临床细胞的内膜系统与囊泡转运课件(PPT 100页).pptx

1、 内膜系统：指细胞内那些在结构，功能及其发内膜系统：指细胞内那些在结构，功能及其发生上相互密切关联的膜性结构细胞器的总称。生上相互密切关联的膜性结构细胞器的总称。内膜系统内膜系统高尔基复合体高尔基复合体溶酶体溶酶体过氧化物酶体（？）过氧化物酶体（？）内质网内质网第1页，共100页。分布于除哺乳动物成熟红细胞以外的真核细胞内分布于除哺乳动物成熟红细胞以外的真核细胞内(Endoplasmic reticulum,ER)第2页，共100页。内质网通常占细胞全部膜相结构的内质网通常占细胞全部膜相结构的50%50%左右左右第3页，共100页。第4页，共100页。核膜外层核膜外层 扁囊状扁囊状 管状管状

2、泡状泡状内质网内质网细胞膜细胞膜内质网内质网小管小管小泡小泡扁囊状扁囊状细胞膜细胞膜核膜核膜第5页，共100页。粗面内质网粗面内质网 rER（rough ER):z 膜表面附着核糖体；膜表面附着核糖体；z 形态多为扁囊状；形态多为扁囊状；z 多分布在分泌活动旺盛和分化较完善的细胞多分布在分泌活动旺盛和分化较完善的细胞,如胰如胰腺细胞，浆细胞。腺细胞，浆细胞。（一）粗（糙）面内质网（一）粗（糙）面内质网粗粗 三三、内质网的基本类型内质网的基本类型第6页，共100页。第7页，共100页。第8页，共100页。第9页，共100页。滑面内质网滑面内质网sER（smooth ER):z 膜表面无核糖体附着

3、；膜表面无核糖体附着；z 形态多为分枝小管或小泡；形态多为分枝小管或小泡；z 多分布在一些特化的细胞中，如皮脂腺细胞等。多分布在一些特化的细胞中，如皮脂腺细胞等。（二）滑（光）面内质网（二）滑（光）面内质网滑滑第10页，共100页。第11页，共100页。粗面内质网的功能粗面内质网的功能1.作为核糖体的附着支架，参与蛋白质的合成作为核糖体的附着支架，参与蛋白质的合成4.蛋白质的胞内运输蛋白质的胞内运输3.蛋白质糖基化蛋白质糖基化2.新生多肽链新生多肽链的折叠的折叠与装配与装配四、内质网的功能四、内质网的功能第12页，共100页。滑面内质网的功能滑面内质网的功能滑面内质网的功能滑面内质网的功能（多

4、功能的细胞器）（多功能的细胞器）1.脂质的合成脂质的合成与转运（肾上腺细胞、与转运（肾上腺细胞、睾丸间质细胞、黄体细胞）睾丸间质细胞、黄体细胞）2.糖原的代糖原的代谢（肝细胞）谢（肝细胞）3.解毒作用（肝细胞）解毒作用（肝细胞）4.Ca2+的储存场所，调节肌肉的收缩的储存场所，调节肌肉的收缩（肌细胞的肌质网）（肌细胞的肌质网）5.分泌胃酸、胆汁（胃壁腺细胞、肝分泌胃酸、胆汁（胃壁腺细胞、肝细胞）细胞）第13页，共100页。五五 内质网异常与疾病内质网异常与疾病p内质网最常见的病理改变是肿胀、囊池塌陷或肥大内质网最常见的病理改变是肿胀、囊池塌陷或肥大 内质网肿胀、脱粒内质网肿胀、脱粒 内质网囊池

5、塌陷内质网囊池塌陷 内质网肥大内质网肥大 p内质网囊腔中包含物的形成内质网囊腔中包含物的形成 蛋白质、糖原和脂质在内质网中的贮积蛋白质、糖原和脂质在内质网中的贮积p内质网在不同肿瘤细胞中呈现多样性改变内质网在不同肿瘤细胞中呈现多样性改变第14页，共100页。第15页，共100页。分泌蛋白质合成的信号肽假说分泌蛋白质合成的信号肽假说第16页，共100页。粗面内质网与蛋白质的合成粗面内质网与蛋白质的合成信号肽信号肽信号识信号识别颗粒（别颗粒（SRP)SRP-R移位子移位子第17页，共100页。AP信号肽信号肽第18页，共100页。第19页，共100页。第20页，共100页。第21页，共100页。内

