细胞生物学课件：第五章 细胞的内膜系统2
合集下载
细胞生物学 第五章 细胞的内膜系统
• 钙连蛋白
Bip是ER的驻留蛋白，能和折叠不正常的肽链结合， 并予以滞留，待折叠成正确的蛋白质后才被转运。
• 蛋白二硫键异构酶（PDI）：
蛋白二硫键异构酶，催化 – Cys – SH 生成 –S-S- ， 完成合成蛋白的修饰
• 内质蛋白
即葡萄糖调节蛋白94
• 钙网蛋白 有钙离子结合位点，协助蛋白质折叠和加工
体、溶酶体、过氧化物酶体、核膜等
细胞的内膜系统(internal membrane system)
• 内膜系统：
细胞内结构、功能及发生上密切相关的膜性 结构细胞器通称为内膜系统，主要包括内质网、 高尔基复合体、溶酶体、过氧化物酶体和核膜等 膜性结构。
• 内膜系统形成的意义：
区室化Compartmentaliztion 分隔式区域，互不干扰地执行特定的功能， 提高细胞的代谢效率
胃底腺壁细胞sER与盐酸分泌、渗透压 肝细胞与胆汁的生成
1.脂类合成的主要部位：合成磷脂与胆固醇
• 原料：来自细胞质基质 • 脂类合成酶：位于脂质双层，活性部位都
朝向细胞质基质面，新合成的磷脂也位于 此 • 磷脂转位蛋白 (转位酶) ：位于ER膜的细胞 质基质面，协助磷脂分子翻转, 使脂双层的 磷脂分子达到平衡
溶酶体蛋白等 • 信号假说 1975年 Blobel & Doberstein
提出
信号假说中的几个名词概念
• 信号密码（signal codon） mRNA5 ’端编码特殊氨基酸序列的密码子
• 信号肽（signal peptide)：
由信号密码翻译的一段多肽链，约由18-30个 疏水氨基酸组成，能引导“游离”的核糖体与ER 膜结合
• 译后转运（post-translational translocation） 多肽链翻译完成后被转运进入内质网腔
Bip是ER的驻留蛋白，能和折叠不正常的肽链结合， 并予以滞留，待折叠成正确的蛋白质后才被转运。
• 蛋白二硫键异构酶（PDI）：
蛋白二硫键异构酶，催化 – Cys – SH 生成 –S-S- ， 完成合成蛋白的修饰
• 内质蛋白
即葡萄糖调节蛋白94
• 钙网蛋白 有钙离子结合位点，协助蛋白质折叠和加工
体、溶酶体、过氧化物酶体、核膜等
细胞的内膜系统(internal membrane system)
• 内膜系统：
细胞内结构、功能及发生上密切相关的膜性 结构细胞器通称为内膜系统，主要包括内质网、 高尔基复合体、溶酶体、过氧化物酶体和核膜等 膜性结构。
• 内膜系统形成的意义：
区室化Compartmentaliztion 分隔式区域，互不干扰地执行特定的功能， 提高细胞的代谢效率
胃底腺壁细胞sER与盐酸分泌、渗透压 肝细胞与胆汁的生成
1.脂类合成的主要部位：合成磷脂与胆固醇
• 原料：来自细胞质基质 • 脂类合成酶：位于脂质双层，活性部位都
朝向细胞质基质面，新合成的磷脂也位于 此 • 磷脂转位蛋白 (转位酶) ：位于ER膜的细胞 质基质面，协助磷脂分子翻转, 使脂双层的 磷脂分子达到平衡
溶酶体蛋白等 • 信号假说 1975年 Blobel & Doberstein
提出
信号假说中的几个名词概念
• 信号密码（signal codon） mRNA5 ’端编码特殊氨基酸序列的密码子
• 信号肽（signal peptide)：
由信号密码翻译的一段多肽链，约由18-30个 疏水氨基酸组成，能引导“游离”的核糖体与ER 膜结合
• 译后转运（post-translational translocation） 多肽链翻译完成后被转运进入内质网腔
细胞的内膜系统与囊泡转运-ppt细胞生物学PPT课件
2020年10月2日
4
溶酶体
内膜系统在细胞内分布示意图
2020年10月2日
5
内质网（endoplasmic reticulum，ER）是一类由大小、 形态各异的膜性囊泡所构成的细胞器。
分布： ➢内质网分布于内质区，并扩展、延伸至靠近细胞膜的
外质区。 ➢广泛分布于除成熟红细胞以外的所有真核细胞的胞质 中。 类型：依其形态、功能不同分为 ➢ 糙面内质网（rough endoplasmic reticulum，RER） ➢ 光面内质网（smooth endoplasmic reticulum，SER）
成与穿膜转移的决定因素
2020年10月2日
16
①信号肽和信号肽假说
信号肽(signal peptide)：一段由不同数目、不同种 类的氨基酸组成的疏水氨基酸序列，普遍地存在于 所有分泌蛋白肽链的氨基端，是指导蛋白多肽链在 糙面内质网上进行合成的决定因素 。
根据信号肽假说，核糖体与内质网的结合以及肽链 穿越内质网膜的转移还依赖于：
2020年10月2日
7
A. 鼠肝细胞内质网形态结构模式图；
B. 睾丸间质细胞中内质网形态透射电镜图；
C. 动植物细胞中内质网形态结构图（荧光标记内质网）；
20D20年.横10纹月2肌日 细胞中肌质网立体结构形态模式图。
8
一、内质网的形态结构与类型
（二）内质网的类型 1. 糙面内质网（rough endoplasmic reticulum,RER） 形态特征：排列整齐的扁平囊状结构，网膜胞质面
免疫球蛋白重链结合蛋白，内质蛋白 ，钙网蛋白，
钙连蛋白 2020年10月2日 ，蛋白质二硫键异构酶。
14
三、内质网的功能
