细胞的内膜系统与囊泡运输课件

第五章细胞的内膜系统与

囊泡运输EndomambraneSystemandVesicularTransport基础医学院细胞生物学与遗传学教研室陈贤均第五章细胞的内膜系统与

囊泡运输Endomambran2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制2教学基本要求1.掌握内膜系统的概念及结构组成2.掌握粗面内质网、滑面内质网、高尔基复合体、溶酶体、过氧化物酶体的主要化学组成、结构特征和生理功能3.熟悉内膜系统之间在结构、功能及来源发生上的相互联系4.熟悉囊泡的主要类型及其在胞内五指转云中的重要作用

2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制2教学基2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制3内膜系统概述概念：细胞内，在结构、功能和发生方面有联系的膜性细胞器构成的体系称为内膜系统。包括内质网、高尔基复合体、溶酶体、内体、过氧化物酶体及分泌泡。功能：使细胞复杂的生命活动区域化，从而提高生命活动效率。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制3内膜系2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制4EndomembraneSystem:ThestructuralandfunctionalrelationshiporganellesincludingER,Golgicomplex,lysosome,endosomes,secretoryvesicles.Membrane-boundstructures(organelles)arefoundinalleukaryoticcells2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制4End2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制5第一节内质网内质网概述定义：内质网（endoplasmicreticulum,ER）是一类由大小、形态各异的膜性囊泡构成的细胞器。分布：分布于内质区，延伸至靠近细胞膜的外质区，普遍存在与各类细胞中（哺乳类成熟红细胞除外）。类型：粗面内质网和滑面内质网。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制5第一节2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制6本节主要内容内质网的化学组成内质网的一般形态结构内质网的类型内质网的主要功能2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制6本节主2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制7一、内质网的化学组成内质网以蛋白质和脂类为主要化学组成成分，二者比例大约为2:1。1.脂类磷脂（含量最多）甘油三酯胆固醇胆固醇脂神经节苷脂等2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制7一、内2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制82.蛋白质内质网膜上含有30多种不同的酶和酶系。根据功能特性可分为几种主要类型：（1）参与蛋白质加工、转移的多种酶类（2）与解毒功能有关的氧化反应电子传递酶类（3）与脂类代谢相关的酶类（4）与糖类代谢相关的酶类内质网的标志酶：葡萄糖-6-磷酸酶2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制82.蛋2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制9二、内质网的形态结构1.基本结构：内质网是由大小不同、形态各异的膜性小管、小泡和扁囊彼此联通所构成的三维网状膜系统。2.动态变化：在不同组织细胞中，或同种细胞的不同发育阶段及生理状态下，内质网的形态结构、数量分布和发达程度有很大差别。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制9二、内2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制10内质网的多种形态2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制10内质2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制11三、内质网的基本类型（一）粗面内质网(roughendoplasmicreticulum)1.形态：为整齐排列、相互连通的多层扁囊状结构，胞质面有核糖体附着。2.功能：主要和外输性蛋白、膜蛋白的合成、加工、转运有关。3.分布：蛋白分泌功能旺盛的细胞中，粗面内质网高度发达，肿瘤细胞和未分化细胞中相对较少。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制11三、2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制12（二）滑面内质网(smoothendoplasmicreticulum)1.形态：表面光滑的管、泡样网状结构，无核糖体附着，常见与粗面内质网相通。2.功能：是一种多功能细胞器，主要功能有解毒、糖代谢、脂代谢，参与肌肉收缩等。在不同细胞有不同功能。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制12（二2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制13RoughendoplasmicreticulumandSmoothendoplasmicreticulum

RERhasribosomesonthecytosolicsideofcontinuous,flattenedsacs(cisternae);SERisaninterconnectingnetworkoftubularmembraneelements.2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制13Ro2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制14（三）内质网的衍生结构在某些特殊组织细胞中存在着一些由内质网局部分化、衍生而来的异形结构。1.髓样体(myeloidbody):视网膜色素上皮细胞2.孔环状片层(annulatelamellae):生殖细胞、癌细胞等2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制14（三2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制15四、内质网的功能（一）粗面内质网的功能1.外输性蛋白的合成分泌（1）作为核糖体附着的支架（2）折叠与装配新生肽链（3）蛋白质的糖基化（4）蛋白质的胞内运输2.分泌蛋白合成的信号肽假说（1）信号肽假说涉及的细胞成分和结构（2）信号肽作用的具体过程（机制）3.跨膜蛋白的插入与转移（1）单次跨膜蛋白插入内质网膜的机制（2）多次跨膜蛋白插入内质网膜的机制TurntoPage292022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制15四、2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制161.外输性蛋白的合成分泌（1）作为核糖体附着的支架附着核糖体蛋白质合成起始于游离核糖体，完成于附着核糖体。附着核糖体合成的蛋白质有：分泌性蛋白(酶类、肽类激素、抗体等)，膜整合蛋白，内质网驻留蛋白，内膜系统各种细胞器内的可溶性蛋白（需要隔离或修饰）。ReturntoPage152022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制161.2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制17（2）折叠与装配新生肽链附着核糖体合成的肽链需在内质网腔中折叠与装配，形成特定空间结构。这一过程由分子伴侣协助完成。分子伴侣(molecularchaperone):

能够帮助多肽转运、折叠和组装的结合蛋白，本身不参与终产物的形成。分子伴侣的共同特点：在羧基端有-Lys-Asp-Glu-Leu四氨基酸滞留信号肽，该信号肽能与内质网膜上相应受体结合而滞留于网腔，因此也被称为驻留蛋白(retentionprotein)。ReturntoPage152022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制17（22022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制18常见的分子伴侣蛋白二硫键异构酶(proteindisulfideisomerase,PDI)重链结合蛋白(heavy-chainbindingprotein,BiP)钙网蛋白(calreticulin)葡萄糖调节蛋白94(glucoseregulatedptotein94)—内质网标志性分子伴侣ReturntoPage152022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制18常见2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制19（3）蛋白质的糖基化糖基化(glycosylation):