6、质网腔内质网腔细胞质细胞质SRPSRP受体受体信号识别颗粒信号识别颗粒(SRP)(SRP)移位子移位子tRNAAP核糖体核糖体mRNA信号肽信号肽A信号肽假说信号肽假说第22页，共100页。具体过程：具体过程：第23页，共100页。分子伴侣帮助内质网内新生的多肽链折叠与组装分子伴侣帮助内质网内新生的多肽链折叠与组装第24页，共100页。第25页，共100页。糖基化的作用：糖基化的作用：n对蛋白质具有保护作用对蛋白质具有保护作用n具有运输信号的作用具有运输信号的作用n形成细胞膜表面的糖被形成细胞膜表面的糖被第26页，共100页。第27页，共100页。多多萜萜醇醇pp甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘葡葡葡葡葡

7、葡甘甘甘甘甘甘甘甘多多萜萜醇醇pp甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘sn葡葡葡葡葡葡甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘多多萜萜醇醇pprER腔腔rER膜膜核糖体核糖体多多萜萜醇醇pp多萜醇多萜醇N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺甘甘甘露糖甘露糖葡葡葡萄糖葡萄糖糖基转移酶糖基转移酶第28页，共100页。4.蛋白质的胞内运输蛋白质的胞内运输第29页，共100页。2 滑面内质网参与糖原的代谢（肝细胞）滑面内质网参与糖原的代谢（肝细胞）第30页，共100页。第31页，共100页。第32页，共100页。1898 意大利意大利-高尔基（高尔基（Camillo Golgi)-光镜光镜-枭、猫枭、猫-神经细胞神经细胞(Golg

8、i complex)第33页，共100页。电电镜镜扁平囊扁平囊成熟面成熟面小囊泡小囊泡大囊泡大囊泡形成面形成面一、高尔基体的形态结构一、高尔基体的形态结构（一）高尔基体由扁平囊泡、小囊泡和大囊泡构成（一）高尔基体由扁平囊泡、小囊泡和大囊泡构成第34页，共100页。扁扁 平平 囊囊凸面：凸面：形成（顺）面形成（顺）面；小小 囊囊 泡泡来来 源：源：小囊泡融合。小囊泡融合。来来 源：源：由由rER芽生芽生而来。而来。大大 囊囊 泡泡来来 源：源：扁平囊周边或局部扁平囊周边或局部球状膨球状膨突脱落形成。突脱落形成。凹凹 面：面：成熟（反）面成熟（反）面第35页，共100页。膜流：细胞的各种膜性结构之

9、间相互联系和转移的现象膜流：细胞的各种膜性结构之间相互联系和转移的现象称膜流。称膜流。内质网内质网运输小泡运输小泡高尔基复合体高尔基复合体大囊泡大囊泡细胞膜细胞膜第36页，共100页。第37页，共100页。第38页，共100页。第39页，共100页。第40页，共100页。家兔脊神经节细胞家兔脊神经节细胞第41页，共100页。二、高尔基体的化学组成二、高尔基体的化学组成第42页，共100页。三、高尔基复合体的功能三、高尔基复合体的功能（二）（二）GC是胞内物质加工合成的重要场所是胞内物质加工合成的重要场所第43页，共100页。3H标记亮氨酸标记亮氨酸3分钟分钟17分钟分钟117分钟分钟第44页，

10、共100页。（二）（二）GC是胞内物质加工合成的重要场所是胞内物质加工合成的重要场所O-连接的寡糖链：在高尔基复合体内合成。连接的寡糖链：在高尔基复合体内合成。糖蛋白糖蛋白N-连接的寡糖链：在连接的寡糖链：在rER腔内合成，在腔内合成，在GC 中完成修饰。中完成修饰。第45页，共100页。N连接糖基化连接糖基化 O连接糖基化连接糖基化发生部位发生部位 内质网内质网 高尔基复合体高尔基复合体连接的氨基酸连接的氨基酸 天冬氨酸天冬氨酸 丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸连接基团连接基团 -NH2 -OH糖链长度糖链长度 14 个糖基个糖基 6个以内糖基个以内糖基糖基化方式糖基化方式 寡糖

11、链一次性连接寡糖链一次性连接 单糖基逐个添加单糖基逐个添加第46页，共100页。N-乙酰乙酰葡萄糖胺葡萄糖胺N-乙酰乙酰葡萄糖胺葡萄糖胺天门冬天门冬酰胺酰胺甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘N-乙酰乙酰葡萄糖胺葡萄糖胺甘甘甘甘N-乙酰乙酰葡萄糖胺葡萄糖胺唾液酸唾液酸唾液酸唾液酸GCGC对对N-N-连接的寡糖链的修饰连接的寡糖链的修饰第47页，共100页。3H标记甘露糖标记甘露糖3H标记半乳糖；唾液糖标记半乳糖；唾液糖3H标记标记N-乙酰葡萄乙酰葡萄糖胺糖胺高尔基复合体对糖蛋白的高尔基复合体对糖蛋白的合成和修饰过程具有严格合成和修饰过程具有严格的顺序性。的顺序性。第48页，共1

