医学细胞生物学3四章内膜系统.ppt

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1、质膜,溶酶体,内质网,各种转运小泡,高尔基体,过氧化物酶体,核膜,线粒体,内膜系统,细胞质内在结构、功能、发生上具一定联系的膜性结构的总称,膜相结构,粗面内质网,高尔基体,穿梭泡,转运泡,溶酶体,分泌泡,转运泡,囊泡,细胞膜,膜流相互转换、代谢更新,网格蛋白囊泡,COP囊泡,COP囊泡,内质网,内膜系统,单层单位膜,高尔基体,单层单位膜,溶酶体,单层单位膜,过氧化物酶体,单层单位膜,荧光标记生活的植物细胞内质网透射电镜图,关键点,1、小管、小囊连成的网状结构,2、脂类、蛋白质为主要化学组分,葡萄糖6磷酸酶为ER膜的标志酶,荧光标记培养的哺乳动物细胞内质网透射电镜图,3、粗面内质网、滑面内质网,

2、rER,胰腺细胞,浆细胞,sER,rough endoplasmic reticulum（rER）,smooth endoplasmic reticulum（sER）,(50,000),(34,000),内质网是内膜系统的发源地,关键点4：内质网是内膜系统的发源地,参与蛋白质合成、加工、修饰、运输,核糖体支架,关键点5：功能rER,与膜脂的合成有关,核糖体,附着型核糖体,游离型核糖体,合成外输性蛋白,合成内原性蛋白,进入内质网腔,进入细胞质基质,rER最基本的功能之一是：附着型核糖体支架,信号假说,游离型的核糖体,附着型的核糖体,所有蛋白质合成均起始于游离的核糖体,核糖体亚基,AUG,信号密码

3、,mRNA,信号肽,大、小亚基结合，翻译信号肽,3,5,信号假说,SRP与核糖体A位点结合，形成SRP-核糖体复合体阻止肽链合成,SRP（信号识别蛋白）,识别信号肽,SRP与ER上的SRP受体结合，引导核糖体落到ER膜的Pr转运体上,核糖体受体蛋白,信号肽酶,终止密码,解离因子,核糖体循环,SRP解离，多肽链继续合成,核糖体连在核糖体受体蛋白上,SRP循环,新合成的多肽链通过Pr转运体通道进入ER腔，信号肽被酶切除,遇到终止密码子，多肽链合成终止，在ER腔中并被加工修饰,大小亚基在解离因子的作用下解离，回到核糖体循环,AUG,信号密码,mRNA,信号肽,3,5,信号假说,信号肽酶,解离因子,核

4、糖体循环,SRP循环,粗面内质网上合成的多肽链去处,核糖体受体蛋白,终止密码,核糖体上合成的蛋白质进入粗面内质网,内质网腔里的多肽链是怎样被加工修饰？,有些信号肽需要切除：有些信号肽需要保留：,合成的蛋白质成为膜蛋白,合成的蛋白质释放到ER腔中,功能：,可溶性驻留蛋白（rER腔内）：志愿者，分子伴侣,不成熟蛋白质,糖基化,初步修饰蛋白质,N结合型糖基化,糖链,蛋白质在粗面内质网加工后进入高尔基体,由内质网向高尔基体的物质运输,网格蛋白囊泡,网格蛋白包被囊泡,产生于高尔基体和细胞膜,COP囊泡,COP囊泡,质膜和细胞内膜上的脂类大部分由粗面内质网合成,与膜脂的合成有关,sER功能,脂类和类固醇激

5、素的合成,脂类代谢,糖原分解,肝细胞的解毒,肌肉收缩的调解等,rER：核糖体支架、蛋白质合成、加工修饰、运输sER：与脂类物质合成有关,关键点,1、小管、小囊连成的网状结构,2、脂类、蛋白质为主要化学组分,3、粗面内质网、滑面内质网,4、内膜系统的发源地,5、主要功能,葡萄糖-6-磷酸酶为ER膜的标志酶,关键点,1、扁平囊、大囊泡、小囊泡构成,2、脂类、蛋白质为基本化学组分,5、具有明显极性特征的膜性结构,6、联系各种细胞器的中心环节,3、糖基转移酶为标志性酶,4、具有胞内物质合成与蛋白质,加工转运功能,形成面、顺面,成熟面、分泌面、反面,小囊泡,大囊泡分泌泡,扁平囊,电镜,1、扁平囊、大囊泡

