细胞生物学内质网

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装配主要依靠内质 起始转移信号引导肽链向内质网转移; 网腔内的分子伴侣
跨膜蛋白 的膜转移
在整个肽链未完成转移之前,停止信号 便停止肽链的转移;
(2)跨膜蛋白的膜转移
单次跨膜
二、内信号肽转移: 内信号肽作为起始信号启动多肽链的转 新生肽链的折叠与 移,多肽链从转移器释放后会留在内质 装配主要依靠内质 网的脂质双层中;
网腔内的分子伴侣
跨膜蛋白 的膜转移
转移的方式: 取决于内信号肽两端的氨基酸节段携带 的电荷
(2)跨膜蛋白的膜转移
多次跨膜
原理与单次跨膜基本相同 含有多个起始与停止信号
新生肽链的折叠与 装配主要依靠内质 网腔内的分子伴侣
跨膜蛋白 的膜转移
(二) 滑面内质网的功能
脂质的合 成与转运
糖原的 代谢
解毒作用
N-连接寡糖的糖基化
糖基化
O-连接寡糖的糖基化
糖基化
与N-连接寡糖的糖基化类似,寡糖连接在蛋白质 的丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸残基上的羟基基团的 称为O-连接寡糖的糖基化
主要是在高尔基复合体中进行
新生肽的脯氨酸和赖氨酸可进行羟基化,形成羟 脯氨酸 和羟赖氨酸。在合成胶原 的细胞中 ,羟 基化是一个主要反应
并且内质网上的核糖体就是这种葡萄糖构成的
含量最大的酶
参与糖代谢
细胞色素P450
四、内质网的功能
粗面内质网的 功能
滑面内质网的功 能
内质网复杂的膜性结构将细胞质基质分隔成许多不同的区域,使细胞内 的代谢反应在特定的环境中进行。同时,它使细胞在有限的空间内建立 起庞大的膜表面,非常有利于酶的分布及各种反应高效地进行
来自百度文库
核糖体与粗面内质网的结合、以及多肽链的转移
核糖体与内质网的结合:SRP占 据核糖体A位,蛋白质合成终止, 当核糖体附着到内质网上后SRP 便于受体分离,重新回到细胞质 基质,此时蛋白质合成重新开始, SRP循环 肽链转移:肽链进入内质网腔 中信号肽便被腔中信号肽酶切 除;多肽合成结束后,核糖体 便与内质网分离,核糖体循环
4、Ca2+的储存及调节
滑面内质网在肌肉细胞中形成一种特化结构——肌质网; 膜上有Ca2+泵能将细胞质基质中的Ca2+泵入到肌质网中储存 起来; 肌细胞受到刺激,Ca2+被释放激活ATP酶,ATP转化为ADP 并放能,肌肉收缩;
Ca2+
肌肉松弛时, Ca2+又回到肌质网中;
肌质网实际上是钙库其中含有钙结合蛋白,每个钙结合蛋白 分子可与30个Ca2+结合
羟基化
3、新生肽链的折叠与装配
蛋白质二 硫键异构 酶 切断错误的二硫键,生成新的二硫键 是蛋白质处于正确的折叠状态 防止蛋白质的不正确的 折叠与聚合; 新生肽链的折叠与 装配主要依靠内质 网腔内的分子伴侣
结合蛋白
防止新生的蛋白质在转运过程中变性或 断裂;
葡萄糖调 节蛋白
内质网的标志分子伴侣,修饰蛋白质, 并且与癌细胞侵袭和细胞癌变有关
干细胞 分化程度高、生长慢的肿 瘤细胞其粗面内质网发达
小鼠乳腺癌细胞
解聚
病理状态下脱粒的内质网
脱粒
粗面内质网上 核糖体失去有 规则的排列现 象
核糖体从内质 网上脱落游离 到细胞质基质 中
2、滑面内质网
滑面内质网表面无核糖 体、光滑平整。很少有 扁平囊常由分支小管或 圆形小泡构成 滑面内质网
在某些特化细胞中滑面内质网十分丰富, 如合成类固醇激素的间质细胞、肾上腺皮 质细胞、以及胃壁细胞、皮脂腺细胞、肌 细胞 心肌细胞和骨骼肌细胞中的滑面内质网特 化成肌质网; 它能将细胞质基质中的Ca2+泵入其中储存 起来,接受神经冲动刺激后通过释放和回 收Ca2+来调节肌肉收缩