单糖或者寡糖与蛋白质之间通过共价键结合形成糖蛋白的过程。发生在粗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结合，称为N-连接糖基化，其识别序列为:Asn-X-Ser或Asn-X-Thr（X代表除Pro之外的任何氨基酸）。ReturntoPage152022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制19（32022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制20（4）蛋白质的胞内运输在粗面内质网内加工修饰的蛋白质以膜性小泡的形式运输。主要有两个运输途径：固有分泌：内质网→高尔基体→细胞外调节分泌：内质网→高尔基体→→细胞外接收信号ReturntoPage152022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制20（42022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制21ProteinexporttrafficalongthesecretorypathwayisgeneralprocessReturntoPage152022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制21Pr2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制222.分泌蛋白合成的信号肽假说（1）信号肽假说涉及的细胞成分和结构信号肽(signalpeptide)：是分泌蛋白或跨膜蛋白肽链N端的一段特殊氨基酸序列，是外输性蛋白在粗面内质网上合成的决定因素。信号识别颗粒(signalrecognitionparticle,SRP)：细胞质基质中能识别并结合信号肽和信号识别颗粒受体的蛋白质。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制222.2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制23信号识别颗粒受体(SRP-receptor,SRP-R)：内质网膜上能识别SRP并与之结合的蛋白。移位子(translocon)：内质网膜上的能够开闭的通道蛋白，开启信号是前三者的结合。以上四种成分的先后结合共同引导核糖体大亚基结合于内质网膜以及肽链穿越内质网膜进入内质网腔。ReturntoPage152022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制23信号2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制24（2）信号肽作用的具体过程（机制）①分泌蛋白新生态链在游离核糖体中开始合成②信号肽与SRP结合，肽链翻译暂停③信号肽结合的SRP与rER膜上的SRP-R结合，核糖体大亚基与rER膜上的通道蛋白移位子结合④内质网膜上肽链通道打开，肽链进入通道，SRP脱离核糖体与SRP-R⑤信号肽进入rER腔，信号肽切除，翻译继续进行，直至完成。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制24（22022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制25ReturntoPage152022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制25Re2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制263.跨膜蛋白的插入与转移（1）单次跨膜蛋白插入内质网膜的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——位于多肽链内部的信号肽序列，具有与N端信号肽同样的功能，到达移位子时被保留在脂双层中。(N端留在膜胞质侧,C端进入膜腔)新生肽链协同翻译插入机制起始转移信号肽(肽链N端)——启动肽链跨膜转移；停止转移信号肽(跨膜区终端)——使移位子由活性状态转为钝化状态，终止肽链转移。(C端留在膜胞质侧,N端进入膜腔)2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制263.2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制27ReturntoPage152022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制27Re2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制28（2）多次跨膜蛋白插入内质网膜的机制与单次跨膜蛋白的转移机制大致相同，在多次跨膜蛋白肽链上，存在两个或两个以上的疏水性起始转移肽序列（跨膜区始端）和停止转移肽序列（跨膜区终端）。ReturntoPage152022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制28（22022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制29（二）滑面内质网的功能1.参与脂类合成和转运2.

Breakdownofstoredglycogeninlivercells3.Detoxification

4.Calciumstorage5.与胃酸、胆汁的合成和分泌密切相关2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制29（二2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制301.参与脂类合成和转运合成脂类是滑面内质网最重要的功能之一。除线粒体特有的磷脂（心磷脂，？）外，细胞所需的全部膜脂几乎都由内质网合成。例如：磷脂（所有类型细胞）糖脂（所有类型细胞）脂肪（小肠上皮细胞）胆固醇（小肠，肝细胞）皮质激素（肾上腺，雌雄性腺）ReturntoPage292022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制301.2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制31（1）磷脂酰胆碱在内质网的合成过程①2脂酰辅酶A+3-磷酸甘油磷脂酸脂酰转移酶2CoA②磷脂酸二脂酰甘油磷酸酶Pi

③二脂酰甘油+C-P-P-胆碱磷脂酰胆碱磷酸胆碱转移酶C-PReturntoPage292022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制31（12022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制322.

BreakdownofstoredglycogeninlivercellsGlucose-6-phosphatase:G-6P→G3.Detoxification(mainlyinlivercells)。肝细胞滑面内质网有多种解毒的酶，通过对有毒物质的氧化、还原、水解、结合、甲基化等生化反应，使其降低或失去毒性。4.Calciumstorage:肌质网（sarcoplasmicreticulum）进行Ca2+的储存和释放。5.与胃酸、胆汁的合成和分泌密切相关ReturntoPage292022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制322.2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制33Calciumstorage:肌质网（sarcoplasmicreticulum）进行Ca2+的储存和释放。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制33Ca2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制34第二节高尔基复合体一、高尔基复合体的形态结构二、高尔基复合体的化学组成三、高尔基复合体的主要功能2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制34第二2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制35一、高尔基复合体的形态结构（一）高尔基复合体的形态高尔基复合体（Golgicomplex）是一种膜性囊、泡结构复合体，一般分三个组成部分。1.小囊泡(vesicles)

2.扁平囊泡(cisternae)凸面凹面3.大囊泡(vacuoles)

3212022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制35一、2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制36（二）高尔基复合体功能分区1.顺面高尔基网状结构(cisGolginetwork)，接受由内质网合成的物质并分类后转入中间膜囊。进

