细胞基质与细胞内膜系统示范课件.ppt
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- 细胞 基质 内膜 系统 示范 课件
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1、细胞基质与细胞内膜系统(优选)细胞基质与细胞内膜系统 4、化学本质用差速离心法分离细胞匀浆物组分,先后除、化学本质用差速离心法分离细胞匀浆物组分,先后除去细胞核、去细胞核、线粒体、溶酶体、高尔基体和细胞质膜等细线粒体、溶酶体、高尔基体和细胞质膜等细胞器或细胞结构后,存留在上清液中的就是细胞质基质的胞器或细胞结构后,存留在上清液中的就是细胞质基质的成分。生物化学家多称之为胞质溶胶。成分。生物化学家多称之为胞质溶胶。、蛋白质的修饰、选择性降解、蛋白质的修饰、选择性降解(二)细胞质基质的功能(二)细胞质基质的功能、是、是完成各种中间代谢过程的场所完成各种中间代谢过程的场所 如糖酵解过程、磷酸戊糖途径
2、、糖醛酸途径等如糖酵解过程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等2、与细胞质骨架相关的功能与细胞质骨架相关的功能 细胞骨架维持细胞形态,与细胞运动、物质运输及能量传递细胞骨架维持细胞形态,与细胞运动、物质运输及能量传递有关有关 细胞骨架是细胞质基质结构体系的组织者细胞骨架是细胞质基质结构体系的组织者3、蛋白质的分选与运输蛋白质的分选与运输 N端含某种信号序列的蛋白质端含某种信号序列的蛋白质,合成后即被转移到内质网上合成后即被转移到内质网上 蛋白质合成后蛋白质合成后,通过膜泡由内质网转运至高尔基体通过膜泡由内质网转运至高尔基体二、细胞内膜系统二、细胞内膜系统(endomembrane system)2、内
3、膜系统细胞器、内膜系统细胞器 内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体和分泌泡内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体和分泌泡 1、定义:、定义:是指细胞内在结构、功能及发生上相关联、是指细胞内在结构、功能及发生上相关联、由膜包被的细胞器或细胞结构。由膜包被的细胞器或细胞结构。3、过氧化酶体、线粒体、叶绿体不属于细胞内膜系统。、过氧化酶体、线粒体、叶绿体不属于细胞内膜系统。第二节第二节 内内 质质 网网一、一、内质网的形态结构内质网的形态结构1、根据结构与功能根据结构与功能,内质网分为两种基本类型内质网分为两种基本类型 (1)糙面内质网糙面内质网(rough endoplasmic reticulum,rER
4、)多呈扁平囊状,排列整齐,表面分布着大量核糖体。多呈扁平囊状,排列整齐,表面分布着大量核糖体。内质网膜上有易位子,与新合成的多肽进入内质网有关内质网膜上有易位子,与新合成的多肽进入内质网有关(2)光面内质网光面内质网(smooth endoplasmic reticulum,sER)无核糖体结合,常为分支管状,形成较为复杂的立体结构无核糖体结合,常为分支管状,形成较为复杂的立体结构 是脂质合成的重要场所是脂质合成的重要场所 二、二、ER的功能的功能1、蛋白质合成、蛋白质合成 粗面内质网合成的蛋白质粗面内质网合成的蛋白质 向细胞外分泌的蛋白质(如内分泌细胞分泌的多肽激素)向细胞外分泌的蛋白质(如
5、内分泌细胞分泌的多肽激素)膜整合蛋白(在内质网上合成时膜整合蛋白(在内质网上合成时,即确定膜蛋白的方向性)即确定膜蛋白的方向性)细胞器中的可溶性驻留蛋白细胞器中的可溶性驻留蛋白 细胞质基质中的游离核糖体合成的蛋白细胞质基质中的游离核糖体合成的蛋白:细胞质基质中的驻留蛋白(糖酵解、磷酸戊糖途径的酶,细胞细胞质基质中的驻留蛋白(糖酵解、磷酸戊糖途径的酶,细胞骨架蛋白);骨架蛋白);质膜外周蛋白;核输入蛋白;转运到线粒体、叶绿体和过氧化质膜外周蛋白;核输入蛋白;转运到线粒体、叶绿体和过氧化物酶体的蛋白物酶体的蛋白 蛋白质的修饰与加工蛋白质的修饰与加工 主要的修饰加工作用糖基化、羟基化、酰基化主要的修
