细胞的内膜系统与囊泡运输.ppt
《细胞的内膜系统与囊泡运输.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《细胞的内膜系统与囊泡运输.ppt(66页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、第五章 细胞的内膜系统与囊泡运输,Endomambrane System and Vesicular Transport,2009-08,细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制,2,教学基本要求,1.掌握内膜系统的概念及结构组成2.掌握粗面内质网、滑面内质网、高尔基复合体、溶酶体、过氧化物酶体的主要化学组成、结构特征和生理功能3.熟悉内膜系统之间在结构、功能及来源发生上的相互联系4.熟悉囊泡的主要类型及其在胞内五指转云中的重要作用,2009-08,细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制,3,内膜系统概述,概念:细胞内,在结构、功能和发生方面有联系的膜性细胞器构成的体系称为内膜系统。包括内质网、高尔基复合体
2、、溶酶体、内体、过氧化物酶体及分泌泡。功能:使细胞复杂的生命活动区域化,从而提高生命活动效率。,2009-08,细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制,4,第一节 内质网,内质网概述定义:内质网(endoplasmic reticulum,ER)是一类由大小、形态各异的膜性囊泡构成的细胞器。分布:分布于内质区,延伸至靠近细胞膜的外质区,普遍存在与各类细胞中(哺乳类成熟红细胞除外)。类型:以其形态、功能不同分为:粗面内质网和滑面内质网。,2009-08,细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制,5,本章主要内容内质网的化学组成内质网的一般形态结构内质网的类型内质网的主要功能,2009-08,细胞生物学与遗传学
3、教研室陈贤均制,6,一、内质网的化学组成,内质网以蛋白质和脂类为主要化学组成成分,二者比例大约为2:1。1.脂类内质网膜的类脂双分子层组成包括磷脂、中性脂(甘油三酯,胆固醇,胆固醇脂)、神经节苷脂等,以磷脂含量最多。,2009-08,细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制,7,2.蛋白质内质网膜上含有30多种不同的酶和酶系。根据功能特性可分为几种主要类:(1)与解毒功能有关的氧化反应电子传递酶类(2)与脂类代谢相关的酶类(3)与糖类代谢相关的酶类(4)参与蛋白质加工、转移的多种酶类内质网的标志酶:葡萄糖-6-磷酸酶,2009-08,细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制,8,二、内质网的形态结构,1.基本
4、结构:内质网是由大小不同、形态各异的膜性小管、小泡和扁囊彼此联通所构成的三维网状膜系统。2.动态变化:在不同组织细胞中,或同种细胞的不同发育阶段及生理状态下,内质网的形态结构、数量分布和发达程度有很大差别。,2009-08,细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制,9,三、内质网的基本类型,(一)粗面内质网(rough endoplasmic reticulum)1.形态:为整齐排列、相互连通的多层扁囊状结构,胞质面有核糖体附着。2.功能:主要和外输性蛋白、膜蛋白的合成、加工、转运有关。3.分布:蛋白分泌功能旺盛的细胞中,粗面内质网高度发达,肿瘤细胞和未分化细胞中相对较少。,2009-08,细胞生物学
5、与遗传学教研室陈贤均制,10,(二)滑面内质网(smooth endoplasmic reticulum)1.形态:表面光滑的管、泡样网状结构,无核糖体附着,常见与粗面内质网相通。2.功能:是一种多功能细胞器,主要功能有解毒、糖代谢、脂代谢,参与肌肉收缩等。在不同细胞或同一细胞的不同生理时期,常表现出完全不同的功能特性。,2009-08,细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制,11,四、内质网的功能,(一)粗面内质网的功能1.外输性蛋白的合成分泌(1)作为核糖体附着的支架细胞中所有蛋白质的合成,都起始于游离核糖体,但许多蛋白多肽链起始后,需要与相应核糖体一起附着于粗面内质网膜上才能最终完成合成。,2
