第五章內(nèi)膜系統(tǒng)Endomembranesystem

內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基復(fù)合體溶酶體過氧化物酶體內(nèi)膜系統(tǒng)與細(xì)胞整體性134252學(xué)時2學(xué)時2學(xué)時1.掌握新合成肽鏈在信號肽指導(dǎo)下穿越內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進行轉(zhuǎn)移的過程；2.區(qū)別掌握粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的基本功能；3.掌握粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成蛋白的類型和對蛋白質(zhì)的修飾作用；4.熟悉內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)與類型；5.了解內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的化學(xué)組成。

教學(xué)目的EndomembraneSystem細(xì)胞內(nèi)，在結(jié)構(gòu)、功能乃至發(fā)生上相關(guān)的，由膜圍繞的細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)。組成：核被膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、運輸小泡等。核被膜內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基復(fù)合體溶酶體液泡第一節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)K.R.Porter等于1945年發(fā)現(xiàn)于培養(yǎng)的小鼠成纖維細(xì)胞，因最初看到的是位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)部的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，故名內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（endoplasmicreticulum，ER）。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)endoplasmicreticulum,ER形態(tài)結(jié)構(gòu)化學(xué)組成類型功能信號假說醫(yī)學(xué)一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)ER二、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的化學(xué)組成蛋白質(zhì)脂類卵磷脂最多,鞘磷脂最少卵磷脂（磷脂酰膽堿）55％＞磷脂酰乙醇胺20-25％＞磷脂酰絲氨酸5-10％=磷脂酰肌醇＞鞘磷脂4-7%酶:以葡萄糖-6-磷酸酶為標(biāo)志酶微粒體microsome在細(xì)胞勻漿和超速離心過程中，由破碎的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成的近似球形的囊泡結(jié)構(gòu)。包含內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與核糖體兩種基本組分。在體外實驗中,具有蛋白質(zhì)合成、蛋白質(zhì)糖基化和脂類合成等基本功能。三、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的類型粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)RoughERSmoothER

核糖體附著表面光滑分支管狀和小泡扁囊為主內(nèi)質(zhì)網(wǎng)ElectronMicrographsoftheRoughERScanning Transmission

粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（RER）滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（SER）表面核糖體附著光滑結(jié)構(gòu)扁平囊狀分支管狀或小泡狀功能合成多種蛋白脂類合成與運輸分布分化程度高功能旺盛的細(xì)胞中發(fā)達某些特化細(xì)胞特別發(fā)達睪丸間質(zhì)細(xì)胞、腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞、肝細(xì)胞、骨骼肌細(xì)胞四、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)的合成脂類的合成蛋白質(zhì)的運輸糖原的代謝蛋白質(zhì)的修飾解毒作用1.蛋白質(zhì)的合成分泌性蛋白膜鑲嵌蛋白溶酶體蛋白內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體可溶性蛋白少量胞質(zhì)蛋白2.蛋白質(zhì)的運輸分泌性蛋白膜鑲嵌蛋白溶酶體蛋白內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體可溶性蛋白少量胞質(zhì)蛋白出芽方式直接轉(zhuǎn)入胞質(zhì)出芽方式出芽方式出芽方式蛋白質(zhì)的折疊蛋白質(zhì)的糖基化3.蛋白質(zhì)的修飾PDI：切斷錯誤的二硫鍵，幫助合成新的二硫鍵，并處于正確折疊狀態(tài)。蛋白質(zhì)的折疊受到分子伴侶（molecularchaperone）的調(diào)節(jié)形成正確的折疊.在蛋白二硫異構(gòu)酶PDI催化下形成二硫鍵。分子伴侶能特異地識別新生肽鏈或部分折疊的多肽并與之結(jié)合的蛋白,幫助多肽進行正確折疊、組裝、轉(zhuǎn)運和降解；不參與最終產(chǎn)物的形成，只起陪伴作用。屬于熱休克蛋白家族（heatshockprotein,HSP）蛋白質(zhì)的糖基化glycosylation蛋白質(zhì)的糖基化：是指單糖或寡糖與蛋白質(zhì)特殊氨基酸殘基共價結(jié)合形成糖蛋白的過程。蛋白質(zhì)的糖基化glycosylation糖與蛋白質(zhì)的連接方式N-連接的寡糖蛋白：發(fā)生在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)。O-連接的寡糖蛋白：發(fā)生在高爾基復(fù)合體內(nèi)。N-連接的糖基化（N-linkedglycosylation）：與天冬酰胺殘基的NH2連接，糖為N-乙酰葡糖胺。O-連接的糖基化（O-linkedglycosylation）：與Ser、Thr的OH連接，連接的糖為半乳糖或N-乙酰半乳糖胺。twotypesofproteinglycosylationN-連接的糖基化N-linkedglycosylationO-連接的糖基化O-linkedglycosylation氨基酸天冬酰胺Asn-X-Ser/ThrSer、Thr殘基NH2OH糖N-乙酰葡萄糖胺N-乙酰半乳糖胺修飾部位ERGolgicomplex1.脂類的合成SER最主要的功能是合成和運輸脂類?？珊铣缮锬さ牧字?、膽固醇和糖脂。翻轉(zhuǎn)酶PEP轉(zhuǎn)運方式：出芽：到高爾基體、溶酶體和細(xì)胞膜。磷脂轉(zhuǎn)換蛋白：線粒體和過氧化物酶體。膜泡轉(zhuǎn)運2.糖原的代謝糖原顆粒糖原顆粒