6、饰加工作用糖基化、羟基化、酰基化 糖基化的发生在糖基化的发生在ER腔面,酰基化发生在腔面,酰基化发生在ER的细胞质基质侧的细胞质基质侧 新生肽段的折叠与组装新生肽段的折叠与组装2、脂类的合成、脂类的合成合成场所光面内质网合成场所光面内质网 重要性合成包括磷脂和胆固醇在内的几乎全部膜脂重要性合成包括磷脂和胆固醇在内的几乎全部膜脂 合成的磷脂向其他膜部分转运的方式合成的磷脂向其他膜部分转运的方式 以出芽方式转运到高尔基体、溶酶体和细胞膜以出芽方式转运到高尔基体、溶酶体和细胞膜 凭借凭借PEP在膜之间转移在膜之间转移 PEP与磷脂结合与磷脂结合 进入细胞基质进入细胞基质 自由扩散自由扩散 到靶细胞到
7、靶细胞 PEP释放磷脂释放磷脂 脂从含量高的膜转移到缺磷的膜脂从含量高的膜转移到缺磷的膜 3、其他功能、其他功能 类固醇激素的合成(生殖腺内分泌细胞和肾上腺皮质中)类固醇激素的合成(生殖腺内分泌细胞和肾上腺皮质中)肝的解毒作用(肝的解毒作用(Detoxification)肝脏细胞内质网中有些酶类,用以清除脂溶性废物肝脏细胞内质网中有些酶类,用以清除脂溶性废物和代谢产生的有毒物质和代谢产生的有毒物质 储存储存Ca2+内质网膜上的内质网膜上的Ca2+-ATP酶将基质中酶将基质中Ca2+泵入内质网腔中泵入内质网腔中 第三节第三节 高尔基体复合物高尔基体复合物一、高尔基体的形态结构一、高尔基体的形态结
8、构电镜下,高尔基体是由扁平膜囊和大小不等的囊泡构成的电镜下,高尔基体是由扁平膜囊和大小不等的囊泡构成的(一)、顺面与反面(一)、顺面与反面1、顺面(或形成面)靠近细胞核的一面,膜囊弯曲成凸面、顺面(或形成面)靠近细胞核的一面,膜囊弯曲成凸面2、反面(或成熟面)面向细胞质的凹面、反面(或成熟面)面向细胞质的凹面(二)、高尔基体的四个组成部分(二)、高尔基体的四个组成部分1、高尔基体顺面膜囊高尔基体顺面膜囊(又称(又称cis膜囊)或顺面高尔基体管膜囊)或顺面高尔基体管网状结构(网状结构(cisGolgi network,CGN)位置与形态位于高尔基体顺面外侧的扁平膜囊上位置与形态位于高尔基体顺面外
9、侧的扁平膜囊上 中间多孔面呈连续分枝状的管网结构中间多孔面呈连续分枝状的管网结构 作用作用接受内质网新合成的物质接受内质网新合成的物质分类分类 将大部分物质转入将大部分物质转入高尔基体中间膜囊高尔基体中间膜囊 剩余小部分蛋白质与脂质重返内质网剩余小部分蛋白质与脂质重返内质网 某些蛋白的丝氨酸残基在此处发生某些蛋白的丝氨酸残基在此处发生O-连接糖基化连接糖基化 跨膜蛋白在细胞基质一侧结构域的酰基化跨膜蛋白在细胞基质一侧结构域的酰基化 3、残余小体(residual body),又称后溶酶体 细胞质基质中的游离核糖体合成的蛋白:4、周围大小不等的囊泡1、嵌有质子泵,形成和维持溶酶体中酸性的内环境又
10、称微体(microbody),是由单层膜围绕的内含一种或几种氧化酶类的异质性细胞器 蛋白质合成后,通过膜泡由内质网转运至高尔基体依赖于基质部分酪氨酸残基信号转运到溶酶体中SPR与N端信号肽结合(二)过氧化物酶体与溶酶体的区别3、蛋白质的分选与运输通过受体介导的内吞作用将酶送至前溶酶体中蛋白质在细胞质基质中合成以后再转移到这些细胞器中,称后转移(post translocation)。糖基化的发生在ER腔面,酰基化发生在ER的细胞质基质侧内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体和分泌泡4、周围大小不等的囊泡如:蝌蚪尾巴的退化、乳腺的退行性变化2、与细胞质骨架相关的功能植物细胞也有与溶酶体功能类似的细胞器
11、圆球体和中央液泡第二节 内 质 网 rER合成的大多数蛋白在高尔基体中发生糖基化 2、高尔基体中间膜囊(、高尔基体中间膜囊(Media Golgi)形态由扁平膜囊与管道组成,形成不同间隔,但功能上是形态由扁平膜囊与管道组成,形成不同间隔,但功能上是连续完整的膜囊连续完整的膜囊 作用作用 多数糖基修饰多数糖基修饰 糖脂的形成糖脂的形成 与高尔基体有关的多糖的合成与高尔基体有关的多糖的合成3、反面高尔基体管网状结构(、反面高尔基体管网状结构(trans Golgi network TGN)位置与形态位置与形态 位于反面最外侧,与反面的扁平膜囊相连位于反面最外侧,与反面的扁平膜囊相连 另一侧进入反面
