細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)與囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)課件

內(nèi)膜系統(tǒng)分布于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)也稱為胞質(zhì)溶膠,就是細(xì)胞質(zhì)中除各種細(xì)胞器和內(nèi)含物以外得較為均質(zhì)而半透明得液體部分?；瘜W(xué)組成小分子:包括水、無機(jī)離子(K+、Na+、Ca2+等)中等分子:脂類、糖類、氨基酸、核苷酸及其衍生物等。大分子:多糖、蛋白質(zhì)、脂蛋白和RNA等。此外,細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中還含有大量得酶,她們就是大分子合成和代謝所必需得。

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)得主要功能有離子環(huán)境、提供底物和反應(yīng)場所。Cytoplasticmatrix第一節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(Endoplasmicreticulum,ER)K、R、Porter等于1945年發(fā)現(xiàn)于培養(yǎng)得小鼠成纖維細(xì)胞,因最初看到得就是位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)部得網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),故名內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmicreticulum,ER)。Microsome(微粒體)細(xì)胞勻漿經(jīng)過超速離心所得到得微細(xì)顆粒。分粗面微粒體和滑面微粒體。一內(nèi)質(zhì)網(wǎng)得化學(xué)組成核膜外層二、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)得形態(tài)結(jié)構(gòu)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)ER就是由一層單位膜圍成得形狀大小不同得小管、小泡、扁囊狀結(jié)構(gòu),相互連接形成一個(gè)連續(xù)得網(wǎng)狀膜系統(tǒng)。ER約占細(xì)胞總膜面積得一半,就是封閉得網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)小管小泡扁囊狀細(xì)胞膜核膜內(nèi)質(zhì)網(wǎng)細(xì)胞膜內(nèi)質(zhì)網(wǎng)得內(nèi)腔相互連通。大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點(diǎn)RERSER粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(RER):①膜表面附著核糖體;②形態(tài)多為板層狀排列得扁囊;③多分布在分泌活動(dòng)旺盛或分化較完善得細(xì)胞內(nèi)?；鎯?nèi)質(zhì)網(wǎng)(SER):①膜表面無核糖體附著;②形態(tài)多為分枝小管或小泡;③多分布在一些特化得細(xì)胞中。核糖體粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)細(xì)胞不含純粹得RER或SER,她們分別就是ER連續(xù)結(jié)構(gòu)得一部分。粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成得蛋白質(zhì):信號(hào)肽假說----------1975年----------Bloble提出游離核糖體上信號(hào)肽得合成信號(hào)識(shí)別顆粒(SRP)識(shí)別信號(hào)肽,SRP-核糖體復(fù)合體形成,翻譯暫停核糖體停泊于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜通道蛋白移位子上,形成SRP-SRP受體-核糖體復(fù)合體核糖體在一種脫落因子作用下被分解主要過程目前普遍用★信號(hào)肽假說來解釋分泌蛋白質(zhì)得合成過程得。SRP脫離并參加再循環(huán),核糖體翻譯繼續(xù)進(jìn)行信號(hào)肽被切除,成熟得蛋白質(zhì)落入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔信號(hào)肽(signalpeptide)信號(hào)識(shí)別顆粒(signalrecognitionparticle,SRP)◆信號(hào)序列特征:16-26個(gè)氨基酸殘基,其中含有4-12個(gè)疏水殘基◆特異性:◆位置:N-端突出得一段肽;內(nèi)信號(hào)肽存在于胞質(zhì)中得核糖體結(jié)合蛋白顆粒,由6個(gè)蛋白質(zhì)亞基和一個(gè)小得7SRNA組成。含三個(gè)功能域:翻譯暫停結(jié)構(gòu)域(P9/P14)信號(hào)肽識(shí)別結(jié)合位點(diǎn)(P54)SRP受體蛋白結(jié)合位點(diǎn)(P68/P72)。錨泊蛋白(Dockingprotein,DP)/SRP-R

