5内膜系统

nullnull第五章 细胞的内膜系统内容提要内容提要掌握：内膜系统的概念 ；内质网的结构、类型、功能 ；高尔基复合体的各部分结构、功能；溶酶体的结构、类型 及功能。 熟悉：溶酶体包含的酶及其生理功能；过氧化物酶体的功能、结构。 了解：内膜系统与疾病的关系。在真核细胞的膜相结构中，除了细胞膜和线粒体外，那些在发生、形态结构和功能上相互联系的膜相细胞器称为内膜系统。 在真核细胞的膜相结构中，除了细胞膜和线粒体外，那些在发生、形态结构和功能上相互联系的膜相细胞器称为内膜系统。 一、内膜系统： endomenbrane system包括:内质网、高尔基复合体、溶酶体、过氧化物酶体、各种转运小泡、核膜。内膜系统的功能内膜系统的功能提供足够面积的膜区域化作用null化学组成 形态结构 类型 功能及来源第一节 内质网 Endoplasmic reticulum一、内质网的化学组成一、内质网的化学组成蛋白质： 脂代谢 糖代谢 解毒酶系脂类：卵磷脂含量较多，鞘磷脂少内质网，脂类︰蛋白质=1 ︰2 细胞膜，脂类︰蛋白质=1 ︰1流动性强标志酶为葡萄糖-6-磷酸酶二、内质网的形态结构结构单位：小管、小囊、扁囊二、内质网的形态结构内质网腔内质网腔 内质网膜 厚度约5-6nm，面积占整个内膜系统的一半左右。核糖体内质网的形态差异内质网的形态差异生理变化 不同发育阶段 单位结构存在情况 三、内质网的类型三、内质网的类型粗面内质网滑面内质网null（一）粗面内质网（RER）（一）粗面内质网（RER）特点：特点： 表面附着大量颗粒状的核糖体 主要由板层状排列的扁囊构成（二）滑面内质网（SER）（二）滑面内质网（SER）由分支小管或圆形小泡组成由分支小管或圆形小泡组成特点:表面光滑无核糖体附着 两种内质网的分布根据细胞类型的不同而不同两种内质网的分布根据细胞类型的不同而不同胰腺外分泌细胞全为粗面内质网肌细胞全为滑面内质网肾上腺皮质细胞 两者均存在例如四、内质网的功能四、内质网的功能（一）粗面内质网的功能：（二）滑面内质网的功能：附着核糖体，参与蛋白质的合成 多肽链的折叠与装配 蛋白质的糖基化 蛋白质的分选和运输脂类的合成与转运 糖原代谢 解毒 储存Ca2+ ，参与肌肉收缩 参与胃酸、胆汁的合成与分泌（一）RER的功能（一）RER的功能1、附着核糖体，参与蛋白合成分泌蛋白的合成 —信号肽假说分泌蛋白的合成 —信号肽假说信号肽： 当氨基酸合成时，先在游离核糖体上由信号密码翻译出一段肽链，由18-30个氨基酸组成，称为信号肽。（一）RER的功能信号识别颗粒 (SRP) ： 识别信号肽，并与核糖体结合，形成SRP-核糖体复合体,使蛋白质的合成暂时中止。null内质网腔细胞质SRP受体信号识别颗粒 (SRP)移位子（核糖体结合蛋白）tRNAAP核糖体mRNA信号肽A信号肽假说信号肽参与蛋白质合成的主要过程是：信号肽参与蛋白质合成的主要过程是：合成信号肽； 形成(SRP-核糖体)，翻译暂停； 核糖体与粗面内质网结合，形成(SRP-SRP受体-核糖体)； SRP脱离，多肽链继续合成； 信号肽被切除；多肽链进入内质网腔； 核糖体大小亚基分离，参与核糖体再循环（一）RER的功能2、新生肽链的折叠与装配（一）RER的功能帮助形成稳定的二硫键分子伴侣：帮助多肽链转运、折叠和组装，但其本身并不参与最终产物的形成的结合蛋白。 N-连接 寡糖连接在蛋白质的天冬酰氨残基的氨基上。O-连接 寡糖连接在蛋白质的丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸等残基侧链的羟基上。