医学细胞生物学（中山大学）第五章 细胞的内膜系统与囊泡运输.docxVIP

第五章 细胞的内膜系统与囊泡运输第一节 内质网一、形态结构与类型（一）内质网是细胞质内由单位膜围成的三维网状膜系统1.内质网平均厚度5-6nm，广泛分布于除成熟红细胞以外所有真核细胞的胞质中。2.内质网向内与核膜沟通，向外与高尔基体、溶酶体等组分转换3.内质网的形态结构、数量分布和发达程度因不同种细胞和不同的细胞发育阶段各异（在不同种细胞的同类组织细胞中，它们的内质网基本上是相似的）（二）粗面内质网和光面内质网是内质网的两种基本类型1.粗面内质网（RER）的主要形态特征是表面有核糖体附着（1）形态结构：排列较为周期的扁平囊状（2）功能：主要和外输性蛋白及多种膜蛋白的合成、加工及转运有关。2. 光面内质网（SER）呈表面光滑的管泡样网状形态结构常常可见与粗面内质网相通，是多功能细胞器两种内质网在不同组织细胞中的分布状况各不相同，有的细胞中全为粗面或光面内质网或两种内质网以不同比例共存，并可随着细胞不同发育阶段相互转换。（三）某些特殊组织细胞中存在内质网的衍生结构内质网局部分化、衍生而来的，如视网膜色素上皮细胞的髓样体；生殖细胞、快速增殖细胞、神经元与松果体细胞中的孔环状片层。二、内质网的化学组成常占细胞全部膜结构组成的50%，占细胞体积10%以上，相当于细胞质量的15%-20%.（一）脂类和蛋白质是内质网的主要化学组成成分1.内质网膜脂含量约为30%-40%，蛋白质含量约为60%-70%2.类脂双分子层组成包括磷脂、中性脂、缩醛脂、神经节苷脂等3.不同磷脂的含量大致为卵磷脂55%、磷脂酰乙醇胺20～25%、磷脂酰肌醇和磷脂酰丝氨酸各占5～10%、鞘磷脂4～7%（二）内质网含有以葡萄糖-6-磷酸酶为主要标志性酶的诸多酶系内质网中至少有30种酶，分三种类型：① 与解毒功能相关的氧化反应电子传递酶系：细胞色素P450等② 与脂类物质代谢功能反应相关的酶类：脂肪酸CoA连接酶等③ 与碳水化合物代谢功能反应相关的酶类：葡萄糖-6-磷酸酶——内质网膜的标志酶等（三）网质蛋白是内质网网腔中普遍存在的一类蛋白质网质蛋白的共同特点：多肽链羧基端含有一个简称为KDLE或HDEL的4氨基酸序列驻留信号。该信号可通过与内质网膜上相应受体的识别结合而驻留在内质网不被转运。目前已知的网质蛋白有：①免疫球蛋白重链结合蛋白②内质蛋白③钙网蛋白④钙连蛋白⑤蛋白质二硫键异构酶三、内质网的功能（一）粗面内质网的功能核糖体附着的骨架（外输性蛋白质的合成、加工修饰、分选及转运 ）在粗面内质网合成的蛋白有：① 外输性或分泌性蛋白② 膜整合蛋白质③ 细胞器中的驻留蛋白1.信号肽指导的分泌性蛋白质在糙面内质网的合成（1）信号肽介导分泌性蛋白多肽在糙面内质网上合成及穿膜转移信号肽（signal peptide）：附着在内质网上的核糖体合成的肽链的N端的一段特殊氨基酸序列——疏水氨基酸序列，分泌蛋白肽链中普遍存在。核糖体与内质网结合以及肽链穿越内质网膜的转移过程（信号肽假说）：1）新生分泌性蛋白质多肽链在细胞质基质中的游离核糖体上起始合成。2）与信号肽结合的SRP，识别、结合内质网膜上的SRP受体，并介导核糖体附着在内质网膜的转运体易位蛋白上。3）在信号肽引导下，合成的肽链通过大亚基的中央管和转运体易位蛋白共同形成的通道进入内质网网腔。核糖体附着与肽链的延伸合成 （2）新生多肽链的折叠与装配多肽链的氨基酸组成和排列顺序，决定了蛋白质的基本理化性质；而蛋白质功能的实现，却直接依赖于其特定的方式盘旋、折叠所形成的高级三维空间。内质网为新生多肽链的正确折叠和装配提供了有利的环境。（3）蛋白质的糖基化糖基化：单糖或寡糖与蛋白质间，通过共价键结合成糖蛋白的过程。由附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质多数需进行糖基化粗面内质网中的糖基化：寡糖与蛋白质天冬酰胺残基侧链的氨基基团结合，即N-糖基化均开始于一个共同的前体——一种由N-乙酰葡萄糖胺、甘露糖和葡萄糖组成的14寡糖。（4）蛋白质的胞内运输“出芽”方式形成膜性小泡而转运粗面内质网的膜泡转运有两种形式：① 形成转运小泡进入高尔基复合体② 内质网膜泡进入大浓缩泡，发育成酶原颗粒，排出细胞（仅存在于某些哺乳类胰腺外分泌细胞）2.信号肽指导的穿膜驻留蛋白插入转移的可能机制：（1）单次穿膜蛋白插入转移的两种机制：① 新生肽链共翻译插入机制： 跨膜蛋白肽链中存在停止转移肽（stop-transfer peptide）；当停止转移肽与转运体结合，使其变为失活状态，停止对肽链的转移，停止转移肽形成α-螺旋结构，当信号肽被切除，肽链的N-端朝向内质网腔。② 内信号肽介导的内开始转移肽插入转移机制：当内信号肽（位于肽链中间的信号肽序列）到达转运体，被保留在内质网膜的脂双层中，成为跨膜α-螺旋结构；若内信号肽的N-端比C-端有更多带正电氨基酸残基，则C-端插入内