6、009-08,细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制,12,附着核糖体合成的蛋白质有:分泌性蛋白(酶类、肽类激素、抗体等)膜整合蛋白内质网驻留蛋白内膜系统各种细胞器内的可溶性蛋白(需要隔离或修饰)。,2009-08,细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制,13,(2)折叠与装配新生肽链附着核糖体合成的肽链需在内质网腔中折叠与装配,形成特定空间结构。这一过程由分子伴侣协助完成。分子伴侣(molecular chaperone):能够帮助多肽转运、折叠和组装的结合蛋白,本身不参与终产物的形成。分子伴侣的共同特点:在羧基端有-Lys-Asp-Glu-Leu四氨基酸滞留信号肽,该信号肽能与内质网膜上相应受体结合而
7、滞留于网腔,因此也被称为驻留蛋白(retention protein)。,2009-08,细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制,14,(3)蛋白质的糖基化糖基化(glycosylation):单糖或者寡糖与蛋白质之间通过共价键结合形成糖蛋白的过程。由附着性核糖体合成并经内质网转运的蛋白质,大多数都要被糖基化。发生在粗面内质网中的糖基化主要是寡糖与蛋白质天冬酰胺残基侧链上氨基基团的结合,称为N-连接糖基化,其识别序列为:Asn-X-Ser或Asn-X-Thr(X代表除Pro之外的任何氨基酸)。,2009-08,细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制,15,(4)蛋白质的包内运输在粗面内质网内合成并经加工修
8、饰后的外输性蛋白质最终被内质网膜包裹,形成膜性运输小泡。主要有两个运输途径:结构性分泌:内质网高尔基体转运泡细胞外调节性分泌:内质网高尔基体转运泡接收信号细胞外,2009-08,细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制,16,2.分泌蛋白合成的信号肽假说(1)信号肽假说涉及的细胞成分和结构信号肽(signal peptide):是分泌蛋白或跨膜蛋白肽链N端的一段特殊氨基酸序列,是外输性蛋白在粗面内质网上合成的决定因素。信号识别颗粒(signal recognition particle,SRP):细胞质基质中能识别并结合信号肽和信号识别颗粒受体的蛋白质。细胞识别颗粒受体(SRP-receptor,SR
9、P-R):内质网膜上能识别SRP并与之结合的蛋白。移位子(translocon):内质网膜上的能够开闭的通道蛋白,开启信号是前三者的结合。以上四种成分的先后结合共同引到核糖体大亚基结合于内质网膜以及肽链穿越内质网膜进入内质网腔。,2009-08,细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制,17,(2)信号肽作用的具体过程(机制)分泌蛋白新生态链在游离核糖体中开始合成信号肽与SRP结合,肽链翻译暂停信号肽结合的SRP与rER膜上的SRP-R结合,核糖体大亚基与rER膜上的通道蛋白移位子结合内质网膜上肽链通道打开,肽链进入通道,SRP脱离核糖体与SRP-R信号肽进入rER腔,信号肽切除,翻译继续进行,直至完
10、成。,2009-08,细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制,18,3.跨膜蛋白的插入与转移(1)单次跨膜蛋白插入内质网膜的机制新生肽链协同翻译插入(cotranslation insertion)机制起始转移信号肽起始肽链转移(位于始端)停止转移信号肽使移位子由活性状态转为钝化状态终止肽链转移(位于跨膜区)内信号肽(internal signal peptide)介导的内开始转移肽(internal start-transfer peptide)插入转移机制内信号肽位于多肽链内部的信号肽序列,具有与N端信号肽同样的功能,到达移位子时被保留在脂双层中。,2009-08,细胞生物学与遗传学教研室陈贤均
11、制,19,2009-08,细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制,20,(2)多次跨膜蛋白插入内质网膜的机制与单次跨膜蛋白的转移机制大致相同,在多次跨膜蛋白肽链上,存在两个或两个以上的疏水性起始转移肽结构序列(跨膜区始端)和停止转移肽结构序列(跨膜区终端)。,2009-08,细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制,21,(二)滑面内质网的功能1.参与脂类合成和转运合成脂类是滑面内质网最重要的功能之一。除线粒体特有的磷脂(心磷脂,?)外,细胞所需的全部膜脂几乎都由内质网合成。例如:磷脂(所有类型细胞)糖脂(所有类型细胞)脂肪(小肠上皮细胞)胆固醇(小肠,肝细胞)皮质激素(肾上腺,雌雄性腺),2009-08,
