細胞生物學高爾基體1第1頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月Section2Golgicomplex

高爾基復合體2第2頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月高爾基復合體（Golgicomplex）:1898年由意大利科學家Golgi首先發(fā)現(xiàn)。高爾基復合體是由許多扁平囊泡堆在一起形成的高度有極性的以分泌為主要功能的細胞器。3第3頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月內容一、高爾基復合體的形態(tài)結構二、高爾基復合體的數(shù)量與分布三、高爾基復合體的極性及其鑒別四、高爾基復合體的化學組成五、高爾基復合體的功能六、高爾基復合體的異常與醫(yī)學的關系4第4頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月光鏡下，大多數(shù)細胞的高爾基復合體呈網(wǎng)狀，內網(wǎng)器(internalreticulumapparatus)。電鏡下有三種基本形態(tài)：小囊泡、扁平囊和大囊泡。每種成分都由一層單位膜構成，執(zhí)行不同功能。一、高爾基復合體的形態(tài)結構5第5頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月電鏡扁平囊成熟面小囊泡大囊泡形成面6第6頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月扁平囊主體，呈盤狀，3-8層稱———高爾基堆扁平囊間距：20-30nm；囊腔寬：15-20nm凹面：成熟（反）面凸面：形成（順）面；凸面：形成（順）面；形成面膜厚：6nm;成熟面膜厚：8nm小囊泡生成面附近，40-80nm球形小泡，膜厚：6nm;囊腔內含：中等電子密度的物質泡內含物質：低電子密度物質，較透明。來源：小囊泡融合。來源：由rER‘芽生’而來。大囊泡分泌面附近，100-500nm;膜厚：8nm;泡內含物質：高電子密度物質，濃縮泡。來源：扁平囊周邊或局部球狀膨突脫落形成。凹面：成熟（反）面第7頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月二、高爾基復合體的數(shù)量與分布高爾基體在真核細胞中普遍存在，在不同的細胞中分布位置不同。胰腺細胞、甲狀腺細胞、腸上皮細胞，高爾基復合體分布在細胞核周圍。肝細胞高爾基復合體分布在細胞邊緣。大多數(shù)無脊椎動物細胞和植物細胞中的高爾基復合體呈分散狀。在不同的細胞、細胞不同的時期數(shù)量不同，一般分泌性強的細胞及分化好的細胞數(shù)量較多。8第8頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月三、高爾基復合體的極性及其鑒別高爾基復合體是一種具有極性的細胞器：根據(jù)細胞化學特性可以劃分四個不同的功能區(qū)域，含有不同的酶系，執(zhí)行不同的功能，又嚴格按照程序進行。9第9頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月高爾基體的精細結構trans