行蛋白分选，蛋白糖基

化、酰基化。2.高尔基中间膜囊(medial

Golgi)，蛋白质糖基化

及糖脂的合成。3.反面高尔基网状结构(trans

Golginetwork)，参与蛋

白质的分类、包装与分泌。3212022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制36（二2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制37（三）高尔基复合体在细胞中的分布形式1.无明显极性的细胞，例如神经细胞、白细胞等分布在核周围2.有明显极性的细胞，例如肠粘膜上皮细胞，外分泌腺细胞，分布在分泌端的细胞质中3.生长发育成熟、分泌功能旺盛的细胞，高尔基体发达、数量多2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制37（三2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制38二、高尔基体的化学构成高尔基体由脂类和蛋白质两大类成分构成。膜脂含量介于ER和质膜之间。（一）脂类（见教材P109表5-1）1.脑磷脂2.卵磷脂3.神经鞘磷脂4.磷脂酰丝氨酸5.胆固醇脂类约占膜成分的45%。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制38二、2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制39（二）蛋白质（见教材P109表5-2）蛋白质约占膜成分的55%，主要是酶，包括：1.糖基转移酶（特征性酶，糖蛋白、糖脂合成）2.硫基糖基转移酶（参与蛋白聚糖的合成）3.脂酰转移酶（磷脂合成，蛋白修饰）4.磷酸酶（脱磷酸基作用）5.蛋白激酶（蛋白的磷酸化与去磷酸化）6.磷脂酶类（磷脂水解代谢）7.氧化还原酶（氧化还原反应）8.甘露糖苷酶（糖代谢）2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制39（二2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制40三、高尔基复合体的功能1.蛋白质、脂类的糖基化在内质网上合成并由高尔基复合体运输的蛋白质，绝大多数是糖蛋白。（1）N-连接糖基化：寡糖结合部位是肽链中天冬酰胺的氨基上。N-连接起始于内质网，完成于高尔基复合体。（2）O-连接糖基化：寡糖结合部位是丝、苏和酪氨酸的OH基团，通常通过N-乙酰半乳糖连接。O-连接糖基化仅在高尔基体中进行。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制40三、2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制41许多糖蛋白同时具有N-连接的糖链和O-连接的糖链。蛋白质糖基化的意义蛋白质糖基化丰富了蛋白质种类与功能糖基化改变多肽的构象和增加蛋白质的稳定性。糖基有运输信号的作用2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制41许多2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制422.蛋白质修饰、加工和浓缩3.分泌蛋白的分类与包装3.蛋白运输与细胞分泌活动4.参与溶酶体的形成TurntoPage482022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制422.2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制43蛋白质的修饰除糖基化外，还有羧基化，酰基化，羟基化、硫酸化、磷酸化等乙酰化羟基化（3-羟脯氨酸）羧基化ReturntoPage422022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制43蛋白2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制44蛋白质加工包括肽链水解、二硫键的形成等。高尔基蛋白质二硫键异构酶催化二硫键重排ReturntoPage422022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制44蛋白2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制45高尔基体对蛋白质的分类依据蛋白质上的信号肽或信号斑。下表是一些典型的分选信号。功能信号序列输入细胞核-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-输出细胞核-Leu-Ala-Leu-Lys-Leu-Ala-Gly-Leu-Asp-Ile-输入线粒体+H3N-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-Gln-Ser-Ile-Arg-Phe-Phe-Lys-Pro-Ala-Thr-Arg-Thr-Leu-Cys-Ser-Ser-Arg-Tyr-Leu-Leu-输入质体+H3N-Met-Val-Ala-Met-Ala-Met-Ala-Ser-Leu-Gln-Ser-Ser-Met-Ser-Ser-Leu-Ser-Leu-Ser-Ser-Asn-Ser-Phe-Leu-Gly-Gln-Pro-Leu-Ser-Pro-Ile-Thr-Leu-Ser-Pro-Phe-Leu-Gln-Gly-输入过氧化物酶体-Ser-Lys-Leu-COO-输入内质网+H3N-Met-Met-Ser-Phe-Val-Ser-Leu-Leu-Leu-Val-Gly-Ile-Leu-Phe-Trp-Ala-Thr-Glu-Ala-Glu-Gln-Leu-Thr-Lys-Cys-Glu-Val-Phe-Gln-返回内质网-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-ReturntoPage422022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制45高尔2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制46高尔基复合体分泌蛋白有固有性分泌和调节性分泌两种形式。所有类型的细胞均能进行固有性分泌，特化的内、外分泌细胞才能进行调节性分泌。ReturntoPage422022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制46高尔2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制47ReturntoPage422022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制47Re2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制48第三节溶酶体（lysosome）一、溶酶体的形态结构及化学组成二、溶酶体的类型三、溶酶体的形成过程四、溶酶体的功能2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制48第三2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制49一、溶酶体的形态结构和化学组成（一）形态结构特点1.形态：单层生物膜包裹的圆形或卵圆形细胞器2.大小：直径0.05~数µm，

