细胞分子生物学内膜系统.pptx

第八章真核细胞内膜系统、蛋白质分选及膜泡运输;真核细胞在进化上一个显著特点就是形成了发达的细胞质膜系统（cytoplasmicmembranesystem），将细胞内环境分割成许多功能不同的区室（compartment）。可分为3类结构：细胞质基质（cytoplasmicmatrix）、细膜内膜系统（endomembranesystem）和其他由膜包被的各种细胞器。;动物细胞内主要的胞内分隔;一、细胞质基质

二、细胞内膜系统及其功能

三、细胞内蛋白质的分选与膜泡运输;一、细胞质基质;肝细胞中细胞质基质和其他组分所占的体积比;（一）细胞质基质的概念;学术争议:有人认为细胞骨架不属于细胞质基质的范畴，是细胞器，也有人认为细胞骨架是细胞质基质的主要结构体系，是其他成分锚定的骨架，同时它们经常处于装配和解聚的动态平衡中，其解聚的亚单位仍保持在液相中.;（二）细胞质基质的化学成分;（三）细胞质基质的特点;细胞质基质的结构示意图;（四）细胞质基质的功能;4、对蛋白质修饰选择性降解和构象修正

磷酸化与去磷酸化，糖基化，甲基化，酰基化依赖泛素标记的蛋白酶体中的蛋白质降解途径热休克蛋白HSP帮助变性或畸形蛋白质重新折叠

5、物质贮存和运输，如:膜系统和细胞骨架系统解聚后的物质均贮存于细胞质基质中，被称为“分子库”，当需重新组装时由此提供元件。;二、细胞内膜系统及其功能;（一）内膜系统概述;内膜系统的动态性质;目前已经确定，在内膜系统的动态网络中有3种途径：

（1）生化合成途径（biosyntheticpathway）：主要涉及分泌性蛋白质分选的合成与脂的合成和加工。脂的合成在光面内质网，而分泌性蛋白质的合成起始于粗面内质网。

（2）分泌途径（secretorypathway）：在内质网合成的蛋白质和脂经出芽形成小泡逐步向外运输传递。在组成性分泌（constitutivesecretion）过程中，物质以分泌小泡形式连续从其合成位点转运并卸载到胞外空间；在调节性分泌（regulatedsecretion）过程中，将要分泌的物质储存在细胞质外周区内大的、致密包装的膜性分泌颗粒中，只有在应答适当刺激时才会从细胞中卸载出去。

（3）内吞途径（endocytosispathway）：分泌的相反过程，是将细胞外物质吞进内体???溶酶体的过程。;生物合成/分泌和内吞途径将内膜系统统一为动态的相互联系的网络;（二）内膜系统的研究方法;1.放射自显影技术;放射自显影技术揭示分泌蛋白的合成位点和运输过程;放射自显影技术揭示分泌蛋白的合成位点和运输过程;2.绿色荧光蛋白的应用;3.亚细胞组分的生化分析;通过差速离心分离微粒体组分;4.利用遗传突变体研究内膜系统的运输作用;与分泌相关的不同酵母细胞突变体

ABCDE是5类不同的分泌基因突变，代表了蛋白质分泌的过程。A：分泌蛋白不能进入内质网；B：内质网出芽缺陷；C：分泌小泡不能与高尔基体融合；D：高尔基体不能形成分泌泡；E：分泌泡不能与质膜融合。;（三）内质网;内质网由封闭的管状或扁平囊状膜系统及其包被的腔形成互相沟通的三维网络结构。通常占细胞膜系统的一半左右，体积占细胞总体积的10％以上。不同类型的细胞中，内质网的数量、类型与形态差异很大，同一细胞在不同发育阶段和不同的生理状态下，内质网的结构与功能也发生明显变化。在细胞周期的各个阶段，内质网的变化是极其复杂的。细胞分裂时，内质网要经历解体与重建的过程。;内质网结构示意图;1.内质网的基本类型;RER和SER的形态结构;粗面内质网多呈大的扁平潴泡，在电镜下观察排列整齐。它是核糖体和内质网共同构成的复合结构，其主要功能是合成分泌性的蛋白质和多种膜蛋白。因此在分泌细胞（如胰腺腺泡细胞）和分泌抗体的浆细胞中，糙面内质网非常发达，而在一些未分化的细胞与肿瘤细胞中则较为稀少。粗面内质网与细胞核的外层膜相连通。;粗面内质网

A：RER的扁平膜囊堆的示意图；B：胰腺腺泡细胞RER的TEM观察；C：胰腺腺泡细胞RER的SEM观察；D：培养细胞中的RER，对ER内的磷酸二硫键异构酶免疫荧光染色观察;光面内质网通常为小的管状和泡状，广泛存在于各种类型的细胞中，包括合成胆固醇的内分泌细胞、肌细胞、肾细胞等。光面内质网是脂类合成的重要场所。

肌肉细胞中的肌质网是一种特化的SER，称为肌质网，可贮存Ca2+，引起肌肉收缩。

细胞不含纯粹的RER或SER，它们分别是ER连续结构的一部分。;光面内质网

A：类固醇激素分泌细胞中的大量光面内质网；

B：肝脏细胞光面内质网和粗面内质网区域的三维结构重建。;2.内质网的化学组成;通过对分离的微粒体小泡膜的生化分析，发现存在许多与糖代谢、脂代谢、蛋白质加工、药物