-tubularnetworktranssacculescissacculescis-tubularnetwork10第10頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月順面管網(wǎng)具有蛋白質分選站的作用順面管網(wǎng)是高爾基體生成面的第一層結構，嗜鋨反應陽性。順面管網(wǎng)接受來自RER新合成的物質并將其分類，大部分轉入中間膜囊，小部分蛋白質再運回RER。運回RER的蛋白質在C-端都具有一個特殊的四肽序列KDEL/HDEL。RER腔中的駐留蛋白都具有這四肽序列。11第11頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月RER內的蛋白質(含有KDEL)中間膜囊順面膜囊COPI包被囊泡COPII包被囊泡KDEL受體(KKXX)RER第12頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月順面膜囊順面膜囊是由靠近順面管網(wǎng)結構的2-3層扁平囊構成，標志酶是煙酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶（NADP酶）。13第13頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月反面膜囊反面膜囊是由位于順面膜囊下的2-4層扁平囊構成，標志酶是焦磷酸硫胺素酶（TPP酶）。順反面膜囊共同完成高爾基體中糖蛋白修飾、糖脂形成、多糖合成等主要功能。14第14頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月反面管網(wǎng)主要功能是蛋白質的分類與包裝反面管網(wǎng)是扁平囊反面最后1-2層，標志酶是胞嘧啶單核苷酸酶（CMP酶）。由小泡和分枝的小管組成的網(wǎng)狀結構。反面管網(wǎng)在蛋白質與脂類的轉運過程中起到了分選、包裝和運輸?shù)淖饔谩?5第15頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月四、高爾基復合體的化學組成高爾基復合體主要由蛋白質和脂類組成。大鼠肝細胞的高爾基復合體約含40%的脂類和60%的蛋白質。高爾基復合體中酶類很多。如糖基轉移酶：催化糖蛋白合成?；腔?糖基轉移酶：催化糖脂合成。參與磷脂合成的酶等。酶類在高爾基體膜上的分布不均一。16第16頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月高爾基體是一種極性細胞器形態(tài)上：扁平囊順面的膜較薄，厚約6nm，近似ER膜，囊腔小而狹。隨著順面向反面過渡，膜也逐漸加厚，至反面膜厚約8nm，與細胞膜相似?；瘜W組成：反面膜較順面膜含有更多的酶。功能：不同的膜囊還有不同的酶，對蛋白質進行有序的加工、修飾。17第17頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月五、高爾基復合體的功能1、蛋白質的糖基化作用N-連接糖蛋白的糖基化O-連接糖蛋白的糖基化2、蛋白質的水解作用3、蛋白質的分選與運輸溶酶體酶蛋白分選、運輸和溶酶體形成分泌性蛋白質的分選與運輸18第18頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月3H標記亮氨酸3分鐘17分鐘117分鐘高爾基復合體在細胞分泌活動中起著重要的運輸作用；在分泌顆粒的形成過程中起著濃縮、修飾、加工等作用。19第19頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月1、蛋白質的糖基化作用糖基與蛋白質的連接方式:N連接的糖蛋白：是蛋白質分子中Asn氨基與寡糖鏈共價相連。這種糖基化過程開始于內質網(wǎng)腔，完成于高爾基體。O連接的糖蛋白：是蛋白質分子中Ser和Thr羥基與寡糖鏈共價相連。其糖基化過程全部或主要在高爾基體內完成。20第20頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月N-連接糖蛋白的糖基化N連接寡糖鏈前體的組成成分：2個N-乙酰葡萄糖胺(GlcNAc)、9個甘露糖(Man)和3個葡萄糖(Glc)。Asn-X-Ser/Thr2GlcNAc9Man3Glc21第21頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月N連接糖蛋白寡糖前體在ER腔側從多萜醇向多肽鏈的轉移過程pp糖基轉移酶mRNA5'3'mRNA5'3'pp多萜醇AsnAsnER膜ER腔側細胞質側第22頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月AsnAsn內質網(wǎng)葡萄糖苷酶I&II寡糖轉移后，寡糖鏈中的3個Glc。第23頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月高爾基體中高甘露糖糖蛋白的形成24第24頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月N-乙酰葡萄糖胺N-乙酰葡萄糖胺天門冬酰胺甘甘甘甘甘甘甘露糖苷酶I甘甘甘甘甘N-乙酰葡萄糖胺轉移酶甘甘N-乙酰葡萄糖胺甘露糖苷酶II甘甘N-乙酰葡萄糖胺轉移酶N-乙酰葡萄糖胺半乳糖轉移酶半乳糖半乳糖唾液酸轉移酶唾液酸唾液酸復合寡糖糖蛋白的形成第25頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月高爾基體中的糖基化修飾有嚴格的順序性和區(qū)域性。甘露糖的去除發(fā)生在順面膜囊；N-乙酰葡萄糖胺的加入部位在中間膜囊；半乳糖的加入部位在反面膜囊。26第26頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月生化區(qū)室：高爾基體的疊層結構中有不同的生化區(qū)室，每個區(qū)室由1~多個扁囊構成，含有特異酶類，完成蛋白質的修飾與分選。27第27頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月O-連接糖蛋白的糖基化O連接的糖蛋白：是蛋白質分子中Ser和Thr羥基與寡糖鏈共價相連。其糖基化過程全部或主要在高爾基體內完成。O-連接糖蛋白的糖基化在肽鏈合成后有專一的糖基轉移酶逐個加上，沒有糖鏈載體。28第28頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月2、蛋白質的水解作用無活性的前體物質（某些肽類激素）加工改造有生物活性的物質（激素）內質網(wǎng)高爾基體29第29頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月3、蛋白質的分選與運輸在RER上合成的各種蛋白質，以出芽方式運至高爾基體，被加工修飾后可被添加上不同的分選信號，可以識別反面管網(wǎng)區(qū)的分選信號專一性受體，從而將各類蛋白質進行分揀、獨立包裝、形成各自的分泌顆粒離開高爾基體，運輸?shù)桨胁课粓?zhí)行功能。30第30頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月31第31頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月32第32頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月高爾基體對蛋白質分選與運輸?shù)奶攸c：分選過程屬于受體介導的過程。蛋白質上有分選信號，在反面高爾基復合體內有分選信號的受體。分選信號與分選信號受體(高爾基體膜蛋白)結合，觸發(fā)包裝運輸小泡。