一般0.2~0.8µm3.数量：一个动物细胞中约含

几百个溶酶体，不同细胞中

数量差异很大。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制49一、2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制50（二）化学组成1.内容物化学组成含有60种以上的酸性水解酶，最适pH为5.0，标志酶是酸性磷酸酶；不同溶酶体所含酶不全相同。2.膜化学组成特征溶酶体膜腔面富含高度糖基化的跨膜糖蛋白，可防止溶酶体酶对自身膜结构的消化分解；溶酶体膜上嵌有质子泵，可将H+泵入溶酶体中，维持溶酶体酸性内环境。溶酶体在形态大小、数量分布、生理生化性质等方面都表现出高度异质性。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制50（二2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制51二、溶酶体的类型(一）按功能状态不同分三种类型1.初级溶酶体(primarylysosome)：刚从高尔基复合体分泌面分离形成的溶酶体特征形态上一般为不含颗粒物质的透明圆球状其中的酶通常处于非活性状态不含酶底物2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制51二、2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制522.次级溶酶体(secondarylysosome)：初级溶酶体与底物融合并相互作用即成为次级溶酶体特征次级溶酶体体积大，外形多不规则酶有活性，次级溶酶体是一种功能状态类型自嗜性溶酶体（autophagiclysosome）异嗜性溶酶体（phagolysosome）2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制522.2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制533.三级溶酶体（tertiarylysosome）：残留有不能消化分解物质的溶酶体，也称残余小体。酶活性特征酶活性逐渐降低，最终消失，进入溶酶体生理功能的终末状态去向以胞吐的方式释放到细胞外沉积于胞内而不被清除2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制533.2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制54存在形式脂褐质——衰老的神经细胞、心肌细胞、手和面部的表皮细胞。髓样结构——单核巨噬细胞系统的细胞、大肺泡细胞、肿瘤细胞、病毒感染细胞含铁小体——单核巨噬细胞系统的细胞2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制54存在2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制55此二图显示三级溶酶体2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制55此二2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制56按溶酶体的形成过程又可分为两类：1.内体性溶酶体(endolysosome)：高尔基体形成的运输小泡与细胞胞吞（饮）作用形成的内体(endsome)融合形成。2.吞噬性溶酶体(phagolysosome)：内体性溶酶体与自噬体或吞噬体融合形成。（又分自噬性溶酶体或异噬性溶酶体）2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制56按溶2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制57三、内体性溶酶体的形成1.内质网合成酶蛋白并糖基化成N-连接甘露糖糖蛋白2.甘露糖糖蛋白运至高尔基体，在形成面甘露糖被磷酸化成M-6-P(溶酶体酶分选标记)Transportofnewlysynthesizedhydrolasestolysosomes2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制57三、2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制583.在成熟面被M-6-P受体识别，包装成网格蛋白有被小泡，脱离高尔基体4.有被小泡脱被后与内体融合成内体性溶酶体5.在溶酶体膜上的H+质子泵作用下形成酸性内环境，溶酶体酶与M-6-P受体解离，去磷酸化，成熟Transportofnewlysynthesizedhydrolasestolysosomes2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制583.2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制592022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制592022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制60四、溶酶体的主要功能1.对细胞内物质的消化（自噬作用，异噬作用，生理性自溶，新陈代谢，自我保护，为细胞提供营养和能量）；2.参与甲状腺素的生成，调节激素分泌；3.参与骨质更新作用，在骨髓发生中消除陈旧骨质；4.协助精子与卵受精；5.参与某些动物机体器官组织的变态与退化。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制60四、2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制61上图：人手胚胎发育下图：蛙的变态发育过程5weeks6weeks7to8weekw2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制61上图2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制62第四节过氧化物酶体一、过氧化物酶体的形态结构二、过氧化物酶体的酶类组成三、过氧化物酶体的功能四、过氧化物酶体的的发生2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制62第四2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制63一、过氧化物酶体的形态结构1.形态：一层单位膜包裹的圆形、卵圆形或哑铃形膜性细胞器2.大小：直径0.2~1.5m，通常为0.5m。3.特征：常有类核体和边缘板2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制63一、2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制64烟草叶肉细胞中的过氧化物酶体，其中有规则的方形晶体2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制64烟草2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制65二、过氧化物酶体的酶类组成含一至多种氧化酶和过氧化氢酶（标志酶），已发现40多种氧化酶，其中尿酸氧化酶的含量极高（过高时形成晶体）。三、过氧化物酶体的功能解毒：分解过氧化氢，氧化其他有毒物质参与脂肪酸的氧化，为细胞提供能量调节细胞中O2分压，既可利用消耗、也可增加细胞细胞内的O22022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制65二、2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制66氧化酶用氧氧化底物，生成过氧化氢。RH2+O2→R+H2O2过氧化氢酶用过氧化氢氧化底物（如醛、醇、酚），生成水。R’H2+H2O2→R’+2H2O过氧化氢酶可分解细胞中的H2O2：2H2O2→2H2O+O22022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制66氧化2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制67四、过氧化氢酶体的发生有两种观点：来源于已存在过氧化物酶体的分裂，酶由游离核糖体合成。形成类似于溶酶体，酶由粗面内质网上的附着核糖体合成。引导蛋白质进入过氧化物酶体的信号序列是-Ser-Lys-Leu-COO-。内质网的标志酶：葡萄糖-6-磷酸酶高尔基体的标志酶：糖基转移酶溶酶体的标志酶：酸性磷酸酶/胞嘧啶单核苷酸酶过氧化物酶体的标志酶：过氧化氢酶2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制67四、2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制68第五节囊泡与囊泡转运一、囊泡及其类型1.囊泡的形成囊泡由质膜、高尔基体或内质网的特定区域通过芽生（外凸或内凹）形成；囊壁由质膜和包被蛋白构成；囊内容纳被运输物质。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制68第五2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制69非胞质面胞质面2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制69非胞2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制702.包被蛋白的作用（1）将膜塑造成囊泡，决定其外部特征。（2）选择性的将特定蛋白聚集在一起，决定物质的运输方向。3.囊泡的类型根据包被蛋白不同，囊泡分三个类型：（1）网格蛋白(clathrin)包被囊泡（2）COPI包被囊泡（3）COPII包被囊泡2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制702.2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制71ClathrincoatedvesiclesandCOPIvesicles2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制71Cl2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制72二、囊泡的功能囊泡的功能是胞内物质运输，不同类型的囊泡有不同的运输方向。衣被类型运输方向clathrin质膜→内体高尔基体→内体高尔基体→溶酶体COPⅠ