细胞生物学PPT课件 内膜系统 内质网
rER 主要功能-蛋白质的糖基化
✓ 蛋白质的修饰包括糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成等，最主要的是糖基化 ✓ 糖基化（Glycosylation）是单糖或者寡糖与蛋白质之间通过共价键结合形成糖蛋白
的过程 ✓ 糖基化的作用：对蛋白质折叠、分选及定位有重要作用；
糖链结构影响糖蛋白的半衰期和降解 ✓ 发生于粗面内质网的糖基化主要为N-连接糖基化（N-linked glycosylation），即
✓ 壁细胞的sER膜上有大量质子泵和Cl-通道
✓ 将壁细胞形成的H+和从血液摄取的Cl-结合 成盐酸后进入腺腔
✓ 葡糖醛酸转移酶定位于肝细胞sER
✓ 使血液中非水溶性的游离胆红素（与清蛋白结 合）转变成水溶性的结合胆红素，分泌入胆汁
ER 主要功能
rER主要功能
sER主要功能
• 核糖体附着的支架 -蛋白质的合成
Günter Blobel (1936- )
信号肽 Signal peptide
信号识别颗粒 SRP
信号识别颗粒受体 SRP-R
易位子 Translocon
信号肽酶 Signal peptidase
一些重要名词
信号肽 Signal peptide
Signal sequence
新合成的蛋白质的N端有一段15-60氨基酸残基组成的疏水序列， 具有引导多肽链在合成过程中移至内质网膜上，完成蛋白质合成的 功能，信号肽在蛋白质合成完成前被内质网内的信号肽酶所切除。
肽链在内质网网腔发生修饰加工，核糖体大 小亚基解聚，并从内质网解离
rER 主要功能-蛋白质合成、定向转运
附着核糖体合成的蛋白质有：
外输性蛋白在rER经修饰加工后，最终被内质网包裹，以“出芽” 方式形成膜性小泡，直接进入大浓缩泡发育成酶原，排出细胞；
细胞生物学课件第五章细胞质基质与细胞内膜系统（word）
细胞生物学课件第五章细胞质基质与细胞内膜系统（word）第五章细胞质基质与细胞内膜系统细胞质基质、内质网、高尔基体、溶酶体与过氧化物酶体、细胞内蛋白质的分选与细胞结构的组装第一节细胞质基质一、细胞质基质（cytoplasmic matrix or cytomatrix）基质：离心法分离得到匀浆状物质，先后去除细胞核、线粒体、溶酶体、高尔基体和质膜等细胞结构所遗留的上清夜部分，也称细胞溶胶。
特点：通过弱键相互作用动态平衡结构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，主要成分是数千种酶类与骨架结构细胞之内各种成分的比较（肝细胞）组成数目体积比细胞质基质 1 54核 1 6ER 1 12Golgi 1 3Lysosome 300 1Endosome 200 1Peroxy 400 1Mitoch 1700 4.2二、细胞质基质的功能1、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2、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3、蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解（1）蛋白质的修饰：酶与辅酶、辅基结合，磷酸化与磷酸化，糖基化，甲基化，酰基化等（2）控制蛋白质的寿命：第一个氨基酸如果是Met,Ser,Thr,Ala,Val,Gly,Pro,Cys,此蛋白稳定，其余不稳定。
（3）降解变性和错误折叠的蛋白质（4）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以上功能与一种依赖泛素分子的降解途径有关。
泛素是一种由76个氨基酸组成的小分子蛋白，在蛋白降解过程中，多个泛素分子共价结合到含有不稳定氨基酸残基蛋白质的N端，然后由一种26S蛋白酶复合体（有筒状催化核心）将蛋白质水解。
（书p163 图6-2）第二节内质网(endoplasmicreticulum,ER)的形态结构一、类型1、粗面内质网（rough endoplasmic reticulum，rER）（书p167 图6-5）2、光面内质网（smooth endoplasmic reticulum，sER）3、微粒体（microsome）二、ER的功能ER是细胞内蛋白质与脂类合成的基地，几乎全部脂类和多种重要蛋白都是在内质网合成的。
医学细胞生物学 2014年最新最完整的课件 第五章 内膜系统
核糖体受体
蛋白质转 运通道
信号肽与SRP引导核糖体附着于内质网膜上的过程29
六、内质网与医学
（一）脱粒和肿胀
（二）增生和肥大
（三）包含物
30
第二节
高尔基复合体
1898 高尔基（意大利)利用光镜在猫的神经细胞发现 并命名高尔基复合体。 一、高尔基复合体的形态结构 反面
光镜：网状结构
大囊泡
电
扁平囊
胰岛素形成
前胰岛素原（胰岛的B细胞的RER上合成）
胰岛素原（rER腔内切除信号肽，ABC
三个肽链的，无活性）
胰岛素一级结构
（在高尔基体水解去C链，AB链内靠二硫键结合折叠而形成）
42
43
（三）蛋白质的分选与运输
1. 溶酶体蛋白的分选、运输与溶酶体的形成
蛋白质合成
溶酶体寡聚糖磷酸化 （6-磷酸甘露糖）
16
2.蛋白质的运输