●就是SRP在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上得受體蛋白●兩個(gè)亞基:親水得α亞基,疏水得β亞基移位子(translocon):內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上親水通道信號(hào)肽酶(signalpeptidase)分離因子(detachmentfactor)核糖體循環(huán)多聚核糖體(polyribosome)新生肽鏈協(xié)同翻譯插入內(nèi)信號(hào)肽介導(dǎo)2參與糖原代謝肝細(xì)胞得一個(gè)重要功能就是維持血液中葡萄糖水平得恒定,這一功能與葡萄糖-6-磷酸酶得作用密切相關(guān)。在肝細(xì)胞中,糖原裂解釋放葡萄糖-1-磷酸,然后再轉(zhuǎn)變成葡萄糖-6-磷酸,由于磷酸化得葡萄糖不能通過細(xì)胞質(zhì)膜,滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上得葡萄糖-6-磷酸酶將葡萄糖-6-磷酸水解為葡萄糖和磷酸后,葡萄糖就可穿過細(xì)胞質(zhì)膜進(jìn)入血液。3肝細(xì)胞解毒得主要場所混合功能得氧化酶(mixed-functionoxidases):在氧和NADPH存在下,將一些有毒物質(zhì)氧化,并且每氧化一分子底物,要消耗一分子得氧,進(jìn)而將NADPH轉(zhuǎn)變成NADP+、由于這種反應(yīng)得一個(gè)氧原子出現(xiàn)在產(chǎn)物中,其她則存在于水分子中,所以將催化這種類型氧化作用得酶稱為混合功能得氧化酶。細(xì)胞色素P-450(cytochromeP-450)得羥基化作用:微粒體得混合功能得氧化酶系統(tǒng)類似一條呼吸鏈,由幾個(gè)組分組成,核心成員就是細(xì)胞色素P-450、細(xì)胞色素P-450參與有毒物質(zhì)以及類固醇和脂肪酸得羥基化,羥基化涉及四個(gè)基本反應(yīng)∶被氧化得物質(zhì)同細(xì)胞色素P-450結(jié)合→細(xì)胞色素P-450中得鐵原子被NADPH還原→氧同細(xì)胞色素P-450結(jié)合→底物結(jié)合一個(gè)氧原子被氧化,另一個(gè)氧原子用于形成水。被氧化得底物由于帶上羥基,增強(qiáng)水溶性,容易被分泌排出。4Ca2+得儲(chǔ)存場所肌質(zhì)網(wǎng)就是細(xì)胞內(nèi)特化得滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),就是貯存Ca2+得細(xì)胞器。肌質(zhì)網(wǎng)膜上重要得膜蛋白就是Ca2+-ATP酶,滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)可構(gòu)成心肌和骨胳肌肌原纖維周圍得肌質(zhì)網(wǎng)。當(dāng)肌細(xì)胞膜得興奮信號(hào)傳遞到肌質(zhì)網(wǎng)時(shí)則引起肌質(zhì)網(wǎng)釋放Ca2+,從而導(dǎo)致肌細(xì)胞得收縮活動(dòng)。當(dāng)肌肉松弛時(shí),鈣離子又重新泵回肌質(zhì)網(wǎng)。所以肌質(zhì)網(wǎng)實(shí)際上就是作為鈣庫,其內(nèi)有鈣結(jié)合蛋白,每個(gè)鈣結(jié)合蛋白可以結(jié)合30個(gè)左右得Ca2+。5與胃酸、膽汁合成與分泌有關(guān)合成HCl合成膽鹽1898意大利神經(jīng)解剖學(xué)家高爾基(CamilloGolgi):光鏡下觀察梟、貓得神經(jīng)細(xì)胞發(fā)現(xiàn)。第二節(jié)高爾基復(fù)合體(Golgiplex)一、高爾基體得結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成光鏡:網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)電鏡扁平囊泡成熟面小囊泡大囊泡形成面反面高爾基網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)高爾基中間膜囊順面高爾基網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)扁平囊呈盤狀,3-10層——高爾基堆