33第33頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月運輸過程是衣被小泡的運輸。運輸小泡從反面高爾基復合體出芽，并由衣被包裹，即成衣被小泡。衣被小泡在運輸過程中逐漸脫被，成無被小泡。脫下的“衣被”返回到高爾基體。運輸小泡到達靶部位(如細胞膜或某些細胞器膜)時，以膜融合的方式將內容物排出。運輸小泡與靶部位的結合也是受體介導過程。34第34頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月35第35頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月分選錯誤的挽救：在分選發(fā)生錯誤時，特異的挽救受體(specificsalvagereceptor)可識別因錯誤分選而丟失的蛋白，并將它們運回高爾基復合體。36第36頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月

信號斑(Signalpatch)RER合成的主要蛋白質分泌蛋白膜蛋白溶酶體酶天冬酰胺2GlcNAc9

Man溶酶體的形成分泌蛋白、膜蛋白溶酶體酶為什么溶酶體酶能定向運輸?shù)饺苊阁w中6-磷酸甘露糖（M6P）H2NCOOHCOOHH2N?第37頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月內吞體溶酶體的發(fā)生rER順面管網(wǎng)反面管網(wǎng)高爾基復合體溶酶體水解酶前體加入磷酸基團M-6-P溶酶體酶前溶酶體ATPADP+PiH+去除磷酸PH=5成熟溶酶體2023/7/1838第38頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月內吞體rER順面管網(wǎng)反面管網(wǎng)高爾基復合體溶酶體水解酶前體加入磷酸基團M-6-P溶酶體酶前溶酶體ATPADP+PiH+去除磷酸成熟溶酶體PH=52023/7/1839第39頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月CGN形成M6PTGN與M6P受體結合誘導TGN出芽衣被小泡運輸小泡與內體融合M6P受體返回Golgi為內體性溶酶體成熟溶酶體溶酶體的酶含有M-6-P，TGN膜上有M-6-P受體，特異結合誘導溶酶體酶聚集并出芽離開Golgi形成溶酶體。2023/7/1840第40頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月溶酶體的形成的過程①

溶酶體酶的分選信號是信號斑，在順面管網(wǎng)被磷酸化為甘露糖-6-磷酸(M-6-P)②

在反面管網(wǎng)含有識別M-6-P的受體，是跨膜糖蛋白。③

含有M-6-P的酶與反面管網(wǎng)膜上M-6-P受體特異結合，從反面管網(wǎng)以出芽方式形成有被小泡。④

有被小泡離開Golgi后立即脫去衣被，成為無被運輸小泡。⑤

運輸小泡與內體（PH=5）融合成為內體性溶酶體。M-6-P與受體分離，受體返回Golgi再循環(huán)，M-6-P去磷酸化，內體性溶酶體PH值進一步下降成為成熟的溶酶體。41第41頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月分泌性蛋白質的分選與運輸42第42頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月六、高爾基體的異常與醫(yī)學的關系肥大萎縮