穿膜运输：发生在细胞质与细胞器之间蛋 白质直接穿膜转入细胞器中(穿 方式 膜的蛋白质是非折叠的) 转运小泡运输：发生在细胞器之间蛋白质 在细胞器中形成小泡以出 芽方式运输。 如分泌性蛋白、溶酶体蛋白
17
3.蛋白质的修饰
（1）蛋白质的折叠：分子伴侣的调节。
分子伴侣：
热激蛋白家族，在细胞内具有协助其他蛋白质 多肽链进行正确折叠、组装、转运及降解之功能。
51
三、溶酶体的类型 （一）初级溶酶体
初级溶酶体（primary lysosome）：初级溶酶体是 刚从高尔基体出芽形成的内含多种水解酶，但无作用 底物无酶活性的小泡。
含有M-6-P的 溶酶体富集 溶酶体水 磷酸化 加M-6-P 酶蛋白与M-6解酶前体 P受体结合 膜衣 包装 初级 被特 出芽 笼蛋 脱衣被 含酶 白小 运输 溶酶 殊包 泡 泡 体 装 52
《细胞的内膜系统》课件
内膜系统对细胞功能的影响
分子运输
内膜系统是细胞界面的重要组成 部分，可影响大部分分子在细胞 内和细胞外的转运和分布。
信号转导
内膜系统是细胞内外各种化学和 物理信号传递的关键路径，影响 着细胞各种功能的调节和整合。
能量代谢
内膜系统包括线粒体、内质网等 参与了膜上的氧化脱氧核苷酸反 应和电子传递，对细胞能量代谢 发挥不可替代的作用。
作用
线粒体参与ATP的合成、脂 质代谢、离子调节，以及凋 亡、离体器械复合、细胞老 化等诸多重要的仅在维 持细胞的代谢平衡，也对细 胞内各种不同功能的交集具 有重要的作用。
葡萄糖转运蛋白家族
1
分类
2
这个家族的小分子蛋白质一般下分A、B、
C、D、E、F、G、H8种亚家族，其中A、
溶酶体的组成和功能
组成
溶酶体是由高尔基体形成的膜结 构，内部充满多种水解酶。
功能
溶酶体主要负责内外源性膜蛋白 的降解、核苷酸、蛋白质等的水 解及一些小分子的储存等作用。
酸性环境
溶酶体内具有较低的pH值，成为 细胞唯一的酸性环境。
线粒体的结构和作用
结构
线粒体是细胞能量代谢最为 重要的场所之一，它具有双 层膜的结构，有内、外两个 膜。
内质网也承担一些重要的信号转 导功能。
高尔基体的构成和作用
1
构成
高尔基体通常由若干个扁平的、袋状的、同心排列的、但大小和形态不同的囊泡 组成，被称为高尔基小体。
2
作用
高尔基体不仅参与各种分子的加工、转运、储存等作用，同时也是重要的溶酶体 和内质网信号传递过程中的必要途径。
3
分类
根据不同的生理作用和形态，高尔基体可分为早期、中期和晚期高尔基体。
细胞生物学--细胞内膜系统 ppt课件
ppt课件
3
第一节 内质网 （endoplasmic reticulum，ER）
• 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。
ppt课件
4
一、内质网的形态结构与化学组成
• （一）形态结构 内质网是细胞质内的连续的膜 性管网状结构体系，由小管（ER tubule）、小泡 （ER vesicle） 、扁囊（ER lamina）。
ppt课件
11
1.内质网与膜脂的合成 sER都能合成脂类
卵磷脂的合成是在滑面内质网上合成的。
原料：脂肪酸、磷酸甘油和胆碱。
酶：脂酰基转移酶、磷酸酶
胆碱磷酸转移酶
合成部位：细胞质的胞质面
ppt课件
12
CoA C=O
+
CoA C=O
P CH2-CH-CH2 OH OH +
CDP-胆碱
CoA
Pi
1
2
P
Medicai molecular biology
张岸平 教授
ppt课件
1
细胞内膜系统
INTRACELLULAR COMPARTMppt课E件NT AND PROTEINS SORTI2NG
• 第一节 内质网 • 第二节 高尔基体 • 第三节 溶酶体 • 第四节 蛋白质的分选与运输 • 第五节 细胞内膜系统与医学的关系
6~15
6~15
5~7
ppt课件
成熟蛋白质
16
2)信号识别颗粒（signal recognition particle， SRP,11S），由6种多肽组成，结合一个7S RNA， 属于一种RNP(ribonucleoprotein)。能与信号序 列结合，形成SRP-核糖体复合物，导致蛋白质合 成暂停；又能识别RER膜上的SRP受体。 3个 功能区：
医学-《细胞内膜系统》PPT课件
3.内质网衍生结构类型 髓样体—视网膜色素上皮细胞 孔环状片层体—生殖细胞、快速增值细胞、一些
癌细胞等 肌质网—心肌、骨骼肌细胞
电镜下观察到的孔环状片层体型内质网
横纹肌细胞中肌质网形态结构模式图
二、内质网的化学组成
（一）脂类和蛋白质是内质网的主要化学组成成分 （二）内质网膜含有以G-6-Ｐ酶（葡萄糖-6-磷酸
1.糙面内质网 • 形态结构特征：排列整齐的扁平囊状结构，网膜
胞质面有核糖体颗粒附着，与细胞核的外层膜相 联通。 • 功能上：主要和外输性蛋白及多种膜蛋白的 合成、加工及转运有关。
粗面内质网形态图
糙面内质网 与细胞核的外层膜相联通。
2.光面内质网 形态结构特征：表面光滑的管、泡样网状结构， 可与糙面内质网相互连通。 功能上：是脂类合成的重要场所
3. 具有不同组织细胞类型、同一细胞不同发育阶段 及不同生理功能状态下的形态结构类型与分布的差 异性。
图A
图B
A 鼠肝细胞内质网形态结构示意图
B 睾丸间质细胞内质网透射电镜图
横纹肌细胞中肌质网形态结构模式图
（二）内质网的类型