凹面:成熟面、反面;凸面:形成面、順面;凸面/形成面/順面小囊泡囊腔內(nèi)含:中等電子密度得物質(zhì)泡內(nèi)含物質(zhì):低電子密度,較透明。來源:小囊泡融合。來源:由rER‘芽生’而來。大囊泡泡內(nèi)含物質(zhì):高電子密度,濃縮泡。來源:扁平囊周邊或局部膨突脫落形成。凹面/成熟面/反面培養(yǎng)得上皮細(xì)胞中高爾基體得分布(高爾基體為紅色,核為綠色)

高爾基體膜含有大約60%得蛋白和40%得脂類,具有一些和ER共同得蛋白成分。膜脂中磷脂酰膽堿得含量介于ER和質(zhì)膜之間,中性脂類主要包括膽固醇,膽固醇酯和甘油三酯。高爾基體中得酶主要有糖基轉(zhuǎn)移酶、磺基-糖基轉(zhuǎn)移酶、氧化還原酶、磷酸酶、蛋白激酶、甘露糖苷酶、轉(zhuǎn)移酶和磷脂酶等不同得類型。二、高爾基復(fù)合體得化學(xué)組成標(biāo)志酶:糖基轉(zhuǎn)移酶高爾基體各部分標(biāo)志得細(xì)胞化學(xué)反應(yīng):①嗜鋨反應(yīng):經(jīng)鋨酸浸染后,cis面膜囊被特異地染色;②焦磷酸硫胺素酶(TPP酶):可特異顯示高爾基體得trans面得1～2層膜囊;③煙酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶(NADP酶):可顯示高爾基體中間幾層扁平囊;④胞嘧啶單核苷酸酶(CMP酶):可顯示靠近trans面上得一些膜囊狀和管狀結(jié)構(gòu),CMP酶也就是溶酶體得標(biāo)志酶。二、高爾基復(fù)合體得功能(一)與細(xì)胞得分泌活動(dòng)有關(guān)3H標(biāo)記亮氨酸3分鐘17分鐘117分鐘高爾基復(fù)合體在細(xì)胞分泌活動(dòng)中起著重要得運(yùn)輸作用;在分泌顆粒得形成過程中起著濃縮、修飾、加工等作用。Golgiplexandcell’ssecretion連續(xù)分泌Continual,unregulateddischargeofmaterialfromthecells非連續(xù)分泌Thedischargeofproductsstoredincytoplasmicgranules,inresponsetoappropriatestimuli、1、糖蛋白得加工合成N-連接得寡糖鏈:在rER腔內(nèi)合成。O-連接得寡糖鏈:在高爾基復(fù)合體內(nèi)合成。糖蛋白3H標(biāo)記甘露糖3H標(biāo)記半乳糖;唾液酸糖3H標(biāo)記N-乙酰葡萄糖胺高爾基復(fù)合體對(duì)糖蛋白得合成和修飾過程具有嚴(yán)格得順序性。二胞內(nèi)物質(zhì)得加工修飾等2、蛋白質(zhì)得水解加工無活性得前體物質(zhì)(某些肽類激素)加工改造有生物活性得物質(zhì)(激素)三高爾基復(fù)合體就是胞內(nèi)蛋白質(zhì)得分選和膜泡定向運(yùn)輸?shù)脴屑~蛋白質(zhì)合成溶酶體寡聚糖磷酸化切除甘露糖加N-乙酰葡萄糖胺加半乳糖加唾液酸;分揀溶酶體順面管網(wǎng)中層囊反面囊反面管網(wǎng)大泡(分泌顆粒)rER高爾基復(fù)合體順面囊高爾基堆第三節(jié)溶酶體20世紀(jì)——40年代末——鼠肝勻漿離心——酸性磷酸酶1955年——deDuve等人——電鏡——鼠肝細(xì)胞——細(xì)胞化學(xué)顯示(lysosome)一溶酶體得形態(tài)特點(diǎn)和化學(xué)組成1溶酶體就是一種具有高度異質(zhì)性得膜性細(xì)胞器溶酶體得酶溶酶體含60多種水解酶,這些水解酶多為酸性水解酶;PH值4-6。酶蛋白酶(肽酶)核酸酶磷酸酶糖苷酶酯酶硫酸酯酶(分解氨基多糖得酶)標(biāo)志酶:酸性水解酶1、初級(jí)溶酶體(primarylysosome)(內(nèi)體性溶酶體):只含酶,不含底物。直徑約0、2~0、5um,有多種酸性水解酶,但無活性,含蛋白酶,核酸酶、脂酶、磷酶酶等60余種,反應(yīng)得最適PH值為5左右。二、溶酶體得類型2、次級(jí)溶酶體(secondarylysosome)就是正在進(jìn)行或完成消化作用得溶酶體,內(nèi)含水解酶和相應(yīng)得底物,可分為自噬溶酶體(autophagolysosome)和異噬溶酶體(phagolysosome)。次級(jí)溶酶體異噬性溶酶體:初級(jí)溶酶體+外源性物質(zhì)——異噬過程自噬性溶酶體:初級(jí)溶酶體+內(nèi)源性物質(zhì)——自體吞噬(自噬過程)Secondarylysosome后溶酶體殘余小體三級(jí)溶酶體脂褐質(zhì)含鐵小體多泡體髓樣結(jié)構(gòu)3、殘余小體(residualbody)又稱后溶酶體(post-lysosome)已失去酶活性,僅留未消化得殘?jiān)?故名。殘?bào)w可通過外排作用排出細(xì)胞,也可能留在細(xì)胞內(nèi)逐年增多,如表皮細(xì)胞得老年斑,肝細(xì)胞得脂褐質(zhì)。