 1898 1898年，意大年，意大利学者利学者GolgiGolgi，内网器内网器高尔基高尔基复合体复合体的结构的结构鼠肾细胞高尔基复鼠肾细胞高尔基复合体合体肝细胞高尔基复合肝细胞高尔基复合体特异的红色荧体特异的红色荧光染料所示）光染料所示） 第二节高尔基复合体一、形态结构一、形态结构光镜：网状结光镜：网状结构构电镜：电镜：1 1、扁平囊、扁平囊顺面顺面( (形成面、形成面、凸面凸面) )中间膜囊中间膜囊 反面反面( (成熟面、成

13、熟面、凹面凹面) ) 2 2、小囊泡、小囊泡3 3、大囊泡、大囊泡三种结构的膜厚三种结构的膜厚度：度：6 6 8 nm8 nm逐渐加厚逐渐加厚具显著极性具显著极性二、分布和数量二、分布和数量与细胞类型、功能和分化程度有关与细胞类型、功能和分化程度有关三、化学组成三、化学组成蛋白质蛋白质60%60%，脂类，脂类40%40%。含多种酶催化糖及蛋白质生物合成含多种酶催化糖及蛋白质生物合成糖基转移酶为特征酶糖基转移酶为特征酶四、高尔基复合体功能四、高尔基复合体功能（一分泌蛋白的加工与修饰（一分泌蛋白的加工与修饰糖蛋白的合成与修饰糖蛋白的合成与修饰NN连接的糖基化连接的糖基化 ( (天冬酰胺天冬酰胺)

14、)，起始于内质网，完成于高尔基体起始于内质网，完成于高尔基体去甘露糖，加半乳糖、唾液酸去甘露糖，加半乳糖、唾液酸3H3H标记标记 实验意义实验意义NN连接的糖基化连接的糖基化 起始于内质网，完成于高尔基体起始于内质网，完成于高尔基体OO连接的糖基化连接的糖基化发生于高尔基体发生于高尔基体 丝、苏、酪氨酸与丝、苏、酪氨酸与N-N-乙酰半乳糖胺相乙酰半乳糖胺相连连两者差异两者差异（表（表5 5）糖基化的意义糖基化的意义维护、运输信号、维护、运输信号、糖被糖被胰岛素分胰岛素分子的加工子的加工与成熟与成熟2 2蛋白质的蛋白质的水解和加工水解和加工（二蛋白质分选和运输的枢纽（二蛋白质分选和运输的枢纽3H

15、3H标记亮氨酸标记亮氨酸实验实验三种膜泡运输方式三种膜泡运输方式: : 1. 1. 笼形蛋白或网格笼形蛋白或网格蛋白蛋白(clathrin)(clathrin)包被包被小泡小泡2. COPII2. COPII包被小泡包被小泡3. COPI3. COPI包被小泡包被小泡 笼形蛋白或网格蛋白笼形蛋白或网格蛋白包被小泡包被小泡包被小泡包被小泡蛋白质运输蛋白质运输运输小泡寻靶运输小泡寻靶SNARE(soluble NSF attachment protein receptor,vSNARE,tSNARE)-乙酰基马来酰亚胺敏感因子接合蛋乙酰基马来酰亚胺敏感因子接合蛋白受体白受体内膜系统的动内膜系统的动

16、态性质态性质（三参与溶酶（三参与溶酶体的形成体的形成（四高尔基复（四高尔基复合体与细胞内膜合体与细胞内膜的交通：膜流的交通：膜流3H脉冲标记脉冲标记 第三节溶酶体(lysosome)发现、分布；细胞的消化器官发现、分布；细胞的消化器官溶酶体的溶酶体的结构结构中国仓鼠细胞内的溶酶体中国仓鼠细胞内的溶酶体（特异的红色染料所示（特异的红色染料所示) ) 溶酶体溶酶体Lysosome)Lysosome)细胞内细胞内“渣滓渣滓处理处理厂厂 高度异质性高度异质性一、溶酶体的形态结构与化学特征一、溶酶体的形态结构与化学特征 大小大小 单层膜性细胞器单层膜性细胞器 多种酸性水解酶多种酸性水解酶 膜上具有膜上具

17、有H+-ATPH+-ATP酶酶系统，质子泵系统，质子泵 标志酶：酸性水解酶标志酶：酸性水解酶 跨膜整合蛋白高度糖跨膜整合蛋白高度糖基化基化 膜上有特殊转运蛋白膜上有特殊转运蛋白二、溶酶体的类型二、溶酶体的类型 初级溶酶体初级溶酶体 次级溶酶体次级溶酶体 自噬溶酶体、异自噬溶酶体、异吞噬溶酶体吞噬溶酶体 三级溶酶体三级溶酶体 残余体残余体溶酶体类型功能转换示意图 自溶酶体髓样物质髓样物质 脂褐素脂褐素溶酶体酶的分选与成熟过程溶酶体酶的分选与成熟过程高尔基体如何分拣溶酶体的酶？高尔基体如何分拣溶酶体的酶？四、溶酶体的功能四、溶酶体的功能一、胞内物质分解与衰老细胞器的清除与更一、胞内物质分解与衰老细

18、胞器的清除与更新功能新功能二、溶酶体的物质消化分解作用与营养功能二、溶酶体的物质消化分解作用与营养功能溶酶体参与免疫过程溶酶体参与免疫过程三、防御保护功能三、防御保护功能( (矽肺矽肺) )矽肺矽肺张海超张海超 职业性尘肺病职业性尘肺病溶酶体与矽肺溶酶体与矽肺矽肺 silicosis 与溶酶体膜受损有关。胶原纤维结节，肺弹性降低。溶酶体与痛风溶酶体与痛风吞噬吞噬细菌细菌四、参与腺体组织细胞分泌调节四、参与腺体组织细胞分泌调节溶酶体与分泌颗粒溶酶体的外消化作用顶体反应）溶酶体的外消化作用顶体反应）五、在个体发生、发育过程中起重要作用五、在个体发生、发育过程中起重要作用( (顶体、破骨细胞顶体、破骨细胞) )溶酶体的外消化作用顶体反应）溶酶体的外消化作用顶体反应）溶酶体在器官发育中的作用溶酶体在器官发育中的作用溶酶体病溶酶体病粘多糖贮积病粘多糖贮积病溶酶体水解酶缺陷，造成酸性黏多糖溶酶体水解酶缺