东北师范大学细胞生物学7.1.ppt

第七章 真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输 朱筱娟 内膜系统（endomembrane system）： 位于细胞内，在结构、功能乃至发生上有一定联系的膜性结构的总称。 细胞内区室化（compartmentalization）:是真核细胞结构和功能的基本特征之一。 细胞被膜区分为3类结构 细胞质基质(cytoplasmic matrix) 细胞内膜系统(endomembrane system) 膜包被的细胞器 细胞区室间通过生物合成、蛋白分选、膜泡运输和各种质量监控机制维系细胞内膜系统的动态平衡。 第一节细胞质基质的函义及功能 一、细胞质基质(cytomatrix) 1、涵义：在细胞质中，除去可辨认细胞器以外的胶状物质。体积占细胞质的一半。 细胞液、透明质、胞质溶胶、基质. 2. 主要成分： 1）蛋白质占总量的20~30%，水化物的形式存在； 2）中间代谢有关的数千种酶类： 例如：糖酵解、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径； 3）细胞周期、增殖、分化、衰老、凋亡的调控因子。 4）骨架系统（微丝 、微管、中间纤维）:是细胞质机制的组织者 5）mRNA 见书P169表7-1 肝细胞中细胞质基质和细胞其它组分的数目及所占的体积比 3.细胞基质和细胞溶胶（细胞骨架，凝胶，溶胶，平衡） 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。 胞质溶胶 相对分子量大的蛋白质,通过较弱的次级键直接或间接与骨架纤维结合。 二者包涵关系。 二、细胞质基质的功能： 1. 许多代谢过程的场所 糖酵解、糖原合成;蛋白质合成,脂肪酸的合成 2. 各种信号网络中信号分子的对话(Cross-talking) 3. 蛋白质在细胞质中的分选及转运 4. 细胞骨架是细胞质基质的主要结构成分和结构体系的组织者,为细胞器提供锚定位点,与骨架选择性结合实现细胞内功能的区域化； 5. 蛋白质修饰（糖基化、去/磷酸化、酰基化、甲基化、共价结合）； 6. 控制蛋白质的寿命（由N端第一个氨基酸决定稳定性， 泛素水解）； 7. 降解变性和错误折叠的蛋白质； 8. 帮助变性和错误折叠的蛋白质从新折叠,形成正确的分子构象. 第二节细胞内膜系统及其功能 内膜系统（endomembrane system） 位于细胞内，在结构、功能乃至发生上有一定联系的膜性结构的总称。主要包括内质网、高尔基复合体、溶酶体、过氧化氢体及核膜等。 一、内质网的形态结构与功能 占细胞膜系统的一半，细胞体积的10％ 1945年Porter K.R和Claude A.D用电子显微镜观察培养的小鼠成纤维细胞发现细胞质中有一些形状大小略有不同的小管、小囊连接成网状的结构称内质网。 由封闭的管状或扁平囊状膜系统及其包被的腔形成相互沟通的三维网络结构。 膜厚5~6nm；由一层单位膜围成的管状、泡状、扁囊状连接成网状； 内质网的形态变异很大，其形态、数量和分布在不同细胞中不同，常与细胞的类型、生理功能状态、分化程度以及环境条件有关。 同一细胞不同区域的内质网其形态也会随发育时期、生理状态不同而不同。 胰腺腺泡细胞，浆细胞粗面内质网发达。 一、内质网的类型 (一)粗面内质网（RER):膜表面附着核糖体；形态多为板层状排列的扁囊；网腔内含低电子或中等电子密度的物质；多分布在分泌活动旺盛或分化较完善的细胞内。 易位子：直径8.5nm, 通道2nm，内质网膜上的蛋白复合体通道，与新合成的多肽进入内质网有关。 (二)光面内质网(SER): 膜表面无核糖体附着；内质网连续结构的一部分，形态多为分枝小管或小泡；脂质合成的场所。多分布在一些特化的细胞中，如合成固醇类激素的细胞及肝细胞。 SER与高尔基体关系密切。 （三）、内质网与细胞内其它细胞器的关系 1）与细胞膜相连：甚至有管道相通 2）与外层核膜相接：内质网腔与核周隙相通 3）与高尔基体在结构、功能与发生上关系密切 4）rER与线粒体紧密相依： ① 过去：供能 ② 最近：与脂质的相互交换及Ca2+释放的调节关系密切 5）ER的分布与微管走向一致 （核膜－内质网－高尔基体－质膜） 二、内质网的功能 1. 蛋白质合成：粗面内质网主要功能 蛋白质合成始于细胞质基质，但部分很快转至内质网 膜上。 在内质网上合成的蛋白质包括： 1)向细胞外分泌的蛋白质 2) 膜整合蛋白 3) 构成细胞器中的可溶性驻留蛋白 4) 需要进行修饰的蛋白质 蛋白质转移到内质网上的合成 2. 脂质合成：光面内质网主要功能 内质网合成构成细胞所需要的包括磷脂和胆固醇在内的全部膜脂磷脂和胆固