通過葡萄糖-6-磷酸酶降解糖原為葡萄糖glucose1-phosphateglucose6-phosphatephosphorylase葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶葡萄糖不通透氧化和甲基化：細(xì)胞色素P450酶系。轉(zhuǎn)化作用：氨轉(zhuǎn)化為無毒的尿素。結(jié)合作用：結(jié)合葡萄糖醛酸。3.解毒作用肝細(xì)胞信號假說

signalhypothesisTheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1999

“Dr.GuenterBlobelatNewYork'sRockefellerUniversitywontheNobelPrizeinmedicineMonday(October,1999)fordiscoveringhowproteinsfindtheirrightfulplacesincells………..”GünterBlobel,bornin1936,worksattheLaboratoryofCellBiology,TheRockefellerUniversity,NewYork1972年，C.Milstein發(fā)現(xiàn):骨髓瘤細(xì)胞中提取的免疫球蛋白分子的N端要比分泌到細(xì)胞外的免疫球蛋白分子N端多一段氨基酸序列。ER蛋白帶有信號肽（N端）胞質(zhì)蛋白沒有信號肽ER蛋白帶有信號肽（N端）胞質(zhì)蛋白沒有信號肽信號肽在蛋白質(zhì)分選中的作用如果切除ER蛋白信號肽，并把其安在胞質(zhì)蛋白N端將發(fā)生什么?信號肽在蛋白質(zhì)向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的轉(zhuǎn)運過程中是必須的.信號肽在蛋白質(zhì)分選中的作用信號肽Signalpeptide由信號密碼翻譯出的，由15－30個連續(xù)的疏水氨基酸序列。決定蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的去向。保護協(xié)同翻譯轉(zhuǎn)運新合成的蛋白質(zhì)肽鏈如何穿越封閉的ER膜？肽鏈穿越內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜：信號肽信號識別顆粒（SRP復(fù)合體）?？康鞍祝―P）：SRP受體

信號識別顆粒（SignalRecognitionParticle,SRP）：存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，由1分子7SLRNA與6個多肽組成，有三個功能位點。

Signalhypothesis核糖體上信號肽合成SRP識別信號肽，肽鏈合成暫停SRP與受體結(jié)合，核糖體與ER結(jié)合SRP返回胞質(zhì)，肽鏈合成繼續(xù)信號肽被切除核糖體分離，成熟蛋白落入ER腔SRPSRP受體肽鏈穿越內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜：信號肽（signalpeptide）信號識別顆粒（SRP復(fù)合體）?？康鞍祝―P）：SRP受體蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運通道(proteintranslocatingchannel)信號肽酶（signalpeptidase）

信號肽(signalpeptide)蛋白質(zhì)的分選信號信號斑(signalpatch)定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位于溶酶體不被切除

多被切除六、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與醫(yī)學(xué)脫粒腫脹增生肥大包含物

eg：α1－抗胰蛋白酶(肝細(xì)胞中合成的糖蛋白)缺乏癥病人： 其血清中缺乏α1－抗胰蛋白酶，而肝細(xì)胞的rER、sER中卻累積有α1－抗胰蛋白酶。

原因：酶（α1－抗胰蛋白酶）分子異常（基因突變造成），因而不能從肝細(xì)胞排出，從而血清中缺乏這種酶。臨床表現(xiàn)：新生兒肝炎，嬰幼兒肝硬化.早年發(fā)病（30～45歲）的阻塞性肺氣腫等。α-1-