12、00页。A肽B肽C肽NH2 COOHS-SS-SS-S2.蛋白质的水解和加工蛋白质的水解和加工（内质网）（内质网）（内质网）（内质网）（高尔基复合体）（高尔基复合体）前胰岛素原前胰岛素原 胰岛素原胰岛素原 胰岛素胰岛素（A、B、C、信号肽）、信号肽）（A、B、C）（A、B、折叠）、折叠）第49页，共100页。蛋白质合成蛋白质合成加唾液酸；分拣加唾液酸；分拣溶酶体溶酶体顺面管网顺面管网反面管网反面管网大泡（分泌颗粒）大泡（分泌颗粒）rER高尔基复合体高尔基复合体中中间间膜膜囊囊第50页，共100页。四、高尔基复合体与疾病四、高尔基复合体与疾病第51页，共100页。(lysosome)（细胞的（细

13、胞的“消化器官消化器官”）第52页，共100页。一、溶酶体的形态结构和化学组成一、溶酶体的形态结构和化学组成（一）溶酶体具有高度异质性（一）溶酶体具有高度异质性第53页，共100页。（二）溶酶体的共同特征（二）溶酶体的共同特征形态形态：都是由一层单位膜包裹而成的囊球状结构小体：都是由一层单位膜包裹而成的囊球状结构小体溶酶体的酶溶酶体的酶：共有：共有60多种水解酶多种水解酶 均为均为酸性酸性水解酶水解酶 最适最适PH为为5.0 标志酶（特征性酶）：标志酶（特征性酶）：酸性磷酸酶酸性磷酸酶溶酶体的膜溶酶体的膜溶酶体膜蛋白高度糖基化：防止自身被水解消化溶酶体膜蛋白高度糖基化：防止自身被水解消化溶酶体

14、膜上嵌有溶酶体膜上嵌有H+质子泵：质子泵：保持溶酶体基质内的酸性环境。保持溶酶体基质内的酸性环境。溶酶体膜上存在特殊的转运蛋白：溶酶体膜上存在特殊的转运蛋白：可运输溶酶体消化产物。可运输溶酶体消化产物。第54页，共100页。H+质子泵质子泵第55页，共100页。只含酶，不含底物只含酶，不含底物第56页，共100页。初级溶酶体初级溶酶体(primary lysosome):新生溶酶体，体积新生溶酶体，体积 小，内含未被激活的水解酶，无底物。小，内含未被激活的水解酶，无底物。第57页，共100页。次级溶酶体次级溶酶体（secondary lysosome):第58页，共100页。脂褐素脂褐素髓髓样

15、样结结构构第59页，共100页。第60页，共100页。内吞体内吞体rER顺面管网顺面管网反面管网反面管网高尔基复合体高尔基复合体 溶酶体水解酶前体溶酶体水解酶前体加入磷酸基团加入磷酸基团M-6-P溶酶体酶溶酶体酶H+去除磷酸去除磷酸成熟溶酶体成熟溶酶体选择性富集选择性富集三、溶酶体形成与成熟过程三、溶酶体形成与成熟过程第61页，共100页。内吞体内吞体rER顺面管网顺面管网反面管网反面管网高尔基复合体高尔基复合体 溶酶体水解酶前体溶酶体水解酶前体加入磷酸基团加入磷酸基团M-6-P溶酶体酶溶酶体酶H+去除磷酸去除磷酸成熟溶酶体成熟溶酶体第62页，共100页。第63页，共100页。溶酶体的消化作用

16、溶酶体的消化作用异噬作用：对细胞内吞物的消化。异噬作用：对细胞内吞物的消化。自噬作用：对自身物质的消化。自噬作用：对自身物质的消化。胞外消化：对细胞外物质的消化。胞外消化：对细胞外物质的消化。自溶作用：自溶作用：细胞自身的溶解死亡细胞自身的溶解死亡四、溶酶体的功能四、溶酶体的功能第64页，共100页。（一）溶酶体能够分解胞内的外来物质及清除衰老、（一）溶酶体能够分解胞内的外来物质及清除衰老、残损的细胞器残损的细胞器第65页，共100页。第66页，共100页。（五）溶酶体在生物个体发生与发育过程中起（五）溶酶体在生物个体发生与发育过程中起重要作用重要作用第67页，共100页。动物精子头部顶端的顶

