分子细胞生物学――细胞内膜系统

第一节细胞内膜系统

真核细胞在进化上的一个显著特点就是形成了发达的细胞内膜系统，将细胞分隔成许多膜界区室，虽然这些区室具有各自独立的结构和功能，但它们又是紧密相关的，尤其是它们的膜结构是相互转换的，膜转换是通过蛋白质分选(proteinsorting)和膜运输实现的。1、细胞内膜系统的概念

膜界区室(membrane-boundcompartments)，也称膜界细胞器(membrane-boundorganelles)。

细胞内膜系统(endomembranesystem)指在结构、功能或发生上相关的细胞内膜形成的细胞内区室的总称，包括核被膜、内质网、高尔基复合体及其形成的溶酶体和分泌泡等，以及其它膜界区室，如线粒体和微体等。

内膜系统为真核细胞所特有，是完成真核细胞生命活动过程的必需结构。在这个系统中，各细胞器间及细胞器与其存在的胞质溶胶间彼此互相关联、高度协调地进行细胞内物质代谢过程和生命活动。

线粒体、叶绿体、过氧化物酶体和细胞核等的独立性较强，并且有特别的功能；其他几种膜界细胞器，如内质网、高尔基体、溶酶体和小泡，虽然有不同的结构和功能，但是都参与蛋白质的加工、分选和膜泡运输，形成了一个特别的细胞内系统。

细胞内的胞质溶胶被内膜分隔成许多区室，每个区室至少有一层生物膜包裹，它们在细胞内按功能分层次分布。肝细胞中主要膜界细胞器的体积比细胞器每细胞所含数量细胞内的百分比胞质溶胶154线粒体170022内质网112细胞核16高尔基体13过氧化物酶体4001溶酶体3001内体2001膜界区室的主要功能细胞区室主要功能胞质溶胶代谢的主要场所；蛋白质合成部位细胞核基因组存在场所，DNA和RNA的合成地内质网大多数脂的合成场所，蛋白质合成和集散地高尔基体蛋白质和脂的修饰、分选和包装溶酶体细胞内的降解作用内体内吞物质的分选线粒体通过氧化磷酸化合成ATP过氧化物酶体毒性分子的氧化2、内膜系统的动态性质内膜系统的最大特点是其动态性质。内膜系统中的结构是不断变化的，其膜界区室的形态和位置均处于流动状态。正是这种流动状态，将细胞的合成活动、分泌活动和内吞活动连成了一个网络结构，在各区室之间的运输膜泡来回穿梭，使内膜系统的结构处于动态平衡之中。原核细胞没有膜界细胞器，真核细胞是由原核细胞进化而来，那么，膜界细胞器是如何进化的呢？真核细胞的膜界细胞器的进化有两种途径，一种是线粒体和叶绿体的进化模式，即内共生途径；其余内膜系统则是通过细胞质膜的内陷分化途径形成的。3、膜界细胞器的进化

核膜和内质网膜进化的可能途径细菌中的DNA是同膜结合在一起的，通过质膜的内陷将DNA包裹在一个膜结构中，并逐渐形成两层核膜。在古代的细菌中一些核糖体也是附着在质膜上，随着质膜的内陷和核膜的形成，核糖体就结合在核膜的外膜上逐渐进化形成内质网。这一模型较好地说明了为什么核膜是双膜结构，而且在外膜上有核糖体的存在。核膜和ER膜进化的可能途径

内膜系统为真核细胞所特有，是完成真核细胞生命活动过程的必需结构。内膜系统的形成，使得真核细胞内部结构区室化和复杂化，正是这种区室化和复杂化，保证了细胞生命活动的顺利进行。在这个系统中，各细胞器间及细胞器与其存在的胞质溶胶间彼此互相关联、高度协调地进行细胞内物质代谢过程和生命活动。4、内膜系统形成的意义

从系统发生来看内膜系统起源于质膜的内陷和内共生(线粒体、叶绿体)，从个体发生来看新细胞的内膜系统来源于原有内膜系统的分裂。细胞不能从无到有地产生所有膜性细胞器，新的膜性细胞器来源于已存在细胞器的分裂。当细胞进行分裂时，不仅要进行染色体和细胞核的复制，同时各种细胞器通过吸收新合成的化学成分生长，然后随着细胞的分裂分配到子细胞中。

