细胞质基质专题知识讲座

a)CiscisternaeofGolgicomplex:reducedosmiumtetroxide(OsO4);b)ReactionforenzymemannosidaseII,localizedinthemedial;c)Reactionforenzymenucleosidediphosphatase,localizedinthetranscisternae.RegionaldifferencesinmembranecompositionacrosstheGolgistack细胞质基质专题知识讲座第1页

高尔基体与细胞骨架关系亲密，在非极性细胞中，高尔基体分布在微管负端----微管组织中心（MTOC）。高尔基膜囊上存在马达蛋白（cytoplasmicdynein和kinesin）和微丝马达蛋白（myosin）。最近还发觉特异血影蛋白（spectrin）网架。它们在维持高尔基体动态空间结构以及复杂膜泡运输中起主要作用。细胞质基质专题知识讲座第2页三、高尔基体主要功效1、负责对细胞合成蛋白质进行加工，分类，并运出，其过程是SER上合成蛋白质→进入ER腔→以出芽形成囊泡→进入CGN→在medialGdgi中加工→在TGN形成囊泡→囊泡与质膜融合、排出。高尔基体对蛋白质分类，依据是蛋白质上信号肽或信号斑。2、溶酶体酶分选：M6P

反面膜囊M6P受体

在肝细胞中溶酶体酶还存在不依赖于M6P另一个分选路径。

（一）参加细胞分泌活动细胞质基质专题知识讲座第3页参加细胞分泌活动细胞质基质专题知识讲座第4页（二）参加蛋白质糖基化

特征

N-连接

O-连接1.合成部位

粗面内质网粗面内质网或高尔基体2.合成方式

来自同一个寡糖前体一个个单糖加上去3.与之结合氨基酸残基

天冬酰胺丝氨酸、苏氨酸、羟赖氨酸、羟脯氨酸4最终长度

最少5个糖残基普通1～4个糖残基，但ABO血型抗原较长5.第一个糖残基

N—乙酰葡萄糖胺N—乙酰半乳糖胺等N-连接与O-连接寡糖比较1、蛋白质糖基化类型细胞质基质专题知识讲座第5页2、蛋白质糖基化特点及其生物学意义

糖蛋白寡糖链合成与加工都没有模板，靠不一样酶在细胞不一样间隔中经历复杂加工过程才能完成。

糖基化主要作用是使蛋白质在成熟过程中折叠成正确构象和增加蛋白质稳定性；多羟基糖侧链影响蛋白质水溶性及蛋白质所带电荷性质。对多数分选蛋白质来说，糖基化并非作为蛋白质分选信号。

进化上意义：寡糖链含有一定刚性，从而限制了其它大分子靠近细胞表面膜蛋白，这就可能使真核细胞祖先含有一个保护性外被，同时又不象细胞壁那样限制细胞形状与运动。细胞质基质专题知识讲座第6页1、蛋白质在高尔基体中酶解加工几个类型

无生物活性蛋白原（proprotein）

高尔基体

切除N-端或两端序列

成熟多肽。如胰岛素、胰高血糖素及血清白蛋白等。

蛋白质前体

高尔基体

水解

同种有活性多肽，如神经肽

含有不一样信号序列蛋白质前体

高尔基体

加工成不一样产物。

同一个蛋白质前体

不一样细胞、以不一样方式加工

不一样多肽。2、不一样多肽加工方式多样性可能原因：

确保小肽分子有效合成；如5个氨基酸组成神经肽

填补缺乏包装并转运到分泌泡中必要信号；

有效地预防这些活性物质在合成它细胞内起作用。3、肽链酪氨酸残基硫酸化作用：将SO42+转移到酪氨酸残基-OH上。（三）参加蛋白酶水解和其它加工过程细胞质基质专题知识讲座第7页（四）进行膜转化功效

高尔基体膜不论是厚度还是在化学组成上都处于内质网和质膜之间，所以高尔基体在进行着膜转化功效，在内质网上合成新膜转移至高尔基体后，经过修饰和加工，形成运输泡与质膜融合，使新形成膜整合到质膜上。（五）参加形成溶酶体。（六）参加植物细胞壁形成。（七）合成植物细胞壁中纤维素和果胶质。细胞质基质专题知识讲座第8页