N-连接 寡糖连接在蛋白质的天冬酰氨残基的氨基上。高尔基复合体粗面内质网3、蛋白质的糖基化（一）RER的功能高尔基复合体nullＮＮ甘甘甘甘甘甘甘甘甘　rER腔rER膜糖基转移酶4、蛋白质的分选和运输4、蛋白质的分选和运输蛋白质的分选： 分泌蛋白 膜蛋白 驻留蛋白 溶酶体酶（一）RER的功能蛋白的运输蛋白的运输分泌蛋白进入内质网腔糖基化高尔基复合体修饰加工分泌泡细胞外大浓缩泡胞吐作用细胞外1、脂类的合成与转运1、脂类的合成与转运（一）SER的功能(1)脂类的合成(1)脂类的合成甘油-3-磷酸甘油-3-磷酸酰基转移酶脂酰辅酶A （一）SER的功能胞质内质网腔nullCoACoA甘油-3-磷酸甘油-3-磷酸酰基转移酶磷酸酶磷脂酸胞质内质网腔nullCoACoA甘油甘油-3-磷酸酰基转移酶磷酸酶PiCPP胆碱胆碱磷酸转移酶双酰甘油胞质内质网腔nullCoACoA甘油甘油-3-磷酸酰基转移酶磷酸酶PiCPP胆碱胆碱磷酸转移酶磷脂酰胆碱胞质内质网腔(2)脂类分子的转运(2)脂类分子的转运基质面ER腔面(2)脂类分子合成后的转运(2)脂类分子合成后的转运基质面ER腔面转位酶(2)脂类分子合成后的转运(2)脂类分子合成后的转运基质面ER腔面(2)脂类分子合成后的转运(2)脂类分子合成后的转运基质面ER腔面(2)脂类分子合成后的转运(2)脂类分子合成后的转运基质面ER腔面磷脂转移蛋白(2)脂类分子合成后的转运(2)脂类分子合成后的转运基质面ER腔面(2)脂类分子合成后的转运(2)脂类分子合成后的转运基质面ER腔面(2)脂类分子合成后的转运(2)脂类分子合成后的转运基质面ER腔面2、参与糖原代谢SER上有葡萄糖-6-磷酸酶糖原葡萄糖-6-磷酸葡萄糖-6-磷酸酶葡萄糖磷酸进入内质网腔后释放入血液被利用2、参与糖原代谢null3、解毒作用实验给动物喂食苯巴比妥肝细胞滑面内质网增多， 与解毒作用相关的酶含量增加。SER含有参与解毒作用的各种酶系。4、是Ca2+储存场所，参与肌肉收缩4、是Ca2+储存场所，参与肌肉收缩肌浆网上的Ca2+泵胞质肌浆网胞质Ca2+Ca2+细胞膜外界刺激ATP酶ATPADPPiCa2+null第二节 高尔基复合体 Golgi complex高尔基复合体的形态结构 高尔基复合体的化学组成 高尔基复合体的功能null 1898年，意大利学者高尔基(Camillo Golgi)利用银染技术在光镜下观察猫的神经细胞时，发现在细胞核的周围有一嗜银的黑色网状结构，他称之为内网器。 以后，在真核生物的细胞中都发现了这种结构，为纪念高尔基本人，将他命名为高尔基器.null一、高尔基复合体的形态结构null 2.中间膜囊3.反面 运输小泡 分泌泡1.顺面电镜下高尔基复合体横切面模式图（一）由三种不同类型的膜性囊泡组成1.顺面高尔基网状结构1.顺面高尔基网状结构位置：靠近内质网，位于高尔基复 合体顺面的最外侧，又称为 形成面（forming face）。形态：连续分支的管网状结构， 有许多由粗面内质网芽生 出来的圆形小泡，称为运 输小泡（transfer vesicle）功能：分选 糖基化 跨膜蛋白胞质侧的酰基化2.高尔基中间膜囊2.高尔基中间膜囊位置：位于顺、反两面之间，片层 膜囊，是主体，由3-8层平 行排列在一起。形态：略带弯曲的盘状，凸面朝向顺面，凹面朝向反面。囊间距 20-30nm，囊宽5-15nm，膜囊间有管道相通。 功能：蛋白质的糖基修饰 糖脂形成 多糖合成3.