如果彻底移除细胞内所有的过氧化物酶体，细胞根本不能重建新的过氧化物酶体，因为过氧化物酶体中具有选择性地接受细胞质内合成的蛋白质的转位因子(translocator)。5、细胞内膜系统的增殖

内膜系统形成了一种胞内网络结构，有两个方面功能：

①扩大膜的总面积，为酶提供附着的支架，如脂肪代谢、氧化磷酸化相关的酶都结合在细胞膜上。

②将细胞内部区分为不同的功能区域，保证各种生化反应所需的独特的环境。6、细胞内膜系统的功能内质网EndoplasimicReticulum，ER高尔基体GolgiComplex溶酶体Lysosome微体Microbody(Peroxisome)本章介绍以下几种细胞器第二节内质网

内质网是细胞内由膜构成的小管(ERtubule)、小泡(ERvesicle)、扁囊(ERlamina)连接成的连续的、封闭的网状膜系统，也称为内质网膜系统。膜厚5～6nrn。内质网膜围成的腔称为内质网腔。内质网腔一般均有明显的腔隙，但也有很狭窄的。可把小管、小泡、扁囊看作是构成内质网膜的单位结构(unitstructure)。一些细胞中这三种单位结构全存在，而另一些细胞中只具有其中的一种或二种。

内质网构成整个细胞质量的15～20％，其中含细胞RNA的50~60%。RE膜约占膜系统的一半，细胞体积的10％。

内质网是内膜构成的封闭的网状管道系统。可分为粗面内质网(roughendoplasimicreticulum,RER)和滑面内质网(smoothendoplasimicreticulum,SER)两类。

RER呈扁平囊状，排列整齐，膜围成的空间为ER腔，膜外有核糖体附着。SER呈分支管状或小泡状、无核糖体附着。细胞不含纯粹的RER或SER，它们分别是ER连续结构的一部分。一、内质网的形态结构

内质网的形态变异很大，其形态结构、分布状态和数量多少在不同细胞中不同，常与细胞的类型、生理功能状态、分化程度以及环境条件等有关。同一细胞不同区域的内质网其形态也会随发育时期、生理状态不同而异。

内质网的主要化学成份是蛋白质和脂。ER约有30多种膜结合蛋白，另有30多种蛋白位于内质网腔。内质网膜的脂类较细胞膜的少，主要是磷脂、中性脂和神经节苷脂等。二、内质网的化学组成

内质网膜的化学组成与线粒体外膜很相似，蛋白质占重量的60～70%，磷脂约占30～40%。在磷脂中，磷脂酰胆碱占55～58%，磷脂酰乙醇胺占20～25%，磷脂酰丝氨酸5～10％，磷脂酰肌醇占5～10%，鞘磷脂占4～7%。内质网膜蛋白质的含量比细胞膜的多，约有30多种膜结合蛋白，这些蛋白质多数以酶的形式出现，分布具有异质性。1、脂类与蛋白质

葡糖-6-磷酸酶普遍存在于内质网，被认为是标志酶。

滑面内质网存在许多代谢酶系，主要有NADH-细胞色素P450还原酶、NADH-细胞色素B5还原酶、ATP酶、NADH-细胞色素C还原酶、5’核苷酸酶、核苷焦磷酸酶、细胞色素b5、细胞色素P450、核苷二磷酸酶、β-葡萄糖醛酸苷酶、酯酶以及合成甘油、脂酸及胆固醇的酶。2、代谢酶系微粒体上检测到的滑面内质网上存在的酶类

催化类型酶作用部位碳水化合物代谢葡萄糖-6-磷酸酶腔中

β-葡糖醛酸酶腔中葡糖醛酸转移酶腔中糖基转移酶胞质溶胶脂代谢脂肪酸CoA连接酶胞质溶胶磷脂醛磷酸酶胞质溶胶胆固醇羟基化酶胞质溶胶转磷酸胆碱酶胞质溶胶磷脂转位酶胞质溶胶和腔中与药物脱毒细胞色素P-450胞质溶胶相关的氧化酶