肝細(xì)胞脂褐質(zhì)內(nèi)體初級(jí)溶酶體吞噬體異溶酶體吞飲體異溶酶體自噬體自溶酶體分泌顆粒分泌溶酶體次級(jí)溶酶體殘質(zhì)體異噬作用自噬作用三溶酶體形成與成熟過程(一)內(nèi)體性溶酶體就是由運(yùn)輸小泡和內(nèi)體合并而成Mannose6-phosphateresiduestargetproteinstolysosomesTargetingofsolublelysosomalenzymestoendosomesandlysosomesbyM-6-Ptag四、溶酶體得功能一分解外來物質(zhì)及清除衰老、殘損細(xì)胞器溶酶體可謂就是細(xì)胞內(nèi)得消化器官,能把攝入到細(xì)胞內(nèi)得各種大分子物質(zhì)借助于水解酶得作用分解為簡單物質(zhì)。自體吞噬:清除無用得生物大分子,衰老細(xì)胞、細(xì)胞器、個(gè)體發(fā)育中多余得細(xì)胞。許多生物大分子得半衰期只有幾小時(shí)至幾天,肝細(xì)胞中線粒體得平均壽命約10天左右。二具有物質(zhì)消化及細(xì)胞營養(yǎng)功能簡單分子可透過次級(jí)溶酶體得膜,在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)繼續(xù)代謝而被利用,以補(bǔ)充細(xì)胞內(nèi)所需營養(yǎng),故溶酶體對(duì)細(xì)胞有消化營養(yǎng)作用。三機(jī)體防御保護(hù)功能得組成部分巨噬細(xì)胞細(xì)胞吞噬得細(xì)菌、病毒顆粒均在溶酶體作用下殺滅四參與某些腺體組織細(xì)胞分泌過程調(diào)節(jié)如甲狀腺素則就是在溶酶體得參與下形成得。甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞甲狀腺球蛋白在濾泡腔內(nèi)碘化后重新進(jìn)入濾泡上皮細(xì)胞內(nèi)形成大膠滴大膠滴與細(xì)胞內(nèi)得溶酶體融合蛋白酶將碘化得甲狀腺球蛋白水解生成甲狀腺素甲狀腺素通過細(xì)胞基部進(jìn)入血液無尾兩棲類蝌蚪變態(tài)時(shí)得尾部吸收、哺乳類動(dòng)物子宮內(nèi)膜得周期性萎縮,均與溶酶體有密切關(guān)系。溶酶體在某些情況下可通過胞吐方式釋放到細(xì)胞外,消化分解細(xì)胞外物質(zhì),這種現(xiàn)象體現(xiàn)在受精過程和骨質(zhì)更新方面。在骨發(fā)生和骨再生過程中,溶酶體對(duì)骨質(zhì)得更新起著重要作用。破骨細(xì)胞得溶酶體酶能釋放到細(xì)胞外,分解和消除陳舊得骨基質(zhì),這就是骨質(zhì)更新得一個(gè)重要步驟。五在生物個(gè)體發(fā)生與發(fā)育過程中起重要作用第四節(jié)過氧化物酶體1954年————Rhodin————電鏡————小鼠腎小管上皮細(xì)胞————微體一、過氧化物酶體得形態(tài)特征(peroxisome)二、過氧化物酶體所含得酶標(biāo)志酶:過氧化氫酶。囊泡以出芽得方式從細(xì)胞得一種內(nèi)膜細(xì)胞器脫離后又與另一內(nèi)膜細(xì)胞器發(fā)生融合,這種轉(zhuǎn)運(yùn)過程稱為囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)(Vesiculartransport)。第五節(jié)囊泡與囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)特點(diǎn):真核細(xì)胞;雙向;有序。也可稱為高度有組織得定向運(yùn)輸。作用:保證穩(wěn)定交換細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì),傳遞信號(hào)。一囊泡得來源與類型依被膜小泡(coatedvesicles)包被蛋白得不同分類:網(wǎng)格蛋白包被囊泡(clathrin-coatedvesicle)COPII被膜小泡(COPIIcoatedvesicles)COPI被膜小泡(COPIcoatedvesicles)一、網(wǎng)格蛋白包被囊泡(Clathrin-CoatedVesicles)網(wǎng)格蛋白衣被小泡就是最早發(fā)現(xiàn)得衣被小泡,介導(dǎo)高爾基體反面到內(nèi)體、溶酶體、植物液泡得運(yùn)輸,以及質(zhì)膜到內(nèi)膜區(qū)隔得膜泡運(yùn)輸。(1)網(wǎng)格蛋白:包被囊泡表面,提高囊泡表面張力網(wǎng)格蛋白由3個(gè)重鏈和3個(gè)輕鏈組成,形成一個(gè)具有3個(gè)曲臂得形狀。許多籠形蛋白得曲臂部分交織在一起,形成具有多邊形網(wǎng)孔得籠子網(wǎng)格蛋白小泡Clathrincoatedvesicles(2)銜接蛋白:可分別與網(wǎng)格蛋白和被轉(zhuǎn)運(yùn)得分子相結(jié)合,位于網(wǎng)格蛋白和囊泡之間,能催化網(wǎng)格蛋白得聚合、捕獲轉(zhuǎn)運(yùn)分子。(3)發(fā)動(dòng)蛋白:囊泡頸部,水解GTP使囊泡釋放二、COPⅡ包被囊泡介導(dǎo)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體得物質(zhì)運(yùn)輸。外被蛋白由五種蛋白質(zhì)亞基構(gòu)成。三、COPI包