第七章细胞内膜系统

▪ 1945年，著名超微结构学家K.B.Porter，在电镜下观察组织 培养的鸡胚／鼠成纤维细胞时，发现有各种大小的管道相连 成网状，并多处在细胞质的内质部位，故定名为内质网。
▪ 虽然以后发现这种细胞器不尽在内质部位，但仍延用至今。
一、概述
▪ 微粒体（microsomes） 实验名称 在细胞匀浆差速离心过程中由破碎
▪ 一种观点认为：是。证据１，骨架的组成成分微管、微 丝蛋白处于动态平衡；证据２，没有骨架则细胞质基质 的组成成分失去锚定为点，不能维持高度有序的结构。
▪ 另一种观点：不是。认为细胞骨架是细胞的结构体系。
二、化学组成
• 细胞质基质是细胞真正的内环境，其组成成分复杂。主要含有与 中间代谢有关的数千种酶类，依分子大小大致划分为下列几种。
二、内质网的形态结构
内质网的形态结构：
ER是交织分布在 细胞质中的由膜围成的 扁囊或小管状管道系统 约占细胞总膜面积的一半
二、内质网的形态结构
▪ 基本结构分为三部分 ： 内质网膜：结构与质膜相同，有些部位可与核膜和某些细胞器 膜相连，少数能与质膜相连 内质网腔：内含细小蛋白质颗粒 核糖体（有些有，有些无）：有的类型附在内质网膜的细胞质面
三、化学组成
▪ 关于ER化学组成的多数资料来自微粒体。
细胞内膜系统
▪ 内膜系统: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，主要包括：核膜、 内质网、高尔基体、溶酶体及各种小泡和液泡。
▪内膜系统使真核细胞细胞内区域化：
▪增加了细胞内膜的表面积； ▪为酶特别是多酶体系提供了大面积的结合位点； ▪蛋白质、糖、脂肪的合成、加工、包装、运输；
糖醛酸途径、糖原的合成与分解、蛋白质的合成等。
▪ 蛋白质的修饰和选择性的降解
蛋白质的修饰：磷酸化、糖基化、甲基化 帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠 降解变性和错误折叠的蛋白质
例1：帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠
这一功能由热休克蛋白(heat shock protein ， Hsp)来完成，热休克蛋白能选择性的与畸形蛋白 质结合形成聚合物，利用水解ATP释放的能量使 聚集的蛋白质溶解，并进一步折叠成正确构象。
的内质网形成的近似球形的囊泡结构，掺 有少量质膜、Golgi体膜或核糖体，不是细 胞内固有结构。
▪ 接近细胞膜的细胞质叫外质，粘滞度较高，在光 学显微镜下，通常透明无颗粒，含有许多微管、 微丝，与维持细胞的表面形状及细胞运动有关。
▪ 外质内粘滞度较低称内质，在光学显微镜下，可 见到有颗粒存在。内质网、高尔基体等许多重要 结构都主要位于内质区。
细胞质基质的涵义 细胞质基质的化学组成 细胞质基质的功能
一、细胞质基质的涵义
概念：
▪ 最早的概念称透明质 （hyaloplasm），指细胞质中除线粒体、质体 等在光镜下所能看到的所有细胞器以外的部分，又称细胞液（Cell
sap）。
▪ 从生化角度讲，细胞液实际上是细胞质的可溶相，经过超速离心后， 除去所有细胞器和各种颗粒的上清液部分，故又有胞质溶胶（Cytosol） 之称。
▪ 内质网有两种基本类型
粗面内质网（ rough endoplasmic reticulum，rER）
光面内质网（smooth endoplasmic reticulum，sER）
二、内质网的形态结构
ｒER：扁平囊状，有核糖体附着 ＳER：分支管状或小泡状，无核糖体附着
二、内质网的形态结构
▪ 细胞不含纯粹的ｒER或ｓER，它们分别是ER连续结构 的一部分。
▪ 两类内质网在细胞中的分布和数量往往取决于细胞执行的功 能。一般在蛋白质合成旺盛的细胞（分泌细胞如胰腺细胞、 浆细胞），rER较多；参与脂肪代谢的细胞（脂肪细胞、肾 上腺皮质细胞），多为sER。肝细胞中两类内质网都很丰富。
▪ 一般在幼嫩细胞中（干细胞、胚胎细胞），rER较少；成熟 细胞中，rER较多。
▪ 小分子和各种离子：如水 K+、Cl-、Na+、Mg２+、Ca２+等 ▪ 中分子类：脂类、糖类、氨基酸、核苷酸类 ▪ 大分子类：蛋白质、脂蛋白、RNA、多糖等。
▪ 它呈复杂的胶体性质，可随环境条件的改变由溶胶变为凝胶状态 或者相反，这成为某些细胞运动方式的动力。
三、细胞质基质的功能
▪ 提供离子环境、底物、物质运输通路等 ▪ 参与各种中间代谢过程 ：如糖酵解过程、磷酸戊糖途径、
例2：蛋白质的降解
▪ 蛋白质的降解：蛋白酶体降解，依赖于泛素降解途径
▪ 泛素(ubiquitin）是一种由76个氨基酸残基 组成的小分子蛋白，具有蛋白质降解 和细胞周期调控等多种生物学功能。
▪ 在蛋白质降解过程中，多个泛素分子 共价结合到含有不稳定氨基酸残基的 蛋白质的N端，然后由一种蛋白酶体
（26s的蛋白酶复合体）将蛋白质完全水解。
第二节 内 质 网
(endoplasmic reticulum, ER)
概述 内质网的形态结构及化学组成（重点） ER的功能 （重点） 内质网与基因表达的调控
一、概述
▪ 早在1897年，法国人Garnier就发现分泌活动旺盛的胰腺和 唾液腺细胞中有一个呈条形或丝状结构的嗜碱性区域，随细 胞的活动和生理状态而有所变化，细胞处在活动状态时，这 种结构丰富，动物高度饥饿时，这种结构消失，喂食后又重 新出现。故将其称为“动质”或“酿造质”。
▪ Cytopl指除去能分辩的细胞 器和颗粒以外的细胞质部分，是一复杂的高度有组织的胶体系统。
透明质（细胞液） → 胞质溶胶 → 细胞质基质
光镜下可见结构以外的部分 离心沉淀物以外部分 可分辩结构以外的胶状物质
一、细胞质基质的涵义
▪ 概念：分歧？ ▪ 细胞质骨架结构是否是细胞质基质的组成成分。
要
求
• 掌握四种主要细胞器的结构和功能。
• 掌握细胞内蛋白质合成和分选、运输的途径。
• 掌握一些重要的名词解释如内膜系统、分子 伴侣、半自主性等。
第一节 细胞质基质
▪ 细胞质基质 （cytoplasmic matrix or cytomatrix）： 真核细胞的细胞质中，除去可分辨的细胞器以外的胶状 物质称为细胞质基质，其体积约占细胞质的一半 。