高尔基体→内质网COPⅡ

内质网→高尔基体表囊泡的类型与功能2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制72二、2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制73三、囊泡转运囊泡转运是将运输小泡沿着微管、微丝、中间纤维定向运输到特定靶细胞器的方式；马达蛋白和肌球蛋白水解ATP提供运输的动力。各类运输小泡能被准确转运到靶细胞器依赖于囊泡表面的标志蛋白与

靶膜上受体相互识别。识别之前需脱去包被；

融合有多种蛋白质协助

和参与，过程复杂。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制73三、2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制74四、膜流经细胞内吞和外吐作用，质膜与内膜系统间进行膜的循环运动，局部处于分离与融合的动态变化中。生物膜的此种动态变化被称为膜流。膜流在内质网、高尔基体、内体、溶酶体、运输泡、过氧化物酶体及质膜间发生，即内膜系统与细胞质膜间发生。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制74四、2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制75第六节内膜系统与医学的关系（自学）一、内质网的病理改变内质网的病理改变主要是肿胀、肥大、脱颗粒。1.肿胀，囊泡化：大囊泡状，细胞缺氧、遭受辐射、中毒、感染，阻塞，膜损伤，水、Na+流入等。2.肝细胞内质网肥大：网腔整体变大，代偿表现。机体抗感染、解毒作用。3.核糖体脱落：扁平囊状内质网表面核糖体减少。病毒性肝炎，细胞脱水。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制75第六2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制76二、高尔基体的病理改变1.分化程度低的细胞，肿瘤细胞，高尔基体不发达。2.细胞中毒、损伤、衰老在高尔基体表现为扩张、肥大、内容物变化、萎缩和消失。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制76二、2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制77三、溶酶体与疾病（一）溶酶体酶缺乏或缺陷性疾病1.Tay-Sachs病(泰-萨氏病，黑蒙性白痴)临床症状：从婴儿期（出生后6个月）开始，严重的智能与体能退化，2~3岁死亡发病机制：溶酶体内氨基己糖苷酯酶A缺陷或缺乏,神经节苷酯在以神经元为主的细胞中堆积2.II型糖原贮积病临床症状：低血糖，肝、肾肿大。发病机制：-1,4-葡糖苷酶缺乏，糖原沉积于脑、肝、肾、肾上腺、骨骼肌、心肌等多种组织器官。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制77三、2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制78（二）溶酶体酶外泄致组织损伤性疾病1.矽肺临床症状：肺组织纤维化（纤维细胞增生），弹性降低，功能障碍，呼吸困难发病机制：SiO2

尘粒被细胞吞噬后进入溶酶体→在溶酶体内形成矽酸分子→矽酸分子以其羧基与溶酶体膜受体或膜上的阳离子结合→膜结构及稳定性受破坏→溶酶体酶及矽酸泄漏→细胞自溶→矽再被吞噬进入溶酶体→……2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制78（二2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制792.痛风临床症状：高尿酸血症，痛风性急性关节炎，关节畸形，周身局部可出现红、肿、疼痛的症状。发病机制：嘌呤代谢紊乱→高尿酸血症→尿酸盐结晶沉积关节及多种组织→被白细胞吞噬→尿酸盐与溶酶体膜结合降低其稳定性→溶酶体破裂引起白细胞自溶和组织急性炎症。

尿酸盐在不同组织沉积可导致异物性肉芽肿和肾结石、肾炎。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制792.2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制80四、过氧化物酶体与疾病1.原发性过氧化物酶体缺陷所致的疾病遗传性无过氧化氢酶血症：过氧化氢酶缺乏Zellweger脑肝肾综合征：肝、肾细胞中过氧化物酶体及过氧化氢酶缺乏2.疾病过程中过氧化物酶体的病理改变甲亢，慢性酒精中毒，慢性低氧症等疾病时，肝细胞中过氧化物酶体数量增多甲状腺功能低下，肝脂肪变性，高血脂症等疾病时，过氧化物酶体数量减少、老化或发育不全。病毒、细菌、寄生虫感染，炎症或内毒素血症等疾病时，过氧化物酶体的数量、大小、形态和酶含量都会发生变化。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制80四、2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制812022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制812022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制82在知识的山峰上登得越高，眼前展现的影色就越壮阔。拉季谢夫2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制82在知第五章细胞的内膜系统与

囊泡运输EndomambraneSystemandVesicularTransport基础医学院细胞生物学与遗传学教研室陈贤均第五章细胞的内膜系统与

囊泡运输Endomambran2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制84教学基本要求1.掌握内膜系统的概念及结构组成2.掌握粗面内质网、滑面内质网、高尔基复合体、溶酶体、过氧化物酶体的主要化学组成、结构特征和生理功能3.熟悉内膜系统之间在结构、功能及来源发生上的相互联系4.熟悉囊泡的主要类型及其在胞内五指转云中的重要作用