NADPH-细胞色素P-450还原酶胞质溶胶细胞色素b5

胞质溶胶

NADH-细胞色素b5还原酶胞质溶胶蛋白质的加工信号肽酶腔中蛋白二硫异构酶腔中

内质网膜中有丰富的细胞色素P450，占微粒体膜蛋白的10%，是跨膜蛋白。细胞色素P450是内质网电子传递链中的一个组成部分，这条电子传递链中还含有NADPH-细胞色素P450还原酶和磷脂酰胆碱。参与这一电子转移的另一种重要的酶是细胞色素b5，它也是还原酶，含有NADH。3、细胞色素P450与电子传递链

微粒体(microsome)是在细胞匀浆和差速离心过程中获得的由破碎的内质网膜和高尔基体膜自我融合形成的近似球形的膜囊泡结构(Φ100-200nm)。在体外实验中，具有蛋白质合成、蛋白质糖基化和脂类合成等内质网的基本功能。三、微粒体★使细胞质区域化，为物质代谢提供特定的内环境。★扩大膜的表面积，有利于酶的分布提高代谢效率。★为蛋白质，脂类和糖类的重要合成基地。★参与物质运输，物质交换和解毒作用。★对细胞起机械支持作用。四、ER的功能ER主要功能是合成蛋白质和脂类，分泌性蛋白和跨膜蛋白都在ER中合成。

ER合成的脂类除满足自身需要外，还提供给高尔基体、溶酶体、质膜、线粒体等膜性细胞结构。（一）蛋白质合成与转运粗面内质网的主要功能是帮助转运核糖体合成的蛋白质。蛋白质插入或穿过生物膜的过程称为蛋白质移位或蛋白质转运(proteintranslocation)。

蛋白质都是在核糖体上合成的，并且起始于细胞质基质，但有些蛋白质在合成开始不久后便转到内质网上合成，以这种方式合成和转运的蛋白质有两类：一类是跨膜蛋白，它们只部分穿膜，埋在内质网膜中；另一类是可溶性蛋白，它们则全部穿膜，进入内质网腔。

这些蛋白质主要有：①跨膜蛋白，并且决定膜蛋白在膜中的排列方式；②向细胞外分泌的蛋白、如抗体、激素；③需要与其它细胞组分严格分开的酶，如溶酶体的各种水解酶；④需要进行修饰的蛋白，如糖蛋白。真核细胞中膜结合核糖体和游离核糖体合成的某些蛋白膜结合核糖体游离核糖体分泌蛋白可溶性胞质溶胶蛋白肽类激素脂锚定膜蛋白(位于质膜的胞质面)生长因子外周蛋白(质膜的胞质面)消化酶类核基因编码的线粒体蛋白血清蛋白核基因编码的叶绿体蛋白细胞外基质蛋白过氧化物酶体蛋白释放到ER腔中的蛋白核蛋白RER中的酶类高尔基复合体的酶溶酶体的酶

整合膜蛋白

ER膜的糖蛋白

高尔基体的膜糖蛋白

溶酶体膜糖蛋白

质膜糖蛋白

核膜糖蛋白

脂锚定质膜蛋白

质膜的外周蛋白(位于质膜的外侧面)

1、蛋白质共翻译转运

蛋白质共翻译转运(co-translationaltranslocation)指核糖体上合成的蛋白质通过定位信号，一边翻译一边进入内质网，由于这种转运定位是在蛋白质翻译的同时进行的，故称为共翻译转运。

由于多肽链一端输入内质网时，其余部分正在合成，蛋白质不可能释放到细胞质基质，也不会折叠，因此不需要伴侣蛋白的帮助，也不需要ATP水解提供能量，可利用蛋白质合成的能量使多肽链穿膜转运。所有这些蛋白质，不管以后命运如何，都以同样的分选信号和类似的机制穿入内质网膜。①信号肽(signalpeptide)②信号识别颗粒(signalrecognitionparticle,SRP)③停靠蛋白(dockingprotein)/SRP受体④转位复合物/移位器(translocator)⑤停止转运序列(stoptransfersequence)⑥信号肽酶(signalpeptidase)蛋白质共翻译转运涉及的成分

在成熟mRNA5’端起始密码之后，有一组编码特殊氨基酸序列的密码子，称为信号密码，由信号密码翻译出的肽链，叫做信号肽，也称起始转移序列。

信号肽一般含16~30个氨基酸残基，其N-端含1个或多个带正电荷的氨基酸，其后是6～12个连续的疏水残基。在蛋白质合成中将核糖体引导到内质网，进入内质网腔后通常被切除。①信号序列