反面高尔基网状结构3.反面高尔基网状结构形态：管状网，与大囊泡相连 位置：朝向细胞膜一侧，又称成熟面功能：蛋白质的修饰 分选（二）高尔基复合体具有极性（二）高尔基复合体具有极性形态结构： 功 能：管网→扁平囊→管、囊分选、修饰（糖基化、酰基化）→糖基化、糖脂的合成→分选、修饰（硫酸化、唾液酸化、水解） 物质运输方向：顺面→中间膜囊→反面二、高尔基复合体的化学组成 二、高尔基复合体的化学组成 1、膜脂介于内质网与质膜之间，过渡性细胞器 2、酶：主要为糖基转移酶三、高尔基复合体的功能三、高尔基复合体的功能（一）参与细胞的分泌活动 （二）对蛋白质和脂类的修饰加工 （三）蛋白质的分选和运输null顶部分泌泡粗面内质网高尔基复合体胰腺细胞中蛋白质合成与运输途径示意图3H标记亮氨酸（一）参与细胞的分泌活动null3H标记亮氨酸3分钟20分钟120分钟粗面内质网高尔基复合体顶部分泌泡nullO-连接 寡糖连接在蛋白质的丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸等残基侧链的羟基上。N-连接 寡糖连接在蛋白质的天冬酰氨残基的氨基上。高尔基复合体粗面内质网高尔基复合体（二）对蛋白质和脂类的修饰加工1.蛋白质的糖基化null蛋白质合成寡聚糖磷酸化加N-乙酰葡萄糖胺加半乳糖、加唾液酸溶酶体顺面中间 膜囊反面分泌泡粗面内质网高尔基复合体切除甘露糖对蛋白质修饰加工示意图对蛋白质修饰加工的特点：对蛋白质修饰加工的特点：区隔化 有顺序性 有选择性糖基化的意义：避免降解 作为运输信号 形成糖被null 肽链的某一段氨基酸序列 氨基酸侧链的特殊基团 氨基酸侧链的极性和电荷 蛋白质的空间构象（三）对蛋白质分选和运输分选机理—蛋白质分选信号：null分 选 的 结 果  顺面分选：反面分选：驻留蛋白 非驻留蛋白溶酶体蛋白 分泌蛋白 膜 蛋 白null第三节 溶 酶 体 lysosome 1949年，C.de Dure等用大鼠肝匀浆研究与糖代谢有关的酶的分布的时候，发现酸性磷酸酶活性，反复研究发现了含有酸性磷酸酶活性的颗粒，后来证实是一种新的细胞器，定名为溶酶体 1949年，C.de Dure等用大鼠肝匀浆研究与糖代谢有关的酶的分布的时候，发现酸性磷酸酶活性，反复研究发现了含有酸性磷酸酶活性的颗粒，后来证实是一种新的细胞器，定名为溶酶体溶酶体（lysosome） 是细胞内由一层单位膜包围的膜性细胞器，内含多种酸性水解酶，能分解各种内源性或外源性物质，称为细胞内的消化器官。溶酶体（lysosome） 是细胞内由一层单位膜包围的膜性细胞器，内含多种酸性水解酶，能分解各种内源性或外源性物质，称为细胞内的消化器官。一、溶酶体的形态结构和化学组成溶酶体             线粒体（一）形态一、溶酶体的形态结构和化学组成null （二）溶酶体异质性： 1.大小差异显著，直径0.05～几微米 2.数量 3.生理生化性质，所含酶类不同。null1.单层膜包裹 2.含有丰富的酸性水解酶 3.膜蛋白高度糖基化 4.膜上有质子泵（三）溶酶体的特征null溶酶体酶图解PH~5核酸酶 蛋白酶 糖苷酶 酯酶 磷酸酯酶 硫酸酯酶 磷酸酶ATPADP+Pi酸性水解酶H+细胞质PH~7.2二、溶酶体的类型二、溶酶体的类型（一）按功能状态分为： 1.初级溶酶体 2.次级溶酶体 3.三级溶酶体 （二）按形成过程分为： 1.内体性溶酶体 2.吞噬性溶酶体（一）内体性溶酶体（一）内体性溶酶体 由高尔基复合体芽生的运输小泡和内体合并而成。