医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲课件.ppt
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- 医学 细胞生物学 细胞质 细胞器 第四 讲课
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1、细胞质和细胞器Cytoplasm and organelles医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴1医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴2 细胞质基质细胞质基质(胞质溶胶胞质溶胶):细胞质中除去有形结构之外的无定形胶状细胞质中除去有形结构之外的无定形胶状物质体系。物质体系。细胞质基质的功能细胞质基质的功能:是活细胞进行新陈代谢的主要场所,为新陈代是活细胞进行新陈代谢的主要场所,为新陈代谢的进行,提供所需要的物质和一定的环境条件。谢的进行,提供所需要的物质和一定的环境条件。直接或间接地影响并体现于细胞生命活动的各个方直接或间接地影响并体现于细胞生命活动的各个方面。面。医学细胞生物学细胞质和细
2、胞器第四讲赵崴3核糖体核糖体(ribosome)(ribosome)是合成蛋白质的是合成蛋白质的“生产车间生产车间”。功能是按照功能是按照mRNAmRNA的的指令由氨基酸合指令由氨基酸合成蛋白质。成蛋白质。核核 糖糖 体体医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴4一、形态结构一、形态结构:由大小两个亚基组成由大小两个亚基组成医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴5中央管中央管医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴6二、化学组成二、化学组成 真核细胞真核细胞核糖体核糖体小亚基:小亚基:40 S(18S的的rRNA 33个个Pr.)大亚基大亚基:60S(5S、5.8S、28S的的rRNA 49个个P
3、r.)80S医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴7核糖体核糖体的的4 4个活个活性部位:性部位:接受氨酰基接受氨酰基-tRNAtRNA的部位:受的部位:受位,称位,称A A位。位。肽基肽基-tRNAtRNA移交移交肽链后,肽链后,tRNAtRNA被被释放的部位:供释放的部位:供位,称位,称P P位。位。肽基转移酶肽基转移酶E E位:位:GTPGTP酶位:酶位:医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴8 以以mRNA mRNA 为模板,在为模板,在核糖体核糖体上由氨基酸合上由氨基酸合成多肽链的过程成多肽链的过程翻译翻译。三、核糖体的功能三、核糖体的功能医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴9核糖
4、体蛋白质的合成核糖体蛋白质的合成医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴101.1.附着核糖体附着核糖体(free ribosome):分泌蛋白:分泌蛋白2.2.游离核糖体游离核糖体(polyribosome):结构蛋白:结构蛋白四、核糖体的存在形式四、核糖体的存在形式医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴11医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴12内膜系统内膜系统(endomembrane system)医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴13高等细胞区室化高等细胞区室化 Compartmentalization医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴14 质膜质膜 内膜内膜生物膜生物膜原核
5、细胞原核细胞 质膜构成的单一区室质膜构成的单一区室真核细胞真核细胞 内膜内膜 各种细胞器各种细胞器内膜系统出现的意义:内膜系统出现的意义:各自独立,各司其职各自独立,各司其职 相互依存,协调同一相互依存,协调同一大大提高了细胞代谢反应的效率大大提高了细胞代谢反应的效率医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴15 内 质 网 K.R.Porter等于1945年发现于培养的小鼠成纤维细胞,因最初看到的是位于细胞质内部的网状结构,故名内质网(endoplasmic reticulum,ER)。医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴16一一.内质网的形态结构内质网的形态结构内质网是由磷脂和蛋内质网是由磷
6、脂和蛋白质组成的一层单位白质组成的一层单位膜膜(5 5 6nm6nm)形成的小形成的小管、小泡和扁平囊相管、小泡和扁平囊相互联通、封闭成腔的互联通、封闭成腔的系统。系统。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医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴17医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴18 内质网膜与外层核膜相连。内质网腔与内质网膜与外层核膜相连。内质网腔与核间隙相通。向内折叠的细胞质膜有时与内核间隙相通。向内折叠的细胞质膜有时与内质网相连接,有管道沟通。质网相连接,有管道沟通。医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴19二二.内质网的类型内质网的类型1.1.粗面内质网粗
7、面内质网rERrER2.2.滑面内质网滑面内质网sERsER医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴201.1.粗面内质网粗面内质网(rER)(rER):表面附着大量颗粒状表面附着大量颗粒状核糖体核糖体。由板层状排列的扁平囊构成。由板层状排列的扁平囊构成。在分泌蛋白质旺盛及大量合成膜的细胞中丰富在分泌蛋白质旺盛及大量合成膜的细胞中丰富多种蛋白质的合成场所多种蛋白质的合成场所(酶、肽类激素、抗体酶、肽类激素、抗体)医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴212.2.滑面内质网滑面内质网(sER)(sER):表面光滑,无核糖体附着表面光滑,无核糖体附着多为管状或泡状多为管状或泡状脂类代谢旺盛的细胞中含