糖基化
内质网腔中 进行
糖基化 的方式
O-连接寡糖的糖基化 高尔基复合 体中进行
N-连接寡糖的糖基化
此种方式中的寡糖由N-乙酰葡萄糖胺、甘 露糖、葡萄糖组成,含14个糖残基。其连 接到天冬酰胺(Asn)残基上
糖基化
过程:N-连接寡糖先与内质网膜中的多萜 醇分子结合被活化然后活化的寡糖在糖基 转移酶的催化下,转移到Asn残基上,天 冬酰胺作为受体。被转移的寡糖在内质网 上进一步加工,切除3分子葡萄糖和一分子 甘露糖
单位 结构
小管、小囊、扁平囊
这 是 连 续 的 网 状 膜 系 统
由内质网所围成的空腔为 内质网腔
其与细胞质通过内质网膜进行 物质交换 与高尔基复合体则是通过运输 小泡
内质网与外层核膜是相连续的 内质网腔与两层核膜之间的腔也是连 续的
故有人将内质网、核膜、高 尔基复合体统称为液泡系统
腔面
基质面
内质网形态变化大,其形态、数量和分布在各 个细胞中不同,常与细胞的类型、生理功能状 态、分布程度以及环境条件有关
钙网素 参与糖蛋白的折叠,对内质网的Ca2+ 储存库具有调节作用
这类分子伴侣C端有滞留信号肽,与膜上受体结合,而 滞留在腔内,被称为驻留蛋白
4、蛋白质的转运
新生肽链的折叠与 装配主要依靠内质 网腔内的分子伴侣
分泌蛋白 的转运
跨膜蛋白 的膜转移
(1) 分泌蛋白的转运
分泌蛋白 的转运
两种转运途径:
1、经过折叠及糖基化作用以运输小泡的形式进 入高尔基复合体,在高尔基复合体中修饰、加工 后再运输出细胞外
三、内质网的化学组成
获取内质网:将组织或细胞匀浆 后,通过超速离心可得到球形封 闭的小泡结构,即微粒体(对内 质网的研究大部分来自微粒体)
所谓匀浆就是用匀浆 机将动植物组织打散 并研磨成均匀的糊状 物
由微粒体得知
内质网由蛋白质(约 占1/3)和脂类(约 占2/3)组成 微粒体分为粗面微粒 体(其外附着有内质 网)和滑面微粒体
2、蛋白质的修饰
糖基化
羟基化
新生肽链的进入内质网腔后,要经过各种不同的修饰 和正确的折叠之后才 能运送到其他的部位。
糖基化
糖基化是指单糖或寡糖与蛋白质共 价结合形成糖蛋白的过程,其在内 质网中进行,在高尔基复合体中完 成 由于糖基化的酶都在粗面内质网上 所以细胞质中游离的核糖体上的可 溶性蛋白质没有糖基化 N-连接寡糖的糖基化
信号假说的主要内容:
1、游核糖体上合成信号肽;
2、细胞质基质中SRP识别信号肽,形成SRP-核糖体复合体,翻译暂停;
3、核糖体与粗面内质网结合,形成SRP-SRP受体-核糖体复合物; 4、SRP脱离核糖体,在参加SRP循环,核糖体的多肽链继续合成,并向内质 网腔转运; 5、信号肽被信号肽酶切除,在内质网腔降解; 6、蛋白质合成结束,附着核糖体脱离内质网,大小亚基分离,参与核糖体再 循坏
实验证明滑面内质网参与糖原的分解
但糖原分解与内质网的关系仍需要进 一步的探讨
3、解毒作用
一些脂溶性的代谢产物和外来药物不易被排除, 需要在肝细胞中经过氧化、还原、水解和结合 等方式使之毒性降低,易溶于水而被排出体外, 该过程称肝细胞的解毒作用
解毒作用
解毒作用的原理:在电子传递的氧化还原过程 中,通过催化多种化合物的氧化或羟化,一方 面使药物、毒物的毒性降低或者破坏;另一方 面因为羟化 作用,出现羟基,化合物的极性 增强,使之更容易排泄
内质网
小组成员:毛克军、龚奇男、陈 杰、罗 南、 杨 祥、刘 磊、龙晶晶、詹兴斌
