基质与内膜1修改课件.ppt
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1、细胞质基质细胞质基质 内内 质质 网网 高尔基体高尔基体溶酶体与过氧化物酶体溶酶体与过氧化物酶体 细胞内蛋白质的分选细胞内蛋白质的分选 基质与内膜1修改课件1.细胞质基质细胞质基质(cytoplasmic matrix or cytomatrix)2.细胞内膜系统(细胞内膜系统(endomembrane system)概述)概述 基质与内膜1修改课件1.内质网内质网(endoplasmic reticulum,ER)的形态结构的形态结构2.ER的功能的功能 基质与内膜1修改课件 最早发现于最早发现于1855年,年,1889年,年,Golgi用银染法在猫头鹰的神用银染法在猫头鹰的神经细胞内观察到
2、了清晰的结构,因此定名为高尔基体。经细胞内观察到了清晰的结构,因此定名为高尔基体。20世纪世纪50年代以后才正确认识它的存在和结构。年代以后才正确认识它的存在和结构。1.高尔基体的形态结构高尔基体的形态结构 2.高尔基体的功能高尔基体的功能 3.高尔基体与细胞内的膜泡运输高尔基体与细胞内的膜泡运输 基质与内膜1修改课件 溶酶体几乎存在于所有的动物细胞中。溶酶体(lysosome)是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器。其主 要功能是进行细胞内的消化作用。1.溶酶体的结构类型溶酶体的结构类型 2.溶酶体的功能溶酶体的功能3.溶酶体的发生溶酶体的发生4.溶酶体与过氧化物酶体溶酶体与过氧化
3、物酶体基质与内膜1修改课件1.分泌蛋白合成的模型分泌蛋白合成的模型-信号假说信号假说 2.蛋白质分选与分选信号蛋白质分选与分选信号基质与内膜1修改课件细胞质基质是细胞的重要的结构成分,其 体积约占细胞质的一半 1.1 细胞质基质的涵义 1.2 细胞质基质的功能 基质与内膜1修改课件1.1 基本概念:基本概念:用差速离心法分离细胞匀浆物组分,先后除去细胞核、线粒体、溶酶体、高尔基体和细胞质膜等细胞器或细胞结构 后,存留在上清液中的主要是细胞质基质的成分。生物化学 家多称之为胞质溶胶。1.2 主要成分主要成分:中间代谢有关的数千种酶类、细胞质骨架结构。1.3 主要特点主要特点:细胞质基质是一个高度
4、有序的体系;通过弱键而相互作用处于动态平衡的结构体系。1.细胞质基质的涵义细胞质基质的涵义基质与内膜1修改课件1.2.1 完成各种中间代谢过程完成各种中间代谢过程 如糖酵解过程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等1.2.2 蛋白质的分选与运输蛋白质的分选与运输1.2.3 与细胞质骨架相关的功能与细胞质骨架相关的功能 维持细胞形态、细胞运动、胞内物质运输及能量传递等 1.2.4 蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解 蛋白质的修饰 控制蛋白质的寿命 降解变性和错误折叠的蛋白质 帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠,形成正确的分子构象1.2 细胞质基质的功能细胞质基质的功能基质与内
5、膜1修改课件2.1 概念:细胞内膜系统是指细胞内在结构、功能及发生上相关 的由膜包绕形成的细胞器或细胞结构。2.2 功能:真核细胞细胞内的区域化区域化(compartmentalization):基质与内膜1修改课件内质网的两种内质网的两种基本类型基本类型 粗面内质网(rough endoplasmic reticulum,rER)光面内质网(smooth endoplasmic reticulum,sER)微粒体(microsome)基质与内膜1修改课件ER是细胞内蛋白质与脂类合成的基地,几乎全部膜脂和多种重要蛋白都是在内质网合成的。2.1 rER的功能的功能 2.2 sERsER的功能的功
6、能基质与内膜1修改课件2.1.1 蛋白质合成2.1.2 蛋白质的修饰与加工2.1.3 新生肽的折叠与组装2.1.4 脂类的合成基质与内膜1修改课件 类固醇激素的合成(生殖腺内分泌细胞和肾上腺皮质)肝的解毒作用(Detoxification)System of oxygenases-cytochrome p450 family;肝细胞葡萄糖的释放(G-6PG)储存钙离子:肌质网膜上的Ca2+-ATP酶将细胞质基质中Ca2+泵入肌质网腔中返回基质与内膜1修改课件 分泌蛋白;整合膜蛋白;内膜系统各种细胞器内的可溶性蛋白 (需要隔离或修饰)。其它的多肽是在细胞质基质中“游离”核糖体上合成的:包括:细胞