8、量丰富脂类代谢旺盛的细胞中含量丰富医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴22三三.内质网的化学组成内质网的化学组成 微粒体微粒体(microsome)(microsome):在细胞匀浆和在细胞匀浆和超速离心过程超速离心过程中,由破碎的中,由破碎的内质网形成的内质网形成的球状的囊泡结球状的囊泡结构。构。医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴23化学组成化学组成1.1.内质网膜的脂质:内质网膜的脂质:30-402.2.内质网膜的蛋白质:内质网膜的蛋白质:60-703.3.内质网膜的酶系内质网膜的酶系葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶(标志酶)磷酸酶(标志酶)电子传递体系酶系电子传递体系酶系4.4.内质网
9、网腔中的网脂蛋白内质网网腔中的网脂蛋白1 1)内质蛋白)内质蛋白2 2)钙网蛋白)钙网蛋白3 3)蛋白质二硫键异构酶)蛋白质二硫键异构酶4 4)免疫球蛋白重链结合)免疫球蛋白重链结合蛋白蛋白医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴24医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴25四四.内质网的功能内质网的功能rERrER:蛋白的合成、加工、转运蛋白的合成、加工、转运sERsER:脂类合成、解毒、糖原分解、肌肉运动脂类合成、解毒、糖原分解、肌肉运动 医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴26(一)(一)粗面内质网的功能粗面内质网的功能 蛋白的合成、加工和运输:蛋白的合成、加工和运输:核糖体核糖体信号肽
10、信号肽内质网内质网网腔网腔(肽链延伸、修饰)(肽链延伸、修饰)高尔基体高尔基体浓缩泡浓缩泡细胞外细胞外医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴27(1).(1).蛋白质的合成:蛋白质的合成:分泌蛋白、膜蛋白、驻留蛋白和溶酶体蛋白分泌蛋白、膜蛋白、驻留蛋白和溶酶体蛋白(2).(2).蛋白质的折叠蛋白质的折叠:二硫键的形成,多肽链的折叠。二硫键的形成,多肽链的折叠。(3).(3).蛋白质的糖基化修饰蛋白质的糖基化修饰:N-N-连接的寡糖蛋白连接的寡糖蛋白(4).(4).蛋白质的运输蛋白质的运输医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴28 信号肽假说信号肽假说(signal hypothesis)(si
11、gnal hypothesis)信号密码:信号密码:mRNA的的5端,编码特殊氨基酸的端,编码特殊氨基酸的密码子,位于起始密码密码子,位于起始密码AUG之后。之后。信号肽信号肽(signal peptide):由信号密码翻译出的肽链,位于由信号密码翻译出的肽链,位于 蛋白的蛋白的N端,由端,由1830个疏水氨基酸组个疏水氨基酸组 成。可被成。可被SRP识别,将核糖体引导到识别,将核糖体引导到内质网膜,并继续进行蛋白的合成。内质网膜,并继续进行蛋白的合成。医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴29信号识别颗粒信号识别颗粒(signal recognition particle,SRP)(sign
12、al recognition particle,SRP)SRPSRP是由是由6 6个个多肽多肽亚单位和一个小的亚单位和一个小的RNARNA(7S)(7S)组成的复合物。组成的复合物。SRP SRP 既能既能识别识别露出核糖体露出核糖体之外的之外的信号肽信号肽,又能识别粗面内质网膜上,又能识别粗面内质网膜上的的SRPSRP受体。受体。帮助多肽转运。帮助多肽转运。SRP RNA与核糖体与核糖体A位位点结合区域点结合区域识别识别SRP 受体区域受体区域SRP 识别信识别信号肽区域号肽区域医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴30信号肽假说:信号肽假说:核糖体被信号肽引导,经核糖体被信号肽引导,经SR
13、PSRP介导,与介导,与 SRPSRP受体结合,进行受体结合,进行蛋白质合成。蛋白质合成。医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴31mRNAtRNA信号肽信号肽核糖体核糖体SRP蛋白质继续合成,蛋白质继续合成,信号肽被切除信号肽被切除SRP循环循环蛋白质合成结束,蛋白质合成结束,核糖体脱离内质网,核糖体脱离内质网,进入下一个循环进入下一个循环SRP受体受体医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴32医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴33膜蛋白的合成膜蛋白的合成:医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴34医学细胞生物学细胞质和细胞器第四讲赵崴35(2)(2)新生多肽链的折叠与装配新生多肽链的折
14、叠与装配 1.1.蛋白二硫键异构酶蛋白二硫键异构酶(PDI):(PDI):反复切断错误结合的二硫键,使新生肽形成正反复切断错误结合的二硫键,使新生肽形成正确折叠的蛋白质。确折叠的蛋白质。2.2.结合蛋白结合蛋白(binding protein,Bip):(binding protein,Bip):与折叠不正与折叠不正常肽链结合予以滞留,待折叠正确后被进一步转运常肽链结合予以滞留,待折叠正确后被进一步转运至高尔基体。至高尔基体。3.3.葡萄糖调节蛋白葡萄糖调节蛋白(Grp94):(Grp94):参与新生肽折叠转运。参与新生肽折叠转运。4.4.钙网素钙网素(calreticulin):(calre
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