17、体是一种特化的溶酶体，含有多种水解酶。动物精子头部顶端的顶体是一种特化的溶酶体，含有多种水解酶。顶体参与受精过程顶体参与受精过程第68页，共100页。第69页，共100页。溶酶体的自溶作用与器官发育溶酶体的自溶作用与器官发育第70页，共100页。内体内体初级溶酶体初级溶酶体吞噬体吞噬体异噬溶酶体异噬溶酶体吞饮体吞饮体异噬溶酶体异噬溶酶体自噬体自噬体自噬溶酶体自噬溶酶体分泌颗粒分泌颗粒自噬溶酶体自噬溶酶体次次 级级 溶溶 酶酶 体体残余小体残余小体异噬作用异噬作用自噬作用自噬作用胞外消化胞外消化第71页，共100页。五、溶酶体与疾病五、溶酶体与疾病第72页，共100页。第73页，共100页。19

18、54年年Rhodin电镜电镜小鼠肾小管上皮细胞小鼠肾小管上皮细胞微体微体(peroxisome)第74页，共100页。特征性结构特征性结构第75页，共100页。第76页，共100页。2H2O2过氧化氢酶过氧化氢酶2H2O+O2（一）清除代谢过程中产生的（一）清除代谢过程中产生的H2O2在及其它毒性物质在及其它毒性物质（二）细胞氧张力调节（二）细胞氧张力调节（三）分解脂肪酸等高能分子（三）分解脂肪酸等高能分子RH2+H2O2 R+2H2Ov防止防止H2O2在细胞内堆积，起保护细胞的作用。在细胞内堆积，起保护细胞的作用。RH2+O2R+H2O2过氧化氢酶过氧化氢酶氧化酶氧化酶v利用利用H2O2氧化

19、有毒物质起到解毒作用氧化有毒物质起到解毒作用第77页，共100页。z物质来源：物质来源：酶：酶：游离核糖体合成游离核糖体合成膜：膜：内质网内质网z增殖方式：增殖方式：细胞内细胞内新的过氧化物酶体新的过氧化物酶体由原有的通过生长和分裂由原有的通过生长和分裂形成形成第78页，共100页。第79页，共100页。五五 过氧化物酶体与疾病过氧化物酶体与疾病（一）原发性过氧化物酶体缺陷所致的遗传病（一）原发性过氧化物酶体缺陷所致的遗传病v遗传性无过氧化氢酶血症遗传性无过氧化氢酶血症（二）疾病过程中过氧化物酶体的病理改变（二）疾病过程中过氧化物酶体的病理改变数量、体积、形态等异常数量、体积、形态等异常第80

20、页，共100页。兰迪兰迪 谢克曼谢克曼詹姆斯詹姆斯 罗斯曼罗斯曼托马斯托马斯 祖德霍夫祖德霍夫2013年年诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖授予生理学或医学奖授予2名美国科学家和名美国科学家和1名名德国科学家，以表彰他们发现细胞的囊泡运输调控机制德国科学家，以表彰他们发现细胞的囊泡运输调控机制。第五节 囊泡与囊泡转运第81页，共100页。囊泡的特点：囊泡的特点：不稳定不稳定伴随物质的转运伴随物质的转运第82页，共100页。常见囊泡常见囊泡第83页，共100页。第84页，共100页。第85页，共100页。Clathrin coated vesicles第86页，共100页。第87页，共100页。第88页

21、，共100页。COPII 衣被形成衣被形成第89页，共100页。第90页，共100页。Cop I and II Vesicles第91页，共100页。Cop I Vesicles第92页，共100页。COPICOPII网格蛋白有被囊泡网格蛋白有被囊泡第93页，共100页。二二 囊泡转运囊泡转运v物质定向运输物质定向运输v信号转导信号转导v膜流膜流意义：意义：第94页，共100页。第95页，共100页。可溶性N-乙基马来酰亚胺敏感因子结合蛋白受体（SNAREs）家族v-SNAREs(囊泡囊泡SNAREs):存在于转运囊泡表面的蛋白t-SNAREs(靶靶SNAREs):存在于靶细胞器膜表面的蛋白，

22、能与v-SNAREs特异性识别并结合第96页，共100页。SNAREs介导运输小泡与目标膜的融合介导运输小泡与目标膜的融合第97页，共100页。第98页，共100页。本章节重点本章节重点n掌握内质网、高尔基复合体、溶酶体的掌握内质网、高尔基复合体、溶酶体的类型、结构和功能。类型、结构和功能。n熟悉过氧化物酶体的结构和功能熟悉过氧化物酶体的结构和功能n掌握蛋白质合成的信号肽假说。掌握蛋白质合成的信号肽假说。n掌握溶酶体发生的过程。掌握溶酶体发生的过程。n掌握囊泡的类型与功能。掌握囊泡的类型与功能。第99页，共100页。A位位P位位mRNA结合位结合位 氨酰基部位氨酰基部位(A位位)肽酰基部位肽酰基部位(P位位)E部位部位。第100页，共100页。