2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制2教学基2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制85内膜系统概述概念：细胞内，在结构、功能和发生方面有联系的膜性细胞器构成的体系称为内膜系统。包括内质网、高尔基复合体、溶酶体、内体、过氧化物酶体及分泌泡。功能：使细胞复杂的生命活动区域化，从而提高生命活动效率。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制3内膜系2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制86EndomembraneSystem:ThestructuralandfunctionalrelationshiporganellesincludingER,Golgicomplex,lysosome,endosomes,secretoryvesicles.Membrane-boundstructures(organelles)arefoundinalleukaryoticcells2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制4End2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制87第一节内质网内质网概述定义：内质网（endoplasmicreticulum,ER）是一类由大小、形态各异的膜性囊泡构成的细胞器。分布：分布于内质区，延伸至靠近细胞膜的外质区，普遍存在与各类细胞中（哺乳类成熟红细胞除外）。类型：粗面内质网和滑面内质网。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制5第一节2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制88本节主要内容内质网的化学组成内质网的一般形态结构内质网的类型内质网的主要功能2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制6本节主2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制89一、内质网的化学组成内质网以蛋白质和脂类为主要化学组成成分，二者比例大约为2:1。1.脂类磷脂（含量最多）甘油三酯胆固醇胆固醇脂神经节苷脂等2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制7一、内2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制902.蛋白质内质网膜上含有30多种不同的酶和酶系。根据功能特性可分为几种主要类型：（1）参与蛋白质加工、转移的多种酶类（2）与解毒功能有关的氧化反应电子传递酶类（3）与脂类代谢相关的酶类（4）与糖类代谢相关的酶类内质网的标志酶：葡萄糖-6-磷酸酶2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制82.蛋2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制91二、内质网的形态结构1.基本结构：内质网是由大小不同、形态各异的膜性小管、小泡和扁囊彼此联通所构成的三维网状膜系统。2.动态变化：在不同组织细胞中，或同种细胞的不同发育阶段及生理状态下，内质网的形态结构、数量分布和发达程度有很大差别。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制9二、内2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制92内质网的多种形态2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制10内质2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制93三、内质网的基本类型（一）粗面内质网(roughendoplasmicreticulum)1.形态：为整齐排列、相互连通的多层扁囊状结构，胞质面有核糖体附着。2.功能：主要和外输性蛋白、膜蛋白的合成、加工、转运有关。3.分布：蛋白分泌功能旺盛的细胞中，粗面内质网高度发达，肿瘤细胞和未分化细胞中相对较少。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制11三、2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制94（二）滑面内质网(smoothendoplasmicreticulum)1.形态：表面光滑的管、泡样网状结构，无核糖体附着，常见与粗面内质网相通。2.功能：是一种多功能细胞器，主要功能有解毒、糖代谢、脂代谢，参与肌肉收缩等。在不同细胞有不同功能。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制12（二2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制95RoughendoplasmicreticulumandSmoothendoplasmicreticulum

RERhasribosomesonthecytosolicsideofcontinuous,flattenedsacs(cisternae);SERisaninterconnectingnetworkoftubularmembraneelements.2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制13Ro2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制96（三）内质网的衍生结构在某些特殊组织细胞中存在着一些由内质网局部分化、衍生而来的异形结构。1.髓样体(myeloidbody):视网膜色素上皮细胞2.孔环状片层(annulatelamellae):生殖细胞、癌细胞等2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制14（三2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制97四、内质网的功能（一）粗面内质网的功能1.外输性蛋白的合成分泌（1）作为核糖体附着的支架（2）折叠与装配新生肽链（3）蛋白质的糖基化（4）蛋白质的胞内运输2.分泌蛋白合成的信号肽假说（1）信号肽假说涉及的细胞成分和结构（2）信号肽作用的具体过程（机制）3.跨膜蛋白的插入与转移（1）单次跨膜蛋白插入内质网膜的机制（2）多次跨膜蛋白插入内质网膜的机制TurntoPage292022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制15四、2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制981.外输性蛋白的合成分泌（1）作为核糖体附着的支架附着核糖体蛋白质合成起始于游离核糖体，完成于附着核糖体。附着核糖体合成的蛋白质有：分泌性蛋白(酶类、肽类激素、抗体等)，膜整合蛋白，内质网驻留蛋白，内膜系统各种细胞器内的可溶性蛋白（需要隔离或修饰）。ReturntoPage152022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制161.2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制99（2）折叠与装配新生肽链附着核糖体合成的肽链需在内质网腔中折叠与装配，形成特定空间结构。这一过程由分子伴侣协助完成。分子伴侣(molecularchaperone):

能够帮助多肽转运、折叠和组装的结合蛋白，本身不参与终产物的形成。分子伴侣的共同特点：在羧基端有-Lys-Asp-Glu-Leu四氨基酸滞留信号肽，该信号肽能与内质网膜上相应受体结合而滞留于网腔，因此也被称为驻留蛋白(retentionprotein)。ReturntoPage152022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制17（22022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制100常见的分子伴侣蛋白二硫键异构酶(proteindisulfideisomerase,PDI)重链结合蛋白(heavy-chainbindingprotein,BiP)钙网蛋白(calreticulin)葡萄糖调节蛋白94(glucoseregulatedptotein94)—内质网标志性分子伴侣ReturntoPage152022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制18常见2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制101（3）蛋白质的糖基化糖基化(glycosylation):

