[其它]大学分子细胞学第9章高尔基体.ppt

第9章 高尔基体Golgi complex 1898年，意大利科学家Golgi用银染法，在猫头鹰的神经细胞内观察到了清晰的网状结构，因此定名为高尔基体。20世纪50年代以后才正确认识它的存在。 一、高尔基体的形态结构 高尔基体最富有特征性的结构是由一些( 通常是4～8个) 排列较为整齐的扁平膜囊(saccules)堆叠在一起, 构成了高尔基体的主体结构。呈弓形、半球形或球形。 凸出的一面: 凹进的一面: 顺面和反面都有一些或大或小的运输小泡。 扁平囊直径约1um，单层膜构成，中间为囊腔，周缘多呈泡状. 高尔基体各部分膜囊具有不同的细胞化学反应： ①嗜锇反应：cis面膜囊被特异地染色； ②焦磷酸硫胺素酶(TPP酶)：可特异显示高尔基体的trans面的1～2层膜囊； ③烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶(NADP酶)：可显示高尔基体中间几层扁平囊； ④胞嘧啶单核苷酸酶(CMP酶)：可显示靠近trans面上的一些膜囊状和管状结构，CMP酶也是溶酶体的标志酶。 二、高尔基体的化学组成 高尔基体膜含有大约60%的蛋白和40%的脂类，具有一些和ER共同的蛋白成分。膜脂中磷脂酰胆碱的含量介于ER和质膜之间，中性脂类主要包括胆固醇，胆固醇酯和甘油三酯。 高尔基体中的酶主要有参与蛋白质修饰的酶: 标志酶:糖基转移酶。 高尔基体是一种有极性的细胞器. 高尔基体顺面的网络结构（cis Golgi network，CGN），是高尔基体的入口区域。 高尔基体中间膜囊（medial Golgi），多数糖基修饰，糖脂的形成以及与高尔基体有关的糖合成均发生此处。 高尔基体反面的网络结构（trans Golgi network，TGN）， 是高尔基体的出口区域，功能是参与蛋白质的分类与包装，最后输出。 三、高尔基体的功能 1、参与细胞分泌活动 RER上合成蛋白质→进入ER腔→COPII运输泡→进入CGN→在medial Gdgi中加工→在TGN形成运输泡→运输泡与质膜融合、排出。 高尔基体对蛋白质的分类，依据的是蛋白质上的信号肽或信号斑。 2、蛋白质的糖基化及其修饰 O-连接的糖基化主要在高尔基体中进行，糖的供体为核苷酸单糖。 N-连接糖基化是在内质网中进行的, 而对糖基的修饰则是在高尔基体中完成的。 形成复合寡聚糖则比较复杂, 要切除5分子甘露糖, 加上2分子N-乙酰葡萄糖胺、2分子半乳糖、2分子唾液酸, 有时还要加上岩藻糖。 3、蛋白质和脂的运输及进行膜的转化 内质网上合成的新膜脂转移至高尔基体后，经过修饰和加工，形成运输泡与质膜融合。 4、将蛋白水解为活性物质 如将蛋白质N端或C端切除，成为有活性的物质，如胰岛素（C端）；或将含有多个相同氨基序列的前体水解为有活性的多肽，如神经肽。 5、参与形成溶酶体。 6、参与植物细胞壁的形成，合成纤维素和果胶质蛋白聚糖。 四、高尔基体与细胞内的膜泡运输 穿梭小泡从顺面高尔基体网络向反面高尔基体网络移动 第二节 细胞内蛋白质的分选与膜泡运输 一、信号假说与蛋白质分选信号 新生肽定向转运到特定的细胞器取决于两个方面： 其一是蛋白质中包含特殊的信号序列（signal sequence）。 其二是细胞器上具特定的信号识别装置（分选受体，sorting receptor）。 信号序列指导蛋白质的正确运输 信号假说(Signal hypothesis): (G. Blobel等1975年提出，并获1999年诺贝尔生理医学奖) 蛋白质转移到内质网合成涉及以下成分： 信号肽（signal peptide），位于新合成肽链的N端，一般16~30个氨基酸残基，含三个结构域:疏水核心区、信号肽的C端和N端。也叫开始转移序列(start transfer sepuence). 信号识别颗粒（signal recognition particle，SRP），由6种多肽组成，结合一个7S RNA，属于一种核糖核蛋白复合体(RNP)。能与信号序列结合，也能与SRP受体结合。导致蛋白质合成暂停。 SRP受体（SRP receptor），又称停泊蛋白(docking protein,DP), 内质网膜的整合蛋白，异二聚体，可与SRP特异结合。 停止转移序列（stop transfer sequence），与内质网膜的亲合力很高，阻止肽链继续进入网腔，成为跨膜蛋白. 转位因子（translocator，translocon），由3-4个Sec61蛋白构成的通道，每个Sec61由3条肽链组成。 蛋白质转入内质网合成的过程： 信号肽与SRP结合→肽链延伸终止→SRP与受体结合→SRP脱离信号肽→肽链