细胞中的内质网与细胞核、高尔基复合体的立体结构
框架
1 2 3 4 5
内质网的形态结构 内质网的类型 内质网的化学组成 内质网的功能 内质网的病理变化
一、内质网的形态结构
内质网是由一层单位膜所形成的形 状大小不同的小管、小囊或扁平囊 构成
2、含有分泌蛋白的膜泡从内质网上脱落下来, 通过胞吐作用排除
(2)跨膜蛋白的膜转移
同样两种方式:单次跨膜和多次跨膜
跨膜蛋白 的膜转移
新生肽链的折叠与 装配主要依靠内质 网腔内的分子伴侣
(2)跨膜蛋白的膜转移
单次跨膜
一、协同翻译插入: 新生的跨膜蛋白肽链中有N端的起始转 新生肽链的折叠与 移信号,与停止转移信号;
分化程度低、生长快的细胞内质网相对不发达
特点
分化程度高、生长缓慢的细胞内质网相对发达
二、内质网的类型
1
粗面内质网
2
滑面内质网
1、粗面内质网
表面粗糙,含有大 量核糖体
粗面内质网是一种动态细胞器
细胞分泌旺盛期,粗面内质网增加; 细胞分泌静止期,粗面内质网减少。
未成熟、未分化的细胞粗面内 质网不发达,如干细胞、胚胎 细胞
蔗糖梯度离心
两者分离
脂类中以磷脂最多: 其中又以卵磷脂最多、 鞘磷脂最少 所谓匀浆就是用匀浆 内质网中的蛋白质含 机将动植物组织打散 量比质膜多,膜上含 并研磨成均匀的糊状 有大量的酶 物
内质网的酶
标志 酶
葡萄糖-6-磷酸酶
葡萄糖一6一磷酸酶(glucose一6一phosphatase G-6pase)是一种水解磷酸化合物的磷酸酶。通过水解葡萄糖 一6一磷酸释放葡萄糖来控制葡萄糖释放入血的量。又可 通过其磷酸转移酶活性来合成葡萄糖一6一磷酸,由此可 见该酶是糖代谢的关键酶
脂质的合 成与转运
脂质的合成与转运
新合成的脂质最初只嵌在内质网的 细胞质基质面需要翻转酶使之翻转 到腔面
脂质的合 成与转运
脂质的合成与转运
磷脂转运的方式:
1、以出芽形成运输小泡转运到高尔基复合体、 溶酶体、细胞膜上 2、通过一种水溶性的载体蛋白,磷脂转换蛋白
脂质的合 成与转运
2、糖原的代谢
糖原的 代谢
(一) 粗面内质网的功能
蛋白质 合成
蛋白质 修饰
新生肽 链折叠 与装配
蛋白质 转运
1、蛋白质的合成
分泌 蛋白
膜蛋 白
驻留 蛋白
溶酶体 蛋白
信号假说
游离的核糖体如何附着的内质网上?新合成的蛋 白质肽链又如何被转移到内质网腔中?
有人提出了信号假说
核糖体与粗面内质网的结合、以及多肽链的转移
核糖体与内质网的结合:蛋白 质合成时,游离的核糖体由信 号密码翻译出信号肽,信号肽 与细胞质基质中的信号识别颗 粒(SRP)结合,并在SRP的 介导下与粗面内质网上的SRP 受体结合 肽链转移:新合成的肽链在通 过核糖体大亚基的中央管和转 移蛋白共同形成的通道,穿膜 进入内质网腔
五、内质网的病理变化
肿胀 水分子和纳的流入
病理变化
肥大
某些感染因子(细菌或毒物) 刺激特定的细胞
某些物质 的累积
基因突变造成的某些 遗传病
五、内质网的病理变化
某些物质 的累积 基因突变造成的某些 遗传病
α-1-抗蛋白酶缺失造成肝硬化
谢谢
Ca2+的储 存及调节
1、脂质的合成与转运
内质网是脂质合成的重要场所 以磷脂酰胆碱的合成为例 三个步骤: 1、脂酰基转移酶催化脂酰辅酶A和 甘油-3-磷酸反应生成磷脂酸 2、在磷酸酶的作用下,去磷酸化 生成双酰甘油
脂质的合 成与转运
3、由胆碱磷酸转移酶催化,双酰 甘油和CDP-胆碱合成磷脂酰胆碱
脂质的合成与转运
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