7、质基质中的驻留蛋白、质膜外周蛋白、核输入 蛋白、转运到线粒体、叶绿体和过氧物酶体的蛋白。注意注意:细胞中蛋白质都是在核糖体上合成的,并都是起始于细胞质基质中“游离”核糖体。基质与内膜1修改课件修饰加工:糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成等 糖基化在glycosyltransferase作用下发生在ER腔面N-linked glycosylation(Asn)O-linked glycosylation(Ser/Thr or Hylys/Hypro)酰基化发生在ER的细胞质基质侧:软脂酸Cys基质与内膜1修改课件 不同的蛋白质在内质网腔中停留的时间不同,主要取决于蛋白质完成正确折叠和组装的时间,
8、这一过程是在属于hsp70家族的ATP酶的作用下完成的,需要消耗能量。有些无法完成正确折叠的蛋白质被输出内质网转入细胞质基质降解掉,蛋白二硫键异构酶(protein disulfide isomerase,PDI)可以切断二硫键,帮助新合成的蛋白重新形成二硫键并处于正确折叠的状态 结合蛋白(Binding protein,Bip,chaperone)可以识别错误折叠的蛋白或未装配好的蛋白亚单位,并促进重新折叠与装配。基质与内膜1修改课件ER合成细胞所需绝大多数膜脂(包括磷脂和胆固醇)。两种例外两种例外:鞘磷脂和糖脂(ER开始Golgi complex完成);Mit/Chl某些单一脂类是在它们的
9、膜上合成的。基质与内膜1修改课件1.1形态结构:由数个扁平膜囊和大小不等的囊泡构成的有极性的细胞器,常分布于内质网与细胞膜之间,呈弓形或半球形,凸出的一面对着内质网称为形成面(forming face)或顺面(cis face)。凹进的一面对着质膜称为成熟面(mature face)或反面(trans face)。顺面和反面都有一些或大或小的运输小泡,在具有极性的细胞中,高尔基体常大量分布于分泌端的细胞质中。1.2功能区隔:高尔基体至少由互相联系的3个部分组成,每部分又可能划分出更精细的间隔1.3高尔基体与细胞骨架关系密切,在非极性细胞中,高尔基体分布在MTOC处,高尔基的膜囊上存在微管的马达
10、蛋白(cytoplasmic dynein和kinesin)和微丝的马达蛋白(myosin)。最近还发现特异的血影蛋白(spectrin)网架也存在于高尔基体处。它们在维持高尔基体动态的空间结构以及复杂的膜泡运输中起重要的作用。基质与内膜1修改课件基质与内膜1修改课件 扁囊弯曲成凸面 又称形成面(forming face)或顺面(cis face)面向质膜的凹面(concave)又称成熟面(mature face)或反面(trans face)基质与内膜1修改课件 嗜锇反应的高尔基体cis面膜囊;焦磷酸硫胺素酶(TPP酶)细胞化学反应,显示trans面12层膜囊;胞嘧啶单核苷酸酶(CMP酶)细
11、胞化学反应,显示靠近trans面膜囊状 和管状结构 GERL GERL结构:结构:60年代初,Novikoff发现CMP和酸性磷酸酶存在于高尔基体的一 侧,称这种结构为GERL,意为与高尔基体(G)密切相关,但 它是内质网(ER)的一部分,参与溶酶体(L)的生成。烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶(NADP酶)的细胞化学反应,显示中间扁平囊基质与内膜1修改课件 高尔基体顺面网状结构(cis-Golgi network,CGN):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,接受由内质网合成的物质并分类后转入中间膜囊。高尔基体中间膜囊(medial Golgi
12、):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。高尔基体反面网状结构(trans Golgi network,TGN):由反面一侧的囊泡和网管组成,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。高尔基体的高尔基体的3 3个组成部分个组成部分基质与内膜1修改课件 RER(蛋白质和脂类)(蛋白质KDEL或HDEL)CGN;蛋白丝氨酸残基发生O-连接糖基化;跨膜蛋白在细胞质基质一侧结构域的酰基化;日冕病毒的装配基质与内膜1修改课件 TGN中的低pH值;标志酶CMP酶阳性 TGN的主要功能:参与蛋白质的分类与包装、运输;某些“晚期”的蛋白质修饰(如唾液酸化、蛋白质酪氨
13、酸残基的硫酸化及蛋白原的水解加工)在蛋白质与脂类的转运过程中的“瓣膜”作用,保证单向转运 基质与内膜1修改课件 高尔基体的主要功能将内质网合成的蛋白质进行加工、分类、与包装,然后分门别类地送到细胞特定的部位或分泌到细胞外。2.1 参与细胞分泌活动:负责对细胞合成的蛋白质进行加工,分类,并运出,其过程是SER上合成蛋白质进入ER腔以出芽形成囊泡进入CGN在medial Gdgi中加工在TGN形成囊泡囊泡与质膜融合、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。2.2 蛋白质的糖基化及其修饰2.3 蛋白酶的水解和其它加工过程2.4其它功能基质与内膜1修改课件l1、进行膜的转化功能
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