6、、小囊泡构成,2、脂类、蛋白质为基本化学组分,（65,000）,光镜下,电镜下,杯状细胞,神经细胞,与蛋白质的分拣与运输,粗面内质网,与细胞的分泌活动,与蛋白质和脂类的糖基化修饰,与蛋白质加工改造,与膜的转化,4、具有胞内物质合成与蛋白质加工转运功能,3、糖基转移酶为标志性酶,3分钟,17分钟,100分钟,3H标记亮氨酸,胰腺的腺泡细胞,不成熟蛋白质,糖基化,初步修饰蛋白质,内质网腔,成熟的蛋白质,N结合型糖基化,内质网腔,1、保护蛋白质不被水解酶降解,糖基化作用,加工改造,无活性的蛋白原,有活性的蛋白原,直接酶解切除,酶解加工,胰岛素原,A链,B链,C链,胰岛素分子,不同说法,酶修饰,分选信

7、号,高尔基体内有不同的区域，分别含有不同种类的酶，经不同的加工，将蛋白质加以区分,分选及转运的信号在蛋白质分子内部，有基因决定,分选信号,蛋白质合成,溶酶体寡聚糖磷酸化,切除甘露糖,加N-乙酰葡萄糖胺,加半乳糖,加唾液酸；分拣,溶酶体,顺面,中层囊,反面囊,反面,大泡（分泌颗粒）,rER,高尔基复合体,顺面囊,高尔基堆,酶修饰,高尔基体内有不同的区域，分别含有不同种类的酶，经不同的加工，将蛋白质加以区分,运输途径,运往溶酶体（网格蛋白囊泡）,运往分泌泡,运往内质网（COP囊泡）,内吞体,rER,形成面,成熟面,高尔基复合体,溶酶体水解酶前体,加入磷酸基团,M-6-P（6磷酸甘露糖）,有活性的溶

8、酶体酶,ATP,ADP+Pi,H+,去除磷酸,PH=6,内体性溶酶体,运往溶酶体,形成（顺）面,成熟（反）面,高尔基体,粗面内质网,分泌泡,运往分泌泡,运往内质网,内质网,高尔基体,双向运输,ER驻留蛋白上的KDEL驻留信号，在高尔基复合体各个部分的膜上都有相应的受体。如果ER驻留蛋白质在出芽时被错误地包进分泌泡而离开了ER，高尔基复合体膜上的这种信号受体蛋白就会与逃出的ER驻留蛋白结合，并形成小泡，将这些ER驻留蛋白押送回到ER,COP囊泡,COP囊泡,膜流,形成面、顺面,成熟面、分泌面、反面,动态结构,5、具有明显极性特征的膜性结构,形成面、顺面,成熟面、分泌面、反面,动态结构,6、联系各

9、种细胞器的中心环节,关键点,1、单层单位膜形成的囊泡状细胞器,2、脂类、蛋白质、糖类,3、含有酸性水解酶(最适pH值4.4-4.5),4、酸性磷酸酶为标志酶,5、多样性、异质性,6、分类体系,7、生物学功能,关键点一：溶酶体的膜,质子泵，维系溶酶体内值,膜蛋白呈高度糖基化，保护自身不受水解酶消化,膜上具有多种载体蛋白，将水解产物向外运转,膜中含有较多胆固醇，能增加膜的稳定性，防止酶泄露,ATP,ADP+Pi,H+,晚期内体,异噬溶酶体：底物来源于细胞外,关键点二：不同的分类体系,依据不同的生理功能状态,初级溶酶体：只有无活性酶、无底物,次级溶酶体：有酶和底物，正在消化,残余体：消化完成，有不能

