第七章_真核细胞内膜系统蛋白质分选与膜泡运输精要.ppt

第一节 细胞质基质的涵义与功能 一、细胞质基质的基本涵义 在细胞质中，除去可辨认细胞器以外的胶状物质。 细胞质基质与胞质溶胶 细胞质基质 是由微管、微丝和中间纤维等形成的相互联系的结构体系。其中蛋白质和其他大分子以凝聚状态或暂时以凝聚状态存在与周围的溶液分子处于动态平衡。 是一种由精细区域化的凝胶结构体系，细胞在不同的发育间段和不同的生理状态下，可能有所不同 。 作为一个蛋白质是否属于细胞质基质中的结构成分，主要取决于其在生命活动中是结合在细胞骨架上，还是溶解在周围的溶液中。 胞质溶胶 早期的实验细胞学家和生化学家用差速离心的方法分离细胞匀浆的各组分，获得的上清液称之为胞质溶胶。 乳胶小球实验：将乳胶小球用微注射的方法注入非洲爪蟾的卵母细胞中，经一段时间后，取出乳胶小球，分析渗入小球中的蛋白质。结合在细胞质基质中的蛋白质不容易渗入乳胶小球。 胞质溶胶与细胞质基质的关系 包涵关系 细胞质基质的组织结构 1、细胞质基质是一个高度有序的凝胶结构体系，形成精细的区域。 细胞骨架纤维形成复杂的三维纤维网络。多数蛋白直接或间接地与骨架结合或与生物膜结合 2、在细胞质基质结构体系中，蛋白质与蛋白质、蛋白质与其他大分子之间都是通过弱键相互作用的。 3、各组分之间的作用常常处于动态平衡之中。 细胞质基质所依赖的特殊环境 高蛋白浓度； 特定的离子环境  中间代谢的过程及其调节（底物与产物的定向转运机制？） 控制细胞增殖、分化、衰老、凋亡所依赖的信号转导途径。（如何形成信号网络？ 机制？） 蛋白的分选及定向运输 由于细胞骨架的组织，使细胞中的成分，在结构功能上形成更为精细的区域。实现了细胞质中各功能的区域化。 蛋白质的修饰 1、辅基或辅酶与酶的共价结合 2、磷酸化与去磷酸化，用以调节很多蛋白质的生物活性。 3、糖基化。多数为O-连接的糖基化。 在哺乳动物细胞中把N-乙酰葡糖胺分子加到蛋白质的丝 氨酸的羟基上 。 4、蛋白质N端的甲基化修饰，使蛋白质维持较长的寿命。例如：组蛋白 中间纤维 5、酰基化。 蛋白质与脂肪酸形成脂蛋白。 跨膜蛋白在内质网、高尔基体的转运过程中，暴露在细胞质基质中的结构域被酰基化。 酶与癌基因的产物特异性的识别，将脂肪酸链共价结合在特异的蛋白质上。例如：Src、Ras中的脂肪酸链。 降解变性与错误折叠的蛋白和短寿命蛋白质 泛素：是一个由76个氨基酸残基构成的小分子蛋白质。 泛素的功能： 帮助清理细胞中短寿命蛋白和错误折叠的蛋白质； 参与细胞周期调控； DNA修复；细胞的程序性死亡。 容易降解蛋白质的特征： 决定蛋白质寿命的信号是N端第一个氨基酸残基。 Met Thr Ser Val Gly Pro Ala Cys，则稳定； 之外，则不稳定 降解机制是依赖泛素降解途径：泛素在一系列酶的作用下与靶蛋白结合，使靶蛋白被泛素标记，从而被蛋白酶体水解 帮助变形或错误折叠的蛋白重新折叠，形成正确的分子构象 利用热休克蛋白（heat shock protein ）Hsp,在消耗ATP的情况下把变性蛋白重新折叠成正确的构象。 热休克蛋白有三个家族：25KD、75KD、90KD 第二节 细胞内膜系统及其功能 内膜系统是指细胞内在结构、功能及发生上相关的由膜包绕形成的细胞器或细胞结构，主要包括：核膜、内质网、高尔基体及各种小泡和液泡。 内膜系统使真核细胞细胞内区域化 意 义：内膜系统的出现是真核细胞区别于原核细胞的显著特点之一，其意义在于：大大增加了细胞内膜的表面积；为多种酶特别是多酶体系提供了大面积的结合位点；酶系统的隔离与连接；蛋白质、糖、脂肪的合成、加工和包装；运输分泌物；扩散屏障及膜电位建立；离子梯度的维持等。 一、内质网的形态结构和功能 约占细胞膜系统的一半左右，是一个连续的网膜系统 根据内质网上是否附有核糖体，分为两类：糙面内质网（RER)和光面内质网（SER) RER：呈扁囊状，主要功能是合成分泌性的蛋白和多种膜蛋白，其膜上有一种称为“易位子”的蛋白复合体，可能与新合成的多肽进入内质网有关 SER：呈分支管状，是脂质合成的重要场所，往往也作为出芽的位点，将内质网上合成的蛋白质或脂质转移到高尔基体内 内质网对外界因素的作用非常敏感 内质网的功能 1、蛋白质的合成 所有蛋白的合成都起始于细胞质基质中，但有些蛋白合成不久便转移到内质网膜上，继续合成，并进入内质网腔。如胞外分泌蛋白、膜的整合蛋白、构成细胞器中的可溶性驻留蛋白 2、脂质合成 合成构成细胞所需要的包括磷脂和胆固醇在内的几乎全部的膜脂，其中最主要的磷脂是磷脂酰胆碱 转位