高尔基体在细胞内膜泡蛋白运输中起主要枢纽作用膜泡运输主要路径,其中多数与高尔基体直接相关三、高尔基体与细胞内膜泡运输细胞质基质专题知识讲座第9页第四节溶酶体与过氧化物酶体细胞质基质专题知识讲座第10页一、溶酶体结构溶酶体（lysosome）：是单层膜围绕、内含各种酸性水解酶类囊泡状细胞器，其主要功效是进行细胞内消化。C.deDuve与B.Novikoff1955年首次发觉。几乎存在于全部动物细胞中。含有异质性（heterogenous），形态大小及内含水解酶种类都可能有很大不一样。执行不一样生理功效。共同特征：含有大量酸性水解酶，酸性磷酸酶是标志酶。膜有质子泵，将H+泵入溶酶体，使其PH值降低。膜蛋白高度糖基化，可能有利于预防本身膜蛋白降解内有各种载体蛋白可将水解产物向外转运。细胞质基质专题知识讲座第11页二、溶酶体类型依据完成其生理功效不一样阶段可分为：1、初级溶酶体（primarylysosome）2、次级溶酶体（secondarylysosome）3、残体（residualbody）。细胞质基质专题知识讲座第12页直径约0.2~0.5um膜厚7.5nm，内含物均一，无显著颗粒，是高尔基体分泌形成。含有各种水解酶，但没有活性，只有当溶酶体破裂，或其它物质进入，才有酶活性。水解酶包含蛋白酶，核酸酶、脂酶、磷酸酶、硫酸酯酶、磷脂酶类，已知60余种，这些酶均属于酸性水解酶，反应最适PH值为5左右。溶酶体膜即使与质膜厚度相近，但成份不一样，主要区分是：

①膜有质子泵，将H+泵入溶酶体，使其PH值降低。②膜蛋白高度糖基化，可能有利于预防本身膜蛋白降解。③含有各种载体蛋白用于水解产物向外转运；1、初级溶酶体（primarylysosome）细胞质基质专题知识讲座第13页Figure

13-18

ThelowpHinlysosomesandendosomes.

ProteinslabeledwithapH-sensitivefluorescentprobe(fluorescein)andthenendocytosedbycellscanbeusedtomeasurethepHinendosomesandlysosomes.ThedifferentcolorsreflectthepHthatthefluorescentprobeencountersintheseorganelles.ThepHinlysosomes(red)isabout5,whilethepHinvarioustypesofendosomes(blueandgreen)rangesfrom5.5to6.5.(CourtesyofFredMaxfieldandKennethDunn.)细胞质基质专题知识讲座第14页 小鼠脾脏巨噬细胞中溶酶体用电镜细胞化学技术显示其中含有酸性磷酸酶，M：线粒体，L：溶酶体（朴英杰）细胞质基质专题知识讲座第15页2、次级溶酶体（secondarylysosome）是正在进行或完成消化作用溶酶体，内含水解酶和对应底物，可分为异噬溶酶体(hetephagolysosome)和自噬溶酶体（autophagolysosome）。前者消化物质来自外源，后者消化物质来自细胞本身各种组分。细胞质基质专题知识讲座第16页3、残体（residualbody）

又称后溶酶体（post-lysosome）已失去酶活性，仅留未消化残渣，故名。残体可经过外排作用排出细胞，也可能留在细胞内逐年增多，如表皮细胞老年斑，肝细胞脂褐质。细胞质基质专题知识讲座第17页动物细胞溶酶体系统示意图细胞质基质专题知识讲座第18页PrimaryLys.SecondLys细胞质基质专题知识讲座第19页Figure

13-20

Theplantcellvacuole.

Thiselectronmicrographofcellsinayoungtobaccoleafshowsthatthecytosolisconfinedbytheenormousvacuoletoathinlayer,containingchloroplasts,pressedagainstthecellwall.Themembraneofthevacuoleiscalledthetonoplast.(CourtesyofJ.Burgess.)细胞质基质专题知识讲座第20页二、溶酶体功效自体吞噬：去除无用生物大分子，衰老细胞、细胞器、个体发育中多出细胞。许多生物大分子半衰期只有几小时至几天，肝细胞中线粒体平均寿命约10天左右。细胞内消化：如高等动物内吞低密脂蛋白取得胆固醇，单细胞真核生物利用溶酶体消化食物。防御作用：如巨噬细胞可吞入病原体，在溶酶体中将病原体杀死和降解。病原体感染刺激单核细胞分化成巨噬细胞而吞噬、消化。巨噬细胞中含有大量溶酶体。细胞质基质专题知识讲座第21页

作为细胞内消化“器官”为细胞提供营养；

参加分泌过程调整：如将甲状腺球蛋白降解成有活性甲状腺素。

细胞凋亡：个体发生过程中往往包括组织或器官改造或重建，如昆虫和蛙类变态发育等等。这一过程是在基因控制下实现，称为程序性细胞死亡，注定要消除细胞以出芽形式形成凋亡小体，被巨噬细胞吞噬并消化。。形成精子顶体（acrosome）：受精过程中精子顶体相当于一个化学钻，可溶穿卵子皮层，使精子进入卵子。三、其它主要生理功效细胞质基质专题知识讲座第22页Lysosomesareinvolvedinthreemajorcellfunct