12、细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制,22,(1)磷脂酰胆碱合成过程2脂酰辅酶A+3-磷酸甘油 磷脂酸磷脂酸 二脂酰甘油二脂酰甘油+C-P-P-胆碱 磷脂酰胆碱,脂酰转移酶,2CoA,磷酸酶,Pi,磷酸胆碱转移酶,C-P,2009-08,细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制,23,(2)向其他膜结构的转运主要有两种形式:出芽形成小泡转运至高尔基体、溶酶体、质膜以磷脂转换蛋白(phospholipid exchange protein,PEP)为载体,进入细胞质基质,扩散到线粒体和过氧化物酶体膜上。2.Breakdown of stored glycogen in liver cells Glgucos
13、e-6-phosphatase:G-6PG,2009-08,细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制,24,3.Detoxification(mainly in liver cells)。肝细胞滑面内质网有多种解毒的酶,通过对有毒物质的氧化、还原、水解、结合、甲基化等生化反应,使其降低或失去毒性。4.Calcium storage:in sarcoplasmic reticulum,肌细胞膜上的Ca2+-ATP酶可进行Ca2+的储存和释放。5.与胃酸、胆汁的合成和分泌密切相关,2009-08,细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制,25,第二节 高尔基复合体,一、高尔基复合体的形态结构二、高尔基复合体的化学
14、组成三、高尔基复合体的主要功能,2009-08,细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制,26,一、高尔基复合体的形态结构,(一)高尔基复合体的形态高尔基复合体(Golgi complex)是一种膜性囊、泡结构复合体,一般分三个组成部分。1.扁平囊泡(cisternae):主体结构,38个扁囊平行排列成高尔基堆(Golgi stack)。凸面称形成面或顺面,朝向细胞核或内质网凹面称成熟面、反面或分泌面,朝向质膜,2009-08,细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制,27,2.小囊泡(vesicles):由粗面内质网芽生、分化而来,转运内质网内的蛋白质至高尔基复合体。3.大囊泡(vacuoles):分布于高
15、尔基体的凹面,系各种分泌泡和初级溶酶体。,2009-08,细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制,28,(二)高尔基复合体功能分区1.顺面高尔基网状结构(cis Golgi network),接受由内质网合成的物质并分类后转入中间膜囊。进行蛋白分选,蛋白糖基化、酰基化。2.高尔基中间膜囊(medial Golgi),蛋白质糖基化及糖脂的合成。3.反面高尔基网状结构(trans Golgi network),由反面一侧的囊泡和网管组成,是高尔基体的出口区域,功能是参与蛋白质的分类、包装与分泌。,2009-08,细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制,29,高尔基复合体各功能区的特异性细胞化学反应嗜锇反应,经
16、锇酸浸染后,高尔基体的cis面膜囊被特异地染色烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶(NADP酶)反应,是高尔基体中间几层扁平囊的标志反应,2009-08,细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制,30,焦磷酸硫胺素酶(TPP酶)反应,可特异地显示高尔基体trans面12层膜囊;胞嘧啶单核苷酸酶(CMP酶)反应,显示靠近trans面上的一些膜囊状和管状结构。CMP酶也是溶酶体的标志酶,溶酶体就是在此处分泌产生的。,2009-08,细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制,31,(三)高尔基复合体在细胞中的分布形式1.无明显极性的细胞,例如神经细胞、白细胞等分布在核周围2.有明显极性的细胞,例如肠粘膜上皮细胞,外分泌腺细胞,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 细胞 内膜 系统 运输

链接地址:https://www.31ppt.com/p-5089720.html