12、细胞质中另一侧进入反面细胞质中 形态呈管网装,并有囊泡与之相连形态呈管网装,并有囊泡与之相连 作用作用 参与蛋白质的分类与包装、运输参与蛋白质的分类与包装、运输 某些某些“晚期晚期”的蛋白修饰的蛋白修饰4、周围大小不等的囊泡、周围大小不等的囊泡 ERGIC顺面一侧的囊泡顺面一侧的囊泡 是内质网与高尔基体之间物质运输的小泡是内质网与高尔基体之间物质运输的小泡 分泌泡与分泌颗粒位于反面一侧分泌泡与分泌颗粒位于反面一侧将经过高尔基体分类与包装的物质运送到细胞特定部位将经过高尔基体分类与包装的物质运送到细胞特定部位(三)、高尔基体是有极性的细胞器(三)、高尔基体是有极性的细胞器1、位置及方向极性顺面朝
13、向细胞核,反面朝向质膜、位置及方向极性顺面朝向细胞核,反面朝向质膜2、物质运输的极性内质网上合成的物质从高尔基体的顺面、物质运输的极性内质网上合成的物质从高尔基体的顺面进、反面出进、反面出 二、高尔基体的功能二、高尔基体的功能1、基本功能概述、基本功能概述 是细胞内大分子运输的一个主要交通枢纽是细胞内大分子运输的一个主要交通枢纽 将内质网合成的蛋白质加工、分类、包装,再分类运送到将内质网合成的蛋白质加工、分类、包装,再分类运送到细胞特定部位或分泌到细胞外细胞特定部位或分泌到细胞外 部分脂质也通过高尔基体向细胞膜和溶酶体运输部分脂质也通过高尔基体向细胞膜和溶酶体运输 细胞内糖类合成的工厂细胞内糖
14、类合成的工厂2、具体功能、具体功能 高尔基体与细胞的分泌活动高尔基体与细胞的分泌活动反面膜囊上结合有特殊受体反面膜囊上结合有特殊受体 与特殊配体识别亲和与特殊配体识别亲和 分泌蛋白与其他蛋白分离分泌蛋白与其他蛋白分离 蛋白质的糖基化修饰蛋白质的糖基化修饰过程过程 rER合成的大多数蛋白在高尔基体中发生糖基化合成的大多数蛋白在高尔基体中发生糖基化 在从在从rER向高尔基体及其各膜囊转运中,对寡糖基加工与向高尔基体及其各膜囊转运中,对寡糖基加工与修饰修饰 糖基化的意义糖基化的意义 为各种蛋白质打上不同标志,以利于高尔基体的分类与包为各种蛋白质打上不同标志,以利于高尔基体的分类与包装装 保证糖蛋白从
15、保证糖蛋白从rER到高尔基体膜囊方向的转移到高尔基体膜囊方向的转移 增强糖蛋白的稳定性增强糖蛋白的稳定性 蛋白酶的水解和其他加工过程蛋白酶的水解和其他加工过程加工对象加工对象 加工过程加工过程 无生物活性的蛋白原无生物活性的蛋白原 将其将其N端或两端的序列切除端或两端的序列切除形成成熟多肽形成成熟多肽 含多个相同氨基酸序列的前体含多个相同氨基酸序列的前体 水解成同种有活性的多肽水解成同种有活性的多肽 含有不同信号序列的前体含有不同信号序列的前体 加工成不同产物加工成不同产物 第四节第四节 溶酶体溶酶体(lysosome)一、溶酶体的形态一、溶酶体的形态1、形态单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的
16、囊泡状细胞、形态单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器。其主器。其主 要功能是进行细胞内的消化作用要功能是进行细胞内的消化作用2、存在:几乎存在于所有的动物细胞中、存在:几乎存在于所有的动物细胞中 植物细胞也有与溶酶体功能类似的细胞器植物细胞也有与溶酶体功能类似的细胞器圆球体和中圆球体和中央液泡央液泡 (一)、溶酶体的标志酶酸性磷酸酶(一)、溶酶体的标志酶酸性磷酸酶(acid phosphataseacid phosphatase),),酶的最适酶的最适pHpH为为5 5左右。左右。3、膜蛋白高度糖基化,可能有利于防止自身膜蛋白的降解膜蛋白高度糖基化,可能有利于防止自身膜蛋白的降解 (
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