第四章内膜系统课件.pptVIP

第四章 内膜系统和蛋白质 分选及膜泡运输 ?真核细胞内被膜区分为3类结构： 细胞质基质 内膜系统 其他由膜包被的细胞器 4.1 细胞质基质 4.1.1细胞质基质定义 真核细胞的细胞质中，除去可分辨的细胞器以外的胶状物质。 是细胞内的重要组分，体积约占细胞质的一半。 4.1.2 细胞质基质涵义 含有与中间代谢有关的数千种酶类以及与维持细胞形态和细胞内物质运输有关的细胞质骨架结构。也包括糖原和脂滴等内含物； 细胞质基质不是简单的“酶溶液”，其中各种代谢活动高效有序地进行，同时涉及众多的物质、能量与信息的定向转移和传递； 是一个高度有序的结构体系，其中细胞质骨架纤维贯穿于黏稠的蛋白质胶体中，多数的蛋白质直接或间接与骨架结合，或与生物膜结合，从而完成特定的生物学功能； 各组分之间通过非常弱的键相互作用，常常处于动态平衡之中，维持这种结构体系需要高浓度的蛋白质及特定的离子环境。 4.1.3 细胞质基质的功能 ⒈ 许多中间代谢过程进行的场所 包括糖酵解过程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径、糖原的合成与部分分解过程等。还有蛋白质的合成与脂肪的合成。 ⒉ 与细胞质骨架相关的功能 细胞质骨架作为细胞质基质结构体系的组织者，为细胞质基质中的其它成分和细胞器提供锚定位点，同时使细胞质基质中形成了更为精细的区域，使复杂的代谢反应高效而有序地进行。 ⒊ 在蛋白质的修饰、蛋白质的选择性降解等方面的重要作用 蛋白质的修饰 控制蛋白质的寿命 降解变性和错误折叠的蛋白质 帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠形成正确的分子构象 4.2 内膜系统及其功能 ?内膜系统概念 指在结构、功能乃至发生上相互关联、由膜包被的细胞器或细胞结构，主要包括内质网、高尔基体、溶酶体、包内体和分泌泡等。 ?内膜系统结构特点与动态性质 ◆独立性 ●各个细胞器均是内膜封闭的区室，并具一套独特的酶系； ●各个细胞器均执行各自独立的功能 ◆协作性:动态性质 ● 内膜系统中的结构是不断变化的，各种膜结构处于流动状态，将细胞的合成活动、分泌活动和内吞活动连成了一种网络。 ● 在各种内膜结构之间常常有一些小泡来回穿梭，这些小泡分别从内质网、高尔基体和细胞质膜上产生的，使内膜系统的结构处于一种动态平衡。 4.3 内质网（Endoplasmic Reticulum, ER） 4.3.1 内质网形态结构和化学组成 ?形态结构 ●由封闭的膜系统及其围成的腔形成互相沟通的网状结构。 ●在大多数真核细胞中，通常占细胞膜系统的一半左右，体积约占细胞总体积的10%以上。 ●不同类型细胞中，内质网数量、类型与形态有很大差异。 ●同一细胞在不同发育阶段和不同的生理状态下，内质网结构和功能也发生明显变化。 ◆在细胞周期的各个阶段，内质网会发生及其复杂的变化。 ◆内质网大大增加了细胞内膜表面积，为多种酶和多酶体系提供充分的结合位点。 ◆完整的封闭膜体系将内质网合成的物质与细胞质基质中合成的物质分隔开来，更有利于物质的加工和运输。 ◆内质网是细胞内除核酸以外一系列重要生物大分子的合成基地。 ◆糙面内质网 (rER) ◆光面内质网 (sER) ▲内质网的外表面称为胞质溶胶面(sytosolic space) ▲内质网的内表面称为潴泡面(cisternal space) 4.3.3 内质网的功能 ?糙面内质网上蛋白质的合成 ◆向细胞外分泌的蛋白质 ◆膜的整合蛋白 ◆构成细胞器中的可溶性驻留蛋白 蛋白质合成 ?光面内质网上脂质的合成与转运 ?内质网中蛋白质的修饰与加工 ◆内质网中蛋白质的糖基化 N—连接的糖基化 O—连接的糖基化 内质网中N—连接糖基化修饰及加工 ◆羟基化 新生肽链上的脯氨酸和赖氨酸进行羟基化，形成羟脯氨酸和羟赖氨酸，此反应只在少数蛋白质上发生。 ◆酰基化 有些新合成的蛋白质通过结合酰基（即酰基化）同ER膜上的糖脂结合，将自己锚定在ER膜上，形成脂锚定糖蛋白。 ◆二硫键的形成 蛋白质酰基化形成脂锚定糖蛋白 ?新生多肽的折叠与组装 内质网提供相应的内环境促使新生肽链进行正确折叠和组装。 内质网内防止蛋白质错误折叠的机制： ⒈蛋白二硫键异构酶（PDI）； ⒉内质网中的一种结合蛋白（Banding protein,Bip）； 无法正确折叠的畸形肽链或无法组装的蛋白亚单位的命运？ 4.3.4 内质网与基因表达调控 从内质网到细胞核至少有3中不同的信号转导途径调节细胞核内特异基因表达，分别是： 内质网膜脂成分的变化——主要是胆固醇的缺乏； 内质网腔内未折叠蛋白超量累积； 折叠好的膜蛋白的超量累积。 上述3种变化作为信号开启不同的信号转导途径诱导不同的基因活化，合成特定的基因产物，保证内质网正常行驶功能。 * * 内膜系统的动态特性 4.3