内质网蛋白质在核糖体上合成时，首先合成N-末端信号肽，一旦信号肽从核糖体露出，即与信号识别颗粒(signalrecognitionparticle简称SRP)结合，形成核糖体-信号肽-SRP复合体，并很快与位于内质网膜上的SRP受体结合，使核糖体附着到内质网膜上。

核糖体同内质网的结合受制于mRNA中特定的密码序列(翻译成信号肽)，具有信号肽的新生肽才能连同核糖体一起附着到内质网膜的特定部位，因此，核糖体同内质网的结合是功能性结合，具有功能性和暂时性，并受时间和空间的限制。

在蛋白质共翻译转运过程中，信号序列的N-端始终朝向内质网的外侧，插入蛋白质转运通道后与通道内的受体(信号序列结合位点)结合，其后的肽序列以袢环的形式通过运输通道。

信号肽的两个基本作用：①通过与SRP的识别和结合，引导核糖体与内质网结合；②通过信号序列的疏水性，引导新生肽跨膜转运。

由于信号肽也是引导肽链进入内质网腔的一段序列，故又称起始转移序列(starttransfersequence)或起始转移信号(start-transfersignal)。②信号识别颗粒信号识别颗粒(signalrecognitionpartical，SRP)是一种核糖核酸蛋白复合体，沉降系数为11S，含有分子量为72kDa、68kDa、54kDa、19kDa、14kDa及9kDa的6条多肽和一个7S(长约300个核苷酸)的scRNA。

SRP有三个功能部位：与核糖体结合的翻译暂停结构域(P9/P14)、信号肽识别结合位点(P54)、SRP受体结合位点(P68/P72)。SRP能够识别刚从游离核糖体上合成出来的信号肽，并与之结合，暂时中止新生肽的合成，同时与内质网上的停靠蛋白结合，使核糖体附着到内质网膜上，并进行新生肽的转移。

SRP的信号肽结合位点是一个衬有甲硫氨酸的疏水大口袋，由于甲硫氨酸有一个易弯曲的侧链，使口袋有足够的可塑性以适应不同形状的疏水序列。当SRP与核糖体和信号肽结合后，可引起蛋白质合成的暂停，使核糖体有足够时间在多肽链合成完成前结合到内质网膜上，以保证蛋白质不释放到细胞质基质中。停靠蛋白(dockingprotein)即SRP在内质网膜上的受体，是内质网膜的整合蛋白，异二聚体。它能够与结合有信号序列的SRP(SRP-核糖体复合体)结合，引导正在合成蛋白质的核糖体停靠到内质网膜上的蛋白质转运子上。一旦核糖体与蛋白质转运子结合，SRP即与SRP受体解离。③停靠蛋白(SRP受体)

在GTP结合和水解过程中，可引起SRP和SRP受体发生构型变化，从而导致两者解离。SRP和SRP受体都是G蛋白，它们不仅将合成蛋白质的核糖体引导到内质网，而且通过GTP-GDP的交换，将内质网膜中的转位复合物(translocon)通道打开，让信号序列与之结合。GTP水解作为信号序列转运的能量来源。

转位器(translocon)也称转位子，为多亚基跨ER膜蛋白，由3-4个Sec61蛋白组成，每个Sec61蛋白又由3条肽链组成，最后装配成炸面圈样结构，中间有一个水溶性孔道。当核糖体与转位器结合后，转位器的中央孔与核糖体大亚基的中央通道对齐，生长中的多肽链就从孔道中穿入内质网腔。由Sec61组成的转位器不仅可以开放中央孔道，而且可以侧向开口。④转位复合物(转位器)Sec61转位器的中央孔是一个动态结构，仅在核糖体附着时才短暂开放，让多肽链进入内质网腔。信号肽是转运子中央孔开放的触发因素。信号肽从SRP释放后即与蛋白质转运子的特殊部位接触，从而开启了孔道。因此，信号肽有两种功能，一是在细胞质基质被SRP识别，引导蛋白质到内质网膜；二是被内质网膜上转运子识别，作为起始穿膜信号与蛋白质转运子结合，让多肽链的其余部分通过转运子中央孔形成一个环袢。