依据不同的形态结构特征，可将内质网划分为两种 基本类型，即：
糙面内质网（ rough endoplasmic reticulum,RER） 光面内质网（ smooth endoplasmic reticulum,SER）
酶）为标志酶的诸多酶系 主要包括： 1. 与解毒功能相关的氧化反应电子传递酶系：细 胞色素P450（在内质网膜中最为丰富）。 2. 与脂类物质代谢功能反应相关的酶类 3. 与碳水化合物代谢功能反应相关的酶类 4. 参与蛋白质加工转运的多种酶类
（三）网质蛋白是内质网网腔中普遍存 在的一类蛋白质
细胞生物学细胞的内膜系统与囊泡转运PPT
囊泡转运异常与神经退行性疾病的关系
神经退行性疾病的特征
神经退行性疾病是指一系列以神经元退行性病变为主要特征的疾病，如阿尔茨海默病、帕 金森病等。这些疾病的共同特点是神经元的死亡和功能丧失。
囊泡转运在神经元中的作用
囊泡转运系统在神经元中扮演着重要的角色，负责神经递质的传递、细胞内物质的运输以 及信号转导等过程。囊泡转运的异常可以导致神经元功能障碍和死亡。
内膜系统对细胞内的物质合成、加工、运输和降 解等过程起着至关重要的作用。
内膜系统的正常功能对于维持细胞的稳态和健康 至关重要，与多种疾病的发生和发展密切相关。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
02
细胞的内膜系统
内质网
内质网是细胞内最大的膜系统 ，负责蛋白质的合成、修饰和
发展针对囊泡转运的药物与治疗方法有助于开发新的治疗策略，为疾病的治疗提供更多选择和可能性 。
REPORT
THANKS
感谢观看
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
囊泡的转运路径与方式
内膜循环
囊泡在内膜系统中沿着一定的路径进 行循环，这些路径包括内质网到高尔 基体的循环、溶酶体循环等。
囊泡的运输方式
囊泡的运输方式包括穿梭运输和定向 运输。穿梭运输是指囊泡在内膜系统 中来回移动，而定向运输是指囊泡沿 着一定的路径向一个方向移动。
囊泡的融合与释放
囊泡的膜融合
囊泡在转运过程中会与其他膜结构进 行融合，这种融合过程是由特定的膜 蛋白介导的，如SNARE蛋白。膜融合 的发生可以导致物质的交换和释放。
神经退行性疾病中囊泡转运的异常
第五章 细胞的内膜系统
This is best seen in this cross section, in which the front half of the ribosome is removed from the model.
第一节
(5) 信号肽跨膜的能量来源
• 信号肽穿过ER膜并引导新生的多肽链进入ER腔中是需要耗能的。 • SRP和SRP受体可结合GTP并具有GTP酶的活性。
SA: signal-anchor sequence
II型：N端位于细胞质侧，C端位于ER腔侧 III型：N端位于ER腔侧，C端位于细胞质侧
第一节
第一节
IV型跨膜蛋白的翻译共转位的信号序列
第一节
2. 对蛋白质进行加工、修饰
• RER合成的可溶性蛋白质和跨膜蛋白质大部分都需 要进行糖基化修饰 。
第一节
2. 滑面内质网的特点
形态上多为分枝的小管组成的网状结构
膜表面无核糖体附着
在一些细胞中滑面内质网非常丰富。
分泌甾类激素的细胞、汗腺细胞、胃壁细胞、肌细胞 中的肌质网
第一节
2. 滑面内质网的特点
睾丸间质细胞的SER
肝脏细胞的RER和SER
第一节
二、内质网的化学组成
ER的化学组成成分鉴定的经典实验
The model derived from an electron microscopic reconstruction, shows a yeast ribosome with the protein translocator of the endoplasmic reticulum attached.
micrograph (TEM)
B: Scanning electron
第一节
(5) 信号肽跨膜的能量来源
• 信号肽穿过ER膜并引导新生的多肽链进入ER腔中是需要耗能的。 • SRP和SRP受体可结合GTP并具有GTP酶的活性。
SA: signal-anchor sequence
II型：N端位于细胞质侧，C端位于ER腔侧 III型：N端位于ER腔侧，C端位于细胞质侧
第一节
第一节
IV型跨膜蛋白的翻译共转位的信号序列
第一节
2. 对蛋白质进行加工、修饰
• RER合成的可溶性蛋白质和跨膜蛋白质大部分都需 要进行糖基化修饰 。
第一节
2. 滑面内质网的特点
形态上多为分枝的小管组成的网状结构
膜表面无核糖体附着
在一些细胞中滑面内质网非常丰富。
分泌甾类激素的细胞、汗腺细胞、胃壁细胞、肌细胞 中的肌质网
第一节
2. 滑面内质网的特点
睾丸间质细胞的SER
肝脏细胞的RER和SER
第一节
二、内质网的化学组成
ER的化学组成成分鉴定的经典实验
The model derived from an electron microscopic reconstruction, shows a yeast ribosome with the protein translocator of the endoplasmic reticulum attached.