单糖或者寡糖与蛋白质之间通过共价键结合形成糖蛋白的过程。发生在粗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结合，称为N-连接糖基化，其识别序列为:Asn-X-Ser或Asn-X-Thr（X代表除Pro之外的任何氨基酸）。ReturntoPage152022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制19（32022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制102（4）蛋白质的胞内运输在粗面内质网内加工修饰的蛋白质以膜性小泡的形式运输。主要有两个运输途径：固有分泌：内质网→高尔基体→细胞外调节分泌：内质网→高尔基体→→细胞外接收信号ReturntoPage152022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制20（42022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制103ProteinexporttrafficalongthesecretorypathwayisgeneralprocessReturntoPage152022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制21Pr2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制1042.分泌蛋白合成的信号肽假说（1）信号肽假说涉及的细胞成分和结构信号肽(signalpeptide)：是分泌蛋白或跨膜蛋白肽链N端的一段特殊氨基酸序列，是外输性蛋白在粗面内质网上合成的决定因素。信号识别颗粒(signalrecognitionparticle,SRP)：细胞质基质中能识别并结合信号肽和信号识别颗粒受体的蛋白质。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制222.2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制105信号识别颗粒受体(SRP-receptor,SRP-R)：内质网膜上能识别SRP并与之结合的蛋白。移位子(translocon)：内质网膜上的能够开闭的通道蛋白，开启信号是前三者的结合。以上四种成分的先后结合共同引导核糖体大亚基结合于内质网膜以及肽链穿越内质网膜进入内质网腔。ReturntoPage152022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制23信号2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制106（2）信号肽作用的具体过程（机制）①分泌蛋白新生态链在游离核糖体中开始合成②信号肽与SRP结合，肽链翻译暂停③信号肽结合的SRP与rER膜上的SRP-R结合，核糖体大亚基与rER膜上的通道蛋白移位子结合④内质网膜上肽链通道打开，肽链进入通道，SRP脱离核糖体与SRP-R⑤信号肽进入rER腔，信号肽切除，翻译继续进行，直至完成。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制24（22022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制107ReturntoPage152022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制25Re2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制1083.跨膜蛋白的插入与转移（1）单次跨膜蛋白插入内质网膜的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——位于多肽链内部的信号肽序列，具有与N端信号肽同样的功能，到达移位子时被保留在脂双层中。(N端留在膜胞质侧,C端进入膜腔)新生肽链协同翻译插入机制起始转移信号肽(肽链N端)——启动肽链跨膜转移；停止转移信号肽(跨膜区终端)——使移位子由活性状态转为钝化状态，终止肽链转移。(C端留在膜胞质侧,N端进入膜腔)2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制263.2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制109ReturntoPage152022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制27Re2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制110（2）多次跨膜蛋白插入内质网膜的机制与单次跨膜蛋白的转移机制大致相同，在多次跨膜蛋白肽链上，存在两个或两个以上的疏水性起始转移肽序列（跨膜区始端）和停止转移肽序列（跨膜区终端）。ReturntoPage152022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制28（22022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制111（二）滑面内质网的功能1.参与脂类合成和转运2.

Breakdownofstoredglycogeninlivercells3.Detoxification

4.Calciumstorage5.与胃酸、胆汁的合成和分泌密切相关2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制29（二2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制1121.参与脂类合成和转运合成脂类是滑面内质网最重要的功能之一。除线粒体特有的磷脂（心磷脂，？）外，细胞所需的全部膜脂几乎都由内质网合成。例如：磷脂（所有类型细胞）糖脂（所有类型细胞）脂肪（小肠上皮细胞）胆固醇（小肠，肝细胞）皮质激素（肾上腺，雌雄性腺）ReturntoPage292022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制301.2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制113（1）磷脂酰胆碱在内质网的合成过程①2脂酰辅酶A+3-磷酸甘油磷脂酸脂酰转移酶2CoA②磷脂酸二脂酰甘油磷酸酶Pi

③二脂酰甘油+C-P-P-胆碱磷脂酰胆碱磷酸胆碱转移酶C-PReturntoPage292022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制31（12022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制1142.

BreakdownofstoredglycogeninlivercellsGlucose-6-phosphatase:G-6P→G3.Detoxification(mainlyinlivercells)。肝细胞滑面内质网有多种解毒的酶，通过对有毒物质的氧化、还原、水解、结合、甲基化等生化反应，使其降低或失去毒性。4.Calciumstorage:肌质网（sarcoplasmicreticulum）进行Ca2+的储存和释放。5.与胃酸、胆汁的合成和分泌密切相关ReturntoPage292022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制322.2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制115Calciumstorage:肌质网（sarcoplasmicreticulum）进行Ca2+的储存和释放。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制33Ca2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制116第二节高尔基复合体一、高尔基复合体的形态结构二、高尔基复合体的化学组成三、高尔基复合体的主要功能2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制34第二2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制117一、高尔基复合体的形态结构（一）高尔基复合体的形态高尔基复合体（Golgicomplex）是一种膜性囊、泡结构复合体，一般分三个组成部分。1.小囊泡(vesicles)

2.扁平囊泡(cisternae)凸面凹面3.大囊泡(vacuoles)

3212022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制35一、2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制118（二）高尔基复合体功能分区1.顺面高尔基网状结构(cisGolginetwork)，接受由内质网合成的物质并分类后转入中间膜囊。进