在信号肽附近有一个酶切位点，当多肽链C-末端通过转运子中央孔时，信号肽酶可识别这一位点而把信号肽切除，使多肽链释放到内质网腔内而信号肽留在转运子上。随后蛋白质转运子侧向开放，让信号肽弥散到脂双层中，并很快被其他蛋白酶降解。⑤停止转移序列停止转移序列(stoptransfersequence)是肽链上的一段特殊序列，与内质网膜有较高亲合力，能阻止肽链继续进入内质网腔，从而使其成为跨膜蛋白质。信号假说(Signalhypothesis)

蛋白质上的信号肽，指导(分泌)蛋白质转至内质网上合成。

信号肽与SRP结合使肽链延伸暂停→SRP与受体结合引导核糖体停泊于内质网膜上，并使转位通道开启→SRP脱离信号肽，肽链继续合成，同时信号肽引导新生肽链进入内质网腔→信号肽被切除，肽链延伸至终止→翻译体系解散。

由于多肽链一端输入内质网时，其余部分正在合成，蛋白质不可能释放到细胞质基质，也不会折叠，因此不需要伴侣蛋白的帮助，也不需要水解ATP提供能量，可借助蛋白质合成的能量使多肽链穿膜转运。所有这些蛋白质，不管以后命运如何，都以同样的分选信号和类似的机制穿过内质网膜。1)在胞质游离核糖体上以mRNA为模板，合成出N端包含信号肽的最初约70个氨基酸残基。

2)SRP与新生肽链N端的信号肽及GTP结合，并结合核糖体使多肽合成暂停，SRP引导核糖体-多肽-SRP复合体，识别结合ER膜上的与GTP结合的SRP受体．通过水解GTP使SRP解离并再利用，多肽链开始继续延长。

3)核糖体大亚基与核糖体受体结合，锚定于ER膜上，水解GTP供能，诱导肽转位复合物开放跨ER膜通道，新生信号肽插入内质网。2、可溶性蛋白的合成与转移4)信号肽启动肽链转位，延长的多肽直接经核糖体及跨ER膜通道进入内质网腔。

5)内质网腔HSP70消耗ATP，促进延伸多肽进入ER腔并折叠为功能构象。3、跨膜蛋白的合成与转运

跨膜蛋白的运输过程要比可溶性蛋白质复杂，因为跨膜蛋白的多肽链一部分穿过脂双层、另一部分留在脂双层中。跨膜蛋白运输过程的前半部分，即从细胞质基质到内质网膜的运输，是与可溶性蛋白质一样的，也是由SRP、SRP受体以及内质网蛋白质转运器协同完成的；运输过程的后半部分随不同跨膜蛋白而异，与其穿膜信号的位置和数目有关。

大多数跨膜蛋白有一个起始转移信号(start-transfersignal)和一个终止转移信号(stoptransfersignal)，它们都是多肽链中的疏水氨基酸序列，根据穿膜信号的位置和数目，在蛋白质合成和运输过程中形成不同类型的跨膜蛋白。

内含信号序列(internalsignalsequence)又称内含信号肽，它不位于N-末端，但具信号肽的作用。它首先作为信号序列与SRP一起将核糖体附着到内质网，然后作为起始转移信号与蛋白质转运通道结合引导新生肽的转移。因内含信号序列是不可切除的，又是疏水性的，所以它是膜蛋白的一部分。如果共翻译转运蛋白质中只有一个内含信号序列，那么合成的蛋白就是单次跨膜蛋白。①内含信号序列与单次跨膜蛋白

内含信号肽可以两种不同的取向与蛋白质转运器结合：如果内部穿膜信号靠近N-末端区带正电荷的氨基酸多，则多肽链的C-末端位于内质网腔面，N-末端留在细胞质基质面；如果内部穿膜信号C-末端区带正电荷氨基酸多，则多肽链的N-末端位于内质网腔面。停/终止转移肽(stop-transferpeptide)也与单次跨膜蛋白的形成相关。由停止转移信号的作用而形成单次跨膜的蛋白，其在结构上只有一个停止转移信号序列，而没有内含转移信号，但在N-端有一个信号肽作为转移起始信号。

此类蛋白在N-末端信号序列的作用下进行共翻译转运，当停止转移信号进入通道时，与通道内的结合位点相互作用，使通道转运蛋白失活，从而停止蛋白质的转运。因N-末端的信号肽是可切除的，信号序列被切除后形成单次跨膜蛋白。②停止转移肽与单次跨膜蛋白二次跨膜和多次跨膜蛋白质则有≥1个起始跨膜信号及≥1个停止转移信号，跨膜区域的形成与内含信号序列和终止转移信号相关。如果是二次跨膜，则含有一个内含信号序列和一个停止转移信号。③二次与多次跨膜蛋白