micrograph (TEM)
B: Scanning electron
第五章内膜系统ppt课件
粗面内质网（rough endoplasmic reticulum）有核糖体附着的内质网
滑面内质网（smooth endoplasmic reticulum）没有核糖体附着的内质网
附着核糖体:合成分泌蛋白、膜嵌入蛋白和 溶酶体蛋白
游离核糖体:可溶性蛋白
两种内质网分布情况
胃酶细胞的内质网全部为粗面内质网
药物、毒物─（ER膜上的氧 化酶系）→解毒或转化 如：氨基酸代谢→氨→尿素 （无毒）； 苯巴比妥类药物+葡萄糖醛 酸→水溶性物质
其他作用
4.合成固醇类激素
睾丸间质细胞，sER上有一系列使胆固醇转化 为类固醇激素的酶。
5.肌肉收缩
肌质网（骨骼肌和心肌），可摄取和释放钙离 子，以参加肌肉收缩的活动。
信号假说（Signal hypothesis）
C. Milstein（1972） 提出信号肽
G. Blobel和D. Sabatini等根据进一 步的实验，提出了信 号假说（Signal hypothesis）
Blobel获1999年诺贝 尔生理医学奖。
信号肽
（signal peptide）——
特性：单位膜构 成 ；动态结构
功能：
①为各种重要的生 命活动提供足够的 膜表面
②区域化作用
第一节 内 质 网
1945 KR. Porter、A. Claude 和 EF.
Fullam等人在培养的小鼠成纤维细胞发现
细胞质内部具有网状结构，命名为内质网。
一. 形态结构
内质网（endoplastic reticulum，ER） 由封闭的膜系统及其围成的腔形成互相沟通的
靠近内质网，顺面最外侧，呈连续分支的管网状结构 化学特征：被锇酸特异地染色。 功能：分选由内质网新合成的蛋白质和脂类
滑面内质网（smooth endoplasmic reticulum）没有核糖体附着的内质网
附着核糖体:合成分泌蛋白、膜嵌入蛋白和 溶酶体蛋白
游离核糖体:可溶性蛋白
两种内质网分布情况
胃酶细胞的内质网全部为粗面内质网
药物、毒物─（ER膜上的氧 化酶系）→解毒或转化 如：氨基酸代谢→氨→尿素 （无毒）； 苯巴比妥类药物+葡萄糖醛 酸→水溶性物质
其他作用
4.合成固醇类激素
睾丸间质细胞，sER上有一系列使胆固醇转化 为类固醇激素的酶。
5.肌肉收缩
肌质网（骨骼肌和心肌），可摄取和释放钙离 子，以参加肌肉收缩的活动。
信号假说（Signal hypothesis）
C. Milstein（1972） 提出信号肽
G. Blobel和D. Sabatini等根据进一 步的实验，提出了信 号假说（Signal hypothesis）
Blobel获1999年诺贝 尔生理医学奖。
信号肽
（signal peptide）——
特性：单位膜构 成 ；动态结构
功能：
①为各种重要的生 命活动提供足够的 膜表面
②区域化作用
第一节 内 质 网
1945 KR. Porter、A. Claude 和 EF.
Fullam等人在培养的小鼠成纤维细胞发现
细胞质内部具有网状结构，命名为内质网。
一. 形态结构
内质网（endoplastic reticulum，ER） 由封闭的膜系统及其围成的腔形成互相沟通的
靠近内质网，顺面最外侧，呈连续分支的管网状结构 化学特征：被锇酸特异地染色。 功能：分选由内质网新合成的蛋白质和脂类
大学细胞生物学——第五章__细胞的内膜系统
磷脂酰胆碱在内质网的合成过程
磷脂酸
二脂酰甘油脂
磷脂酰胆碱
sER与类固醇的合成 • sER膜上有合成胆固醇、转化胆固醇为
激素的 全部酶系
• 过程：脂肪酸→乙酰辅酶A→→类固醇
激素
• 肾上腺皮质细胞, 睾丸间质细胞, 卵巢
黄体细胞中sER丰富
分泌类固醇激素的睾丸组织细胞sER
2.与糖原代谢
• ER膜上有葡萄糖-6-磷酸酶，使基质中糖原 产生的葡萄糖-6-磷酸→葡萄糖→ER腔→血 液
过程
糖与蛋白的2种连接方式：
• N-连接 主要发生在ER腔，寡糖链与天冬酰胺侧链-NH2 连接 • O-连接 发生在高尔基复合体
蛋白质N-连接寡糖的过程
寡糖与ER膜上的一种脂质分子多萜醇连接而 活化 在糖基转移酶的作用下，转移到天冬酰胺
（Asn）残基上
• 糖基转移酶活性部位只存在于ER膜腔，游离 核糖体合成的蛋白质不能进入ER腔，故不能 糖基化
葡萄糖调节蛋白94（Grp94）
• • • • • 又称内质网素，是内质网的标志分子伴侣 受蛋白激酶激活 参与新生肽链的折叠和转运 与c-myc癌基因相关 在高侵袭力的癌细胞表达增多
（二）rER与蛋白质的糖基化
蛋白质的糖基化 （glycosylation）：
单糖或低聚糖与蛋白质共价结合形成糖蛋白的
cytosol ）
内含物(inclusions) ：一些有形成分，
如糖原
真核细胞平面结构模式图
细胞器 • 非膜结构细胞器: 核糖体、中心体、细胞骨架 • 膜性结构细胞器:
线粒体/叶绿体、内质网、高尔基
复合体、溶酶体、过氧化物酶体、核