10、消化的残留物,自噬溶酶体：底物来源于细胞内,基于形成过程和不同发育阶段,吞噬性溶酶体：有酶、底物、消化产物,异噬溶酶体：底物来源于细胞外,自噬溶酶体：底物来源于细胞内,吞噬性溶酶体,内体性溶酶体,关键点三：溶酶体的 形成与成熟,多种细胞器参与的复杂而有序的过程,晚期内体,rER,形成面,成熟面,高尔基复合体,溶酶体水解酶前体,加入磷酸基团,M-6-P（6-磷酸甘露糖）,有活性的溶酶体酶,ATP,ADP+Pi,H+,去除磷酸,PH=6,内体性溶酶体,溶酶体形成与成熟,关键点四：多样性、异质性,大小,（，最小0.05um，最大数微米）,（几百个）,数量,（各种各样）,形态,（各不相同）,酶的种类,

11、消化、营养、防御作用：,器官发育：,激素的合成与分泌调节。如甲状腺素的合成,消化细胞自身衰亡或损伤的细胞器的过程、分解胞内剩余的分泌颗粒（自噬作用）如吞噬死亡的线粒体,自体吞噬：,细胞外消化作用：,溶酶体将自身的酶释放到细胞外。如受精过程,异体吞噬：对细胞外源性物质消化的过程,（异噬作用）如吞噬细菌、病毒等,溶酶体膜破裂，酶溢出分解细胞自身（自溶作用）,关键点五：溶酶体的生物学功能,内体,内体性溶酶体,吞噬体,吞噬溶酶体,吞饮体,吞饮溶酶体,自噬体,自噬溶酶体,分泌颗粒,分泌溶酶体,吞 噬 性 溶 酶 体,残质体,异噬作用,自噬作用,胞外消化,溶酶体分类、功能、形成 小结,初级溶酶体、次级溶酶

12、体、残余体,形态结构:单层单位膜，内含多种酸性水解酶,溶酶体膜的特点：质子泵、膜蛋白呈高度糖基化、载体蛋白,内体性溶酶体、吞噬性溶酶体,异噬性溶酶体、自噬性溶酶体,标志酶:酸性磷酸酶（）,化学组成:脂类、蛋白质、糖类,分类体系,溶酶体的形成与成熟:高尔基体、内体,溶酶体的生物学功能:,关键点,2、脂类、蛋白质为主要的化学组分,3、标志性酶为过氧化氢酶,4、主要功能：解毒作用,1、单层单位膜包围的卵圆形小体,功能:,解毒作用,形态结构:,标志酶:,化学组成:,功能:,发生和形成:,过氧化氢酶,脂类、蛋白质,解毒作用,粗面内质网、分裂增殖,单层单位膜，卵圆形小体，内含多种水解酶,预习题,1、基本概

13、念：内膜系统2、比较内膜系统各细胞器的特点（主要化学成分、结构、标志酶）,复习题,1、内膜系统的概念及各细胞器结构、主要功能2、比较内质网、高尔基体、细胞膜化学组成3、用信号假说详细阐述粗面内质网蛋白质合成全过程（信号肽假说的主要内容）4、粗面内质网与滑面内质网在形态结构、功能上的区别5、囊泡的类型及特点6、高尔基复合体加工过的蛋白质包装成分泌小泡后的 运输途径7、酶体的特性、类型和溶酶体的形成过程8、溶酶体的功能9、过氧化物酶体的标志性酶10、简要归纳分泌蛋白的形成、加工、运输及排出过程,比较内膜系统各细胞器的特点,课外学习题,细胞中囊泡的形成和出现，会伴随着细胞内物质定向运输的活动过程,试着从囊泡转运过程说明细胞的整体性,练习题,1、简述粗面内质网的功能、标志酶，囊泡的类型2、描述高尔基体的结构、功能、标志酶3、描述溶酶体膜的特殊结构、溶酶体的标志酶4、简述溶酶体类型、功能5、过氧化物酶体的标志酶6、比较内膜系统各细胞器的特点（主要化学成分、结构、功能、标志酶、类型等）,