内含信号序列形成一个跨膜区，停止转移序列形成一个跨膜区，二者相加就形成二次跨膜蛋白。多次跨膜蛋白的形成则含有多个内含信号序列和多个停止转移信号。

用重组DNA技术的实验表明，起始跨膜信号与终止跨膜信号的区别主要在于它们在跨膜过程中的相对次序。

SRP对一个非折叠多肽链从N-末端到C-末端进行扫描，从核糖体露出来的第一个疏水氨基酸序列就是起始跨膜信号，起动跨膜过程，第二个疏水氨基酸序列则是终止跨膜信号，使位于两个信号之间的肽链穿膜。然后继续扫描和跨膜，即第三个又是起始跨膜信号、第四个是终止跨膜信号，直到多肽链中所有的疏水氨基酸序列都插入内质网膜中。

由于跨膜蛋白质总是从内质网的细胞质基质面插入，相同的多肽链会在内质网脂双层中有相同的取向，从而使内质网膜具有不对称性，即暴露在内质网膜胞质面和腔面的跨膜蛋白结构域是不一样的。这种不对称性在经小泡运输转至具他细胞器或细胞膜时一直保持着，因此跨膜蛋白插入内质网膜的方式决定了所有膜结构中蛋白质的取向。

蛋白质折叠需要内质网腔的可溶性驻留蛋白，如蛋白二硫键异构酶（PDI)、结合蛋白（Bip)、葡萄糖调节蛋白94（Grp94）等分子伴侣的参与。这类蛋白能识别正在合成的或一部分折叠的多肽并与之结合，予以正确折叠。但在这一过程中其本身并不参与最终产物的形成，只起陪伴作用，故得名分子伴侣。4、蛋白质在内质网腔的折叠1.蛋白二硫键异构酶(PDI)

反复切断错误结合的二硫键，使新生肽达到自由能最低状态，从而形成正确折叠的新生蛋白。

2.结合蛋白(bindingprotein,Bip)

与折叠不正常肽链结合予以滞留，待折叠正确后被进一步转运至高尔基体。

3.葡萄糖调节蛋白(Grp94)

又称内质网素，参与新生肽折叠转运。

4.钙网素(calreticulin)

参与糖蛋白折叠。（二）蛋白质的修饰与加工

蛋白质的修饰与加工包括：糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成等，其中最主要的是糖基化。几乎所有内质网上合成的蛋白质最终都要被糖基化。糖基化的作用是：①使蛋白质能够抵抗消化酶的作用；②赋予蛋白质传导信号的功能；③某些蛋白只有在糖基化之后才能正确折叠。新生肽进入ER腔后除要进行正确的折叠外，还要经过各种修饰之后才能运送到其它的部位。糖基一般连接在4种氨基酸上，分为2类连接。

O-连接的糖基化(O-linkedglycosylation)主要在高尔基体上进行，连于丝氨酸、苏氨酸或羟赖氨酸残基上。

N-连接的糖基化(N-linkedglycosylation)在内质网上进行，连于天冬酰胺残基上。1、糖基化蛋白质糖基化类型比较

特征N-连接O-连接合成部位粗面内质网高尔基体合成方式合成好的寡糖链糖残基逐个添加一次添加糖残基天冬酰胺丝氨酸、苏氨酸羟赖氨酸糖链终长至少5个糖残基一般1～4个糖残基但ABO血型抗原较长第1糖残基N-乙酰葡糖胺N-乙酰半乳糖胺等

糖的供体为核苷糖，如CMP-唾液酸、GDP-甘露糖、UDP-N-乙酰葡糖胺。共同的前体为2个N-乙酰葡萄糖胺、9个甘露糖、3个葡萄糖组成的14寡糖。

•糖分子首先被糖基转移酶转移到膜上的磷酸长醇(dolicholphosphate)分子上，装配成寡糖链。

•再被寡糖转移酶转到新合成肽链特定序列(Asn-X-Ser/Thr)的天冬酰胺残基上。由于糖是同天冬酰胺的自由NH2连接，故称为N-连接的糖基化。内质网进行的N-连接糖基化蛋白质糖基化的特点和意义