又称为初级溶酶体(primary lysosome) null内吞体rER顺面管网反面管网高尔基复合体 溶酶体水解酶前体甘露糖-6-磷酸溶酶体酶ATPADP+PiH+去除磷酸PH=6内体性溶酶体形成过程（二）吞噬性溶酶体（二）吞噬性溶酶体1.定义：内体性溶酶体与不同的底物结合后，就成为吞噬性溶酶体，又称次级溶酶体。 2.类型： 异噬性溶酶体 自噬性溶酶体 null①异噬性溶酶体null1.异噬作用1.异噬作用固态物吞噬体内体性溶酶体异噬性溶酶体液态物吞饮体小分子残渣残余小体细胞质中 重新利用出胞留胞堆积异噬作用的意义异噬作用的意义1）为细胞的生存提供营养物质。 2）对机体起着防御功能。 null②自噬性溶酶体被吞噬的线粒体null固态物吞噬体内体性溶酶体异噬性溶酶体液态物吞饮体小分子残渣残余小体细胞质中 重新利用出胞留胞堆积破损衰老的细胞器自噬性溶酶体自噬作用的意义自噬作用的意义细胞器更新的重要方式机体和细胞的自我保护null三、溶酶体的功能1.参与细胞正常的物质消化与营养功能2.保护和防御作用（清除衰老、残损的细胞器；清除细菌、病毒）3.参与激素的生成4.参与器官组织变态和退化5.协助受精甲状腺素的合成过程甲状腺素的合成过程甲状腺滤泡上皮细胞原料甲状腺球蛋白碘化甲状腺球蛋白lysosome甲状腺素合成碘化吞饮泡水解null第四节 过氧化物酶体 peroxisomenull 过氧化物酶体，又名微体，是由单位膜包裹的含有多种氧化酶的圆形或卵圆形小体。 特征： 中央--类核体； 膜内表面--边缘板一、形态二、酶类组成二、酶类组成氧化酶：50-60% O2→H2O2 过氧化氢酶:40% 消除H2O2 → O2+H2O 过氧化物酶：极少 消除H2O2 → O2+H2O三、功能三、功能消除H2O2及其他毒性物质 调节细胞氧张力 分解脂肪酸→乙酰辅酶A or 热能四、起源和发生四、起源和发生论点一 论点二null第六节 内膜系统与疾病null一、内质网的病理变化二、高尔基复合体病理改变二、高尔基复合体病理改变三、溶酶体病三、溶酶体病 1. 粘多糖贮积症Ⅱ型(MPSⅡ) 又称Hunter 综合症，是一种先天性溶酶体代谢缺陷疾病。主要临床表现为面容丑陋，身材矮小，关节僵硬，心血管及呼吸系统异常，发育迟缓，智力低下。 null注：a:典型的丑陋面容，鞍形鼻，前额突出，鱼状口， 颈短脖粗，皮肤暗黑增厚； b:爪状手。ab粘多糖贮积症Ⅱ型患者2.泰-萨病2.泰-萨病氨基己糖苷酯酶A缺乏糖酯降解受阻脑中神经节苷脂M2增加双眼失明、2-6岁死亡3. 矽 肺3. 矽 肺河南农民工张海超自费“开胸验肺”，他仅仅是全国的61万矽肺病患者（2006年官方统计）之一。 肺部巨噬细胞吞噬矽尘颗粒溶解周围肺部组织细胞进入溶酶体形成矽酸，导致溶酶体膜破裂，外泄，巨噬细胞自溶释出的矽尘颗粒又被吞噬肺组织纤维化4. 痛 风4. 痛 风又称“高尿酸血症”， 是一种因嘌呤代谢障碍，使尿酸累积而引起的疾病，属于关节炎的一种，又称代谢性关节炎。 常见于拇指和膝盖、脚踝等关节部位。 尿酸盐形成晶体后沉积→被白细胞吞噬→破坏溶酶体膜的稳定性 →白细胞自溶→引发急性炎症。四、过氧化物酶体与疾病四、过氧化物酶体与疾病Zellweger脑肝肾综合症： 常染色体隐性遗传病 病理组织学检查可见脑组织异常，有嗜苏丹性脑白质营养不良；肝硬化，肝内胆和这发育不良；多囊肾；动脉导管未闭、卵圆孔未闭等心脏畸形。 一般采用支持疗法。患者多在出生后3～6个月内死亡 。