膜等
细胞的内膜系统(internal membrane system)
《细胞生物学》教学课件：内膜系统2
细胞的内膜系统Endomembrane System 11898 意大利----高尔基（Camillo Golgi)-----光镜-----枭、猫-----神经细胞（Golgi apparatus, Golgi body, Golgi complex, Golgi stack）高尔基复合体的形态结构光镜：网状结构内网器(internal reticulum apparatus)电镜扁平囊成熟面小囊泡大囊泡高尔基复合体的形态特征：扁平膜囊组成。
大小不等的囊泡。
具有极性。
形成面［顺面，cis］中间膜囊成熟面［反面，trans］膜表面光滑。
标志酶：糖基转移酶顺面反面顺面网状结构［CGN］特征：位于顺面最外侧的扁平膜囊。
中间多孔呈连续分枝状。
可被锇酸特异性染色。
功能：分选来自内质网新合成的蛋白质与脂类，将其分类后大部分转入中间膜囊，将其中含有内质网驻留信号的小部分返回内质网。
中间膜囊特征：位于顺面网状结构与反面网状结构之间由扁平囊与管道组成。
功能：糖基修饰糖酯形成多糖的合成反面网状结构［TGN］特征：位于反面的最外层。
形态为管网状，与反面囊泡相连，其周围有一些成熟的分泌囊泡。
功能：参与蛋白的分类与包装，运输。
高尔基体的化学组成蛋白脂类酶：糖基转移酶---参与糖蛋白合成磺基糖基转移酶---参与糖脂合成高尔基体的功能细胞的分泌活动蛋白质的修饰加工1.参与糖蛋白的合成和修饰2.参与蛋白质的改造蛋白质的分拣运输溶酶体的形成膜的转变3H 标记亮氨酸3分钟17分钟117分钟高尔基复合体在细胞分泌活动中起着重要的运输作用；在分泌颗粒的形成过程中起着浓缩、修饰、加工等作用。
高尔基复合体与细胞的分泌活动1.参与糖蛋白的合成和修饰糖蛋白：O-连接的寡糖链3H 标记甘露糖3H 标记半乳糖；唾液糖3H 标记N-乙酰葡萄糖胺高尔基复合体对糖蛋白的合成和修饰过程具有严格的顺序性。
高尔基复合体对蛋白质的修饰加工Glycosylation in the Golgi Complex2.参与蛋白质的改造无活性的前体物质（某些肽类激素）加工改造有生物活性的物质（激素）高尔基复合体对蛋白质的修饰加工蛋白质合成溶酶体寡聚糖磷酸化切除甘露糖加N-乙酰葡萄糖胺加半乳糖加唾液酸；分拣溶酶体顺面管网中层囊反面囊反面管网大泡（分泌颗粒）rER 高尔基复合体顺面囊切除甘露糖高尔基堆高尔基复合体对蛋白质的分拣运输高尔基复合体与膜的转变内质网运输小泡高尔基复合体大囊泡细胞膜膜流membrane flow：细胞的各种膜性结构之间相互联系和转移的现象称膜流。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
膜围成的腔。
液泡系统： 内质网腔
与两层核膜之间的 腔是连通的，因而 将内质网、核膜和 高尔基复合体统称 为液泡系统。
内质网的形态差异
• 单位结构存在情况 某些细胞，小管、小囊、扁平囊都存在； 而某些只存在其中一种或两种。
• 不同发育阶段 分化低则内质网小、不发达； 分化高则内质网数量增多、结构复杂。
第五章 细胞的内膜系统
endomenbrane system
内膜系统：
endomenbrane system
在真核细胞的膜相结构 中，除了细胞膜和线粒体外， 那些在发生、形态、结构和功 能上相互联系的膜相细胞器称 为内膜系统。
内膜系统的功能
1、提供足够面积的膜，使细胞 完成各种重要的生命活动。
高尔基体 线粒体 细胞膜 ★保存内质网的基本特征
三、内质网的功能
（一）粗面内质网的功能 1、蛋白质的合成
1972年，stein等发现在骨 髓瘤细胞 中提取的免疫球蛋白分子的 N端要比分泌到细胞外的免疫球蛋白分 子的N端的氨基酸多出一截。
1975年，G.Blobel和 D.Sabatini等进一步实验依据，提出 了信号假说，即分泌性蛋白N端序列作 为信号肽，指导分泌性蛋白到内质网 膜上合成，在蛋白质被合成结束之前 信号肽被切除。
(2)脂类分子合成后的转运
向内侧面 转运
• 脂类向其他 细胞器转运
（二）滑面内质网的功能
• 脂类的合成 • 糖原代谢 • 解毒作用 • 参与横纹肌收缩
2、糖原代谢
合成代谢
证明有关： 动物绝食，SER变化
证明无关： SER无尿苷二磷酸葡萄糖-糖 原转移酶
糖原代谢
分解代谢 SER上有葡萄糖-6-磷酸酶
（二）滑面内质网
特点
表面光滑无核糖体附着，通 常由分支小管或圆形小泡组成。
某些特化细胞中，滑面内 质网非常丰富。例如肌细胞的肌 浆网。
两种内质网的分布根据 细胞类型的不同而不同
例 胰腺外分泌细胞 全为粗面内质网
肌细胞
全为滑面内质网
肾上腺皮质细胞 两者均存在
二、内质网的化学组成
•脂类比细胞膜少，卵磷脂含量较多， 鞘磷脂少。
例 蛋白二硫键异构酶
结合蛋白 分子伴侣
作用 能对新生成的肽链进行修饰、转运和折叠等。
4、 脂 类 的 合 成脂类的合成过程(2)脂类分子合成后的转运