行蛋白分选，蛋白糖基

化、酰基化。2.高尔基中间膜囊(medial

Golgi)，蛋白质糖基化

及糖脂的合成。3.反面高尔基网状结构(trans

Golginetwork)，参与蛋

白质的分类、包装与分泌。3212022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制36（二2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制119（三）高尔基复合体在细胞中的分布形式1.无明显极性的细胞，例如神经细胞、白细胞等分布在核周围2.有明显极性的细胞，例如肠粘膜上皮细胞，外分泌腺细胞，分布在分泌端的细胞质中3.生长发育成熟、分泌功能旺盛的细胞，高尔基体发达、数量多2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制37（三2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制120二、高尔基体的化学构成高尔基体由脂类和蛋白质两大类成分构成。膜脂含量介于ER和质膜之间。（一）脂类（见教材P109表5-1）1.脑磷脂2.卵磷脂3.神经鞘磷脂4.磷脂酰丝氨酸5.胆固醇脂类约占膜成分的45%。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制38二、2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制121（二）蛋白质（见教材P109表5-2）蛋白质约占膜成分的55%，主要是酶，包括：1.糖基转移酶（特征性酶，糖蛋白、糖脂合成）2.硫基糖基转移酶（参与蛋白聚糖的合成）3.脂酰转移酶（磷脂合成，蛋白修饰）4.磷酸酶（脱磷酸基作用）5.蛋白激酶（蛋白的磷酸化与去磷酸化）6.磷脂酶类（磷脂水解代谢）7.氧化还原酶（氧化还原反应）8.甘露糖苷酶（糖代谢）2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制39（二2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制122三、高尔基复合体的功能1.蛋白质、脂类的糖基化在内质网上合成并由高尔基复合体运输的蛋白质，绝大多数是糖蛋白。（1）N-连接糖基化：寡糖结合部位是肽链中天冬酰胺的氨基上。N-连接起始于内质网，完成于高尔基复合体。（2）O-连接糖基化：寡糖结合部位是丝、苏和酪氨酸的OH基团，通常通过N-乙酰半乳糖连接。O-连接糖基化仅在高尔基体中进行。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制40三、2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制123许多糖蛋白同时具有N-连接的糖链和O-连接的糖链。蛋白质糖基化的意义蛋白质糖基化丰富了蛋白质种类与功能糖基化改变多肽的构象和增加蛋白质的稳定性。糖基有运输信号的作用2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制41许多2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制1242.蛋白质修饰、加工和浓缩3.分泌蛋白的分类与包装3.蛋白运输与细胞分泌活动4.参与溶酶体的形成TurntoPage482022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制422.2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制125蛋白质的修饰除糖基化外，还有羧基化，酰基化，羟基化、硫酸化、磷酸化等乙酰化羟基化（3-羟脯氨酸）羧基化ReturntoPage422022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制43蛋白2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制126蛋白质加工包括肽链水解、二硫键的形成等。高尔基蛋白质二硫键异构酶催化二硫键重排ReturntoPage422022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制44蛋白2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制127高尔基体对蛋白质的分类依据蛋白质上的信号肽或信号斑。下表是一些典型的分选信号。功能信号序列输入细胞核-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-输出细胞核-Leu-Ala-Leu-Lys-Leu-Ala-Gly-Leu-Asp-Ile-输入线粒体+H3N-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-Gln-Ser-Ile-Arg-Phe-Phe-Lys-Pro-Ala-Thr-Arg-Thr-Leu-Cys-Ser-Ser-Arg-Tyr-Leu-Leu-输入质体+H3N-Met-Val-Ala-Met-Ala-Met-Ala-Ser-Leu-Gln-Ser-Ser-Met-Ser-Ser-Leu-Ser-Leu-Ser-Ser-Asn-Ser-Phe-Leu-Gly-Gln-Pro-Leu-Ser-Pro-Ile-Thr-Leu-Ser-Pro-Phe-Leu-Gln-Gly-输入过氧化物酶体-Ser-Lys-Leu-COO-输入内质网+H3N-Met-Met-Ser-Phe-Val-Ser-Leu-Leu-Leu-Val-Gly-Ile-Leu-Phe-Trp-Ala-Thr-Glu-Ala-Glu-Gln-Leu-Thr-Lys-Cys-Glu-Val-Phe-Gln-返回内质网-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-ReturntoPage422022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制45高尔2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制128高尔基复合体分泌蛋白有固有性分泌和调节性分泌两种形式。所有类型的细胞均能进行固有性分泌，特化的内、外分泌细胞才能进行调节性分泌。ReturntoPage422022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制46高尔2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制129ReturntoPage422022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制47Re2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制130第三节溶酶体（lysosome）一、溶酶体的形态结构及化学组成二、溶酶体的类型三、溶酶体的形成过程四、溶酶体的功能2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制48第三2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制131一、溶酶体的形态结构和化学组成（一）形态结构特点1.形态：单层生物膜包裹的圆形或卵圆形细胞器2.大小：直径0.05~数µm，

一般0.2~0.8µm3.数量：一个动物细胞中约含

几百个溶酶体，不同细胞中

数量差异很大。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制49一、2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制132（二）化学组成1.内容物化学组成含有60种以上的酸性水解酶，最适pH为5.0，标志酶是酸性磷酸酶；不同溶酶体所含酶不全相同。2.膜化学组成特征溶酶体膜腔面富含高度糖基化的跨膜糖蛋白，可防止溶酶体酶对自身膜结构的消化分解；溶酶体膜上嵌有质子泵，可将H+泵入溶酶体中，维持溶酶体酸性内环境。溶酶体在形态大小、数量分布、生理生化性质等方面都表现出高度异质性。2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制50（二2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制133二、溶酶体的类型(一）按功能状态不同分三种类型1.初级溶酶体(primarylysosome)：刚从高尔基复合体分泌面分离形成的溶酶体特征形态上一般为不含颗粒物质的透明圆球状其中的酶通常处于非活性状态不含酶底物2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制51二、2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制1342.次级溶酶体(secondarylysosome)：初级溶酶体与底物融合并相互作用即成为次级溶酶体特征次级溶酶体体积大，外形多不规则酶有活性，次级溶酶体是一种功能状态类型自嗜性溶酶体（autophagiclysosome）异嗜性溶酶体（phagolysosome）2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制522.2022/12/31细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制1353.三级溶酶体（tertiarylysosome）：残留有不能消化分解物质的溶酶体，也称残余小体。酶活性特征酶活性逐渐降低，最终消失，进入溶酶体生理功能的终末状态去向以胞吐的方式释放到细胞外沉积于胞内而不被清除2022/12/29细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制533.2022/12/31