寡糖链的合成与加工都没有模板，靠不同的酶在细胞不同区室中经历复杂的加工过程而完成。

糖基化的主要作用：使蛋白质在成熟过程中折叠成正确构象和增加蛋白质的稳定性；多羟基糖侧链影响蛋白质的水溶性及蛋白质所带电荷的性质。

进化上的意义：寡糖链具有一定的刚性，从而限制了其它大分子接近细胞表面的膜蛋白，这就可能使真核细胞的祖先具有一个保护性的外被，同时又不象细胞壁那样限制细胞的形状与运动。除了N-连接糖基化以外，新生肽的脯氨酸和赖氨酸要进行羟基化(hydroxylation)，形成羟脯氨酸和羟赖氨酸，不过这种反应只是在少数蛋白质上发生。在合成胶原的细胞中，脯氨酸和赖氨酸羟基化则是一个主要的反应。2、羟基化新合成的蛋白质除了成为跨膜蛋白或ER腔中的游离蛋白外，还会通过酰基化同ER膜上的糖脂结合，将自己锚定在ER膜上。新合成的ER蛋白被信号肽酶从ER上切割之后，立即通过羧基端与已存在于ER膜上的糖基磷脂酰肌醇共价结合，形成脂锚定蛋白。形成的脂锚定糖蛋白通过进一步的运输成为质膜外侧的膜蛋白。3、酰基化(形成脂锚定蛋白)（三）翻译后跨ER膜运输

大多数蛋白质从细胞质基质到内质网的运输是在多肽链合成过程中进行的，即共翻译转运。还有少数蛋白质是在细胞质基质中完全合成后再输入到内质网中，即通过翻译后转运进入内质网。由于这些蛋白的信号序列太短而无法与SRP相互作用，它们主要是靠分子伴侣维持非折叠状态进行跨膜转运。关于翻译后跨ER膜运输的详细机理还不太清楚。★不同的蛋白质在内质网腔中停留的时间不同，这主要取决于蛋白质完成正确折叠和组装的时间，这一过程是在属于hsp70家族的ATP酶的作用下完成的，需要消耗能量。★COPII介导由内质网输出的膜泡运输，这种膜泡由内质网的排出位点以出芽的方式排出。★有些无法完成正确折叠的蛋白质被输出内质网，转入溶酶体中降解掉，大约90%的新合成的T细胞受体亚单位和乙酰胆碱受体都被降解掉，而从未到达靶细胞膜。（四）新生肽链的组装和运输（五）ER的其它功能

滑面内质网具有很多重要的功能，如类固醇激素的合成、肝细胞的脱毒作用、糖原分解释放葡萄糖、肌肉收缩的调节等。肝细胞的一个重要功能是维持血糖水平的恒定，这一功能与葡萄糖-6-磷酸酶的作用密切相关。在肝细胞中，糖原裂解释放葡萄糖-1-磷酸，然后再转变成葡萄糖-6-磷酸，由于磷酸化的葡萄糖不能通过细胞质膜，滑面内质网上的葡萄糖-6-磷酸酶将葡萄糖-6-磷酸水解为葡萄糖和磷酸后，葡萄糖就可穿过质膜进入血液。1、糖原分解释放葡萄糖分泌类固醇激素的细胞如肾上腺细胞、黄体细胞和睾丸间质细胞都有丰富的滑面内质网，并在滑面内质网上含有合成胆固醇并将胆固醇转化为激素的全套酶系，所以滑面内质网能够合成胆固醇，然后将胆固醇氧化、还原、水解，进一步转变成各种类固醇激素。2、类固醇激素的合成3、脂的合成与转运细胞膜所需要的最重要的磷脂是在滑面内质网上合成的。在滑面内质网上合成的磷脂先作为内质网膜的构成部分，然后再输送到其它细胞器，做为构建其它细胞器膜的原料。此外，胆固醇的合成也在内质网进行。磷脂的合成

催化反应的酶类既有存在于胞质溶胶中的，也有存在于内质网中的膜蛋白。脂肪酸+磷酸甘油磷脂酸+磷酸甘油酰基转移酶磷脂酸酶二脂酰甘油酯+CDP-胆碱胆碱磷酸转移酶磷脂酰胆碱磷脂