(2)脂类分子合成后的转运
(2)脂类分子合成后的转运
(2)脂类分子合成后的转运
(2)脂类分子合成后的转运
(2)脂类分子合成后的转运
(2)脂类分子合成后的转运
•蛋白质比细胞膜多。
•酶多为不对称分布，标志酶为 葡萄糖-6-磷酸酶。
微粒体 (microsome)
用传统的方法，经过细 胞匀浆、离心之后使细胞器得以分 离，但得到不是前述形态的内质网， 而是由内质网膜围成的直径100nm左 右的封闭小泡，称为微粒体。
粗面微粒体：粗面内质网 滑面微粒体：滑面内质网
2、区域化作用，使细胞内形成 许多相互分隔的封闭性区室，互 不干扰地执行着专一的功能。
第一节 内质网
Endoplasmic reticulum
一、形态结构与类型
单位结构
由形状、 大小不同的 小管、小囊、 扁平囊构成。
1、内质网膜： 厚度约
5-6nm，面积占 整个内膜系统 的一半左右。
2、内质网腔： 是由内质网
胞 细胞膜 质
四、内质网的病理变化
• 肿胀 • 萎缩 • 肥大 • 物质沉积
蛋白质和寡糖的连接方式
N-连接
O-连接
寡糖连接在蛋白质 的天冬酰氨残基 的氨基上。(主要 在内质网腔)
寡糖连接在蛋白 质的丝氨酸、苏 氨酸、酪氨酸等 残基侧链的羟基 上。(主要在高尔 基复合体中)
2、蛋白质糖基化
3、蛋白质的分选与转运
• 分泌蛋白 可溶性蛋白 • 驻留蛋白 • 膜蛋白 • 溶酶体酶
终止转移序列（stop transfer sequence) 肽链中有某些序列与内质网膜有很强的
亲和力而能结合在内质网膜中，这段序列不再 转移到内质网腔中。
图片
多次穿膜蛋白
3）驻留蛋白
带有驻留信号（retenton signal)
-Lys(赖）-Asp（天冬）-Glu（谷）-Leu（亮）-COO-
Günter Blobel
The 1999 Nobel Prize in Physiology or Medicine
信号密码：signal codon
在mRNA的5’端起始密码AUG之后， 有一组编码特殊氨基酸序列的密码， 称为信号密码。
信号肽： signal peptide
当氨基酸合成时，先在游离核糖 体上由信号密码翻译出一段肽链，由 18-30个氨基酸组成，称为信号肽。
1）分泌蛋白
分泌蛋白进入内质网腔
糖基化
高尔基复合体
运输小泡
修饰加工 分泌泡
胞吐作用 细胞外
细胞外
2）膜蛋白
起始转移序列(start transfer sequence) 信号肽除了引导核糖体到内质网上外，
还具有作为肽链穿过内质网膜进行转移的作用， 又称为开始转移信号(start transfer signal)
• 生理变化 饥饿、缺氧、肝炎、药物等影响, 内质 网会发生相应的变化，出现囊泡化。
内质网的分布情况及发达程度可作为判断细胞功能状态和分化程度的一个指标
粗面内质网
内质网的类型
滑面内质网
（一）粗面内质网
特点
其膜表面附着大量颗粒状的 核糖体，常由板层状排列的扁平 囊构成，腔内有蛋白质等物质。
是一种动态的可变的细胞器， 变化体现在形态、大小、数量和 附着的核糖体数目。
糖原
葡萄糖-6-磷 酸酶 葡萄糖6-磷酸
磷酸 葡萄糖
进入内质 网腔后释 放入血液 被利用
3、滑面内质网与解毒作用
实验 给动物喂食苯巴比妥
SER含有参与解毒作 用的各种酶系。
肝细胞滑面内质网增多， 与解毒作用相关的酶含量增加。
4、参与横纹肌收缩 外
肌浆网上的 Ca2+泵
界 刺 激
Ca2+
胞 质
肌 浆 Ca2+ 网
信号识别颗粒 (SRP) ： signal recognition particle
存在于细胞质基质中，由6条多肽 链和一个7sRNA分子组成。能够识别 信号肽，并与核糖体结合，形成 SRP-核糖体复合体。
信号假说 mRNA
AP
A
核糖体 信号肽
信号识别颗粒 (SRP)
tRNA
SRP受体 细胞质
核糖体结合蛋白 内质网腔
液泡系统： 内质网腔
与两层核膜之间的 腔是连通的，因而 将内质网、核膜和 高尔基复合体统称 为液泡系统。
内质网的形态差异
• 单位结构存在情况 某些细胞，小管、小囊、扁平囊都存在； 而某些只存在其中一种或两种。
• 不同发育阶段 分化低则内质网小、不发达； 分化高则内质网数量增多、结构复杂。
第五章 细胞的内膜系统
endomenbrane system
内膜系统：
endomenbrane system
在真核细胞的膜相结构 中，除了细胞膜和线粒体外， 那些在发生、形态、结构和功 能上相互联系的膜相细胞器称 为内膜系统。
内膜系统的功能
1、提供足够面积的膜，使细胞 完成各种重要的生命活动。
高尔基体 线粒体 细胞膜 ★保存内质网的基本特征
三、内质网的功能
（一）粗面内质网的功能 1、蛋白质的合成
1972年，stein等发现在骨 髓瘤细胞 中提取的免疫球蛋白分子的 N端要比分泌到细胞外的免疫球蛋白分 子的N端的氨基酸多出一截。
1975年，G.Blobel和 D.Sabatini等进一步实验依据，提出 了信号假说，即分泌性蛋白N端序列作 为信号肽，指导分泌性蛋白到内质网 膜上合成，在蛋白质被合成结束之前 信号肽被切除。
(2)脂类分子合成后的转运
向内侧面 转运
• 脂类向其他 细胞器转运
（二）滑面内质网的功能
• 脂类的合成 • 糖原代谢 • 解毒作用 • 参与横纹肌收缩
2、糖原代谢
合成代谢
证明有关： 动物绝食，SER变化
证明无关： SER无尿苷二磷酸葡萄糖-糖 原转移酶
糖原代谢
分解代谢 SER上有葡萄糖-6-磷酸酶
（二）滑面内质网
特点
表面光滑无核糖体附着，通 常由分支小管或圆形小泡组成。
某些特化细胞中，滑面内 质网非常丰富。例如肌细胞的肌 浆网。
两种内质网的分布根据 细胞类型的不同而不同
例 胰腺外分泌细胞 全为粗面内质网
肌细胞
全为滑面内质网
肾上腺皮质细胞 两者均存在
二、内质网的化学组成
•脂类比细胞膜少，卵磷脂含量较多， 鞘磷脂少。
例 蛋白二硫键异构酶
结合蛋白 分子伴侣
作用 能对新生成的肽链进行修饰、转运和折叠等。
4、 脂 类 的 合 成脂类的合成过程(2)脂类分子合成后的转运
(2)脂类分子合成后的转运
(2)脂类分子合成后的转运
(2)脂类分子合成后的转运
(2)脂类分子合成后的转运
(2)脂类分子合成后的转运
(2)脂类分子合成后的转运
•蛋白质比细胞膜多。
•酶多为不对称分布，标志酶为 葡萄糖-6-磷酸酶。
微粒体 (microsome)
用传统的方法，经过细 胞匀浆、离心之后使细胞器得以分 离，但得到不是前述形态的内质网， 而是由内质网膜围成的直径100nm左 右的封闭小泡，称为微粒体。
粗面微粒体：粗面内质网 滑面微粒体：滑面内质网
2、区域化作用，使细胞内形成 许多相互分隔的封闭性区室，互 不干扰地执行着专一的功能。
第一节 内质网
Endoplasmic reticulum
一、形态结构与类型
单位结构
由形状、 大小不同的 小管、小囊、 扁平囊构成。
1、内质网膜： 厚度约
5-6nm，面积占 整个内膜系统 的一半左右。
2、内质网腔： 是由内质网
胞 细胞膜 质
四、内质网的病理变化
• 肿胀 • 萎缩 • 肥大 • 物质沉积
蛋白质和寡糖的连接方式
N-连接
O-连接
寡糖连接在蛋白质 的天冬酰氨残基 的氨基上。(主要 在内质网腔)
寡糖连接在蛋白 质的丝氨酸、苏 氨酸、酪氨酸等 残基侧链的羟基 上。(主要在高尔 基复合体中)
2、蛋白质糖基化
3、蛋白质的分选与转运
• 分泌蛋白 可溶性蛋白 • 驻留蛋白 • 膜蛋白 • 溶酶体酶
终止转移序列（stop transfer sequence) 肽链中有某些序列与内质网膜有很强的
亲和力而能结合在内质网膜中，这段序列不再 转移到内质网腔中。
图片
多次穿膜蛋白
3）驻留蛋白
带有驻留信号（retenton signal)
-Lys(赖）-Asp（天冬）-Glu（谷）-Leu（亮）-COO-
Günter Blobel
The 1999 Nobel Prize in Physiology or Medicine
信号密码：signal codon
在mRNA的5’端起始密码AUG之后， 有一组编码特殊氨基酸序列的密码， 称为信号密码。
信号肽： signal peptide
当氨基酸合成时，先在游离核糖 体上由信号密码翻译出一段肽链，由 18-30个氨基酸组成，称为信号肽。
1）分泌蛋白
分泌蛋白进入内质网腔
糖基化
高尔基复合体
运输小泡
修饰加工 分泌泡
胞吐作用 细胞外
细胞外
2）膜蛋白
起始转移序列(start transfer sequence) 信号肽除了引导核糖体到内质网上外，
还具有作为肽链穿过内质网膜进行转移的作用， 又称为开始转移信号(start transfer signal)
• 生理变化 饥饿、缺氧、肝炎、药物等影响, 内质 网会发生相应的变化，出现囊泡化。
内质网的分布情况及发达程度可作为判断细胞功能状态和分化程度的一个指标
粗面内质网
内质网的类型
滑面内质网
（一）粗面内质网
特点
其膜表面附着大量颗粒状的 核糖体，常由板层状排列的扁平 囊构成，腔内有蛋白质等物质。
是一种动态的可变的细胞器， 变化体现在形态、大小、数量和 附着的核糖体数目。
糖原
葡萄糖-6-磷 酸酶 葡萄糖6-磷酸
磷酸 葡萄糖
进入内质 网腔后释 放入血液 被利用
3、滑面内质网与解毒作用
实验 给动物喂食苯巴比妥
SER含有参与解毒作 用的各种酶系。
肝细胞滑面内质网增多， 与解毒作用相关的酶含量增加。
4、参与横纹肌收缩 外
肌浆网上的 Ca2+泵
界 刺 激
Ca2+
胞 质
肌 浆 Ca2+ 网
信号识别颗粒 (SRP) ： signal recognition particle
存在于细胞质基质中，由6条多肽 链和一个7sRNA分子组成。能够识别 信号肽，并与核糖体结合，形成 SRP-核糖体复合体。
信号假说 mRNA
AP
A
核糖体 信号肽
信号识别颗粒 (SRP)
tRNA
SRP受体 细胞质
核糖体结合蛋白 内质网腔