第7章 细胞基质与内膜系统(英文)
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翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 高等教育出版社 2011
B. Endomembrane system and functions
Endomembrane System : The structure, functions and so that biogenesis relationship organelles including ER, Golgi complex, lysosome, endosomes, secretory vesicles. They are found in all eukaryotic cells.
content of the cytoplasm outside of the membranous organelles. Aqueous solution of large and small molecules including filaments of cytoskeleton which act as organizer for some order.
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 高等教育出版社 2011
Help degeneration and misfolded proteins to refold
热休克蛋白（heat shock protein， HSP）：一类进化上高度 保守的蛋 白质家族，作为分子伴 侣（molecular chaperone） 发挥多种作用，协助细胞内蛋白质合成、分选、折叠与装配等
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 高等教育出版社 2011
在内质网发生的蛋白质N-连接糖基化的加工，转移至 高尔基体后还会经过一系列复 杂的修饰
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 高等教育出版社 2011
Biosynthesis of the oligosaccharide precursor
Macromolecular crowding
The crowded state of the cytoplasm in (a) eukaryotic and (b) E. coli cells
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 高等教育出版社 2011
2. Functions of Cytosol
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编
细胞生物学（第4版）
第7章 细胞质基质与内膜系统
Leabharlann Baidu
Cytosol and Endomembrane system
Copyright © 高等教育出版社 2011
The Compartmentalization in Eukaryotic Cells
Membranes divide the cytoplasm of eukaryotic cells into distinct tree categories :
Sorting signals are recognized by receptors and target proteins to specific sites.
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 高等教育出版社 2011
1. Structure of Endoplasmic Reticulum (ER)
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 高等教育出版社 2011
The Dynamic Nature of the Endomebrane System
Most organelles are part of a dynamic system in which vesicles move between compartments. Biosynthetic parthways move proteins, carbohydrates and lipids within the cell. Secretory pathways discharge proteins from cells. Endocytic parthways move materials into cells.
2. The functions of Endoplasmic Reticulum (ER)
◆ Protein synthesis is main
function of rough endoplasmic reticulum
Proteins synthesized on ribosomes of rER include:
(1) the endomembrane system: ER, Golgi complex,Lys., secretory vesicles. (2). mitochondria, chloroplasts, peroxisomes, and the nucleus. (3) the cytosol
(Glc)3 (Man)9 (GlcNAc)2
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 高等教育出版社 2011
Addition and initial processing of N- linked oligosaccharides.
(Man)8 (GlcNAc)2 高甘露糖型寡聚糖
◆Two basic types of Endoplasmic reticulum.
A. 胰腺外分泌细胞中发达的糙面内质网，内质网膜及外核膜上附有 核糖体; B. 黄体细胞有丰富的光面内质网 C. Cos-7 细胞经双重荧光染色显示的内质网的分布：绿色显示两种形 式的内质网，叠加色（黄）显示糙面内质网区
◆ The modification and processing of Protein
• Protein glycosylation (ER and Golgi body)
• Disulfide bond formationIn and rearrangement (ER) • Protein folding and assembly of multimeric protein complex. • Specific protein hydrolysis and protein cleavage (ER ,Golgi and secretory vacuole )
合成磷脂所需要的3 种酶活
性部位都定位在内质网膜的 细胞质基质侧
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 高等教育出版社 2011
◆ The Proposed mechanisms 0f transport of cholesterol and phospholipids between Donor and target membranes.
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 高等教育出版社 2011
◆ Special type of endoplasmic reticulum
● 微粒体 (microsome)
● 肌质网 (sarcoplasmic reticulum)
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• Methylation
• Acylation.
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Control for the life of protein
N 端第一个氨基酸残基是决定蛋白质寿命的信号:
Met/Ser/ Thr/ Ala/Val/Cys/Gly/Pro (stable)
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 高等教育出版社 2011
Degradation for degeneration and misfolded proteins
细胞质基质中的变
性蛋白质、错误折 叠的蛋白质、 含有 被氧化或其他非正 常修饰氨基酸的蛋
白质，不管其 N 端
氨基酸残基是否稳 定，常常很快被降 解清除
The Cytosol is the site of protein synthesis and degradation or modification. It also performs most of the cell’s intermediary metabolism.
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 高等教育出版社 2011
– 维持细胞形态、细胞运动、胞内物质运输及能量传递； 细胞质基质结构体系的组织者
• The cytomembrane related functions:
– 细胞质基质产生区室化；依 靠细胞膜或细胞器膜上的泵 蛋白和离子通道维持细胞内外跨膜的离子梯度
• The modification or selective degradation of proteins.
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 高等教育出版社 2011
◆ Protein glycosylation
N-linked glycosylation vs O-linked glycosylation
N -连接糖基化与之直接结合的糖是N -乙酰葡糖胺 O -连接糖基化与之直接结合的糖是N -乙酰半乳糖胺
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The modifications of proteins • Covalent bonding between coenzyme /prosthetic group and enzymes. • Phosphorylation and phosphorylation
Ubiquitin-and proteasome-mediated proteins degradation pathway
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 高等教育出版社 2011
2004 :The Nobel Prize for chemistry
• 发现泛素调节的蛋白质降解
A. 通过膜泡转运脂质
B. 通过PEP 介导的脂质转运
C. 膜嵌入蛋白介导的膜间直接接触
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◆ Membrane lipids asymmetry?
磷脂转位蛋白或称转位酶（flippase）
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• Performs most of the cell’s intermediary metabolism. 如糖酵解、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等 • The synthesis site of some protein and fatty acid • The cytoskeleton related functions:
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A. Cytosol and its functions
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 高等教育出版社 2011
1. Cytosol (cytoplasmic matrix) concept
Cytosol: The region of fluid
secretory proteins, integral membrane proteins, soluble proteins of organelles.
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◆ Smooth endoplasmic reticulum is an important site of lipid synthesis
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◆ Action of protein disulfide isomerase
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◆ Hemagglutinin folding and assembly
B. Endomembrane system and functions
Endomembrane System : The structure, functions and so that biogenesis relationship organelles including ER, Golgi complex, lysosome, endosomes, secretory vesicles. They are found in all eukaryotic cells.
content of the cytoplasm outside of the membranous organelles. Aqueous solution of large and small molecules including filaments of cytoskeleton which act as organizer for some order.
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Help degeneration and misfolded proteins to refold
热休克蛋白（heat shock protein， HSP）：一类进化上高度 保守的蛋 白质家族，作为分子伴 侣（molecular chaperone） 发挥多种作用，协助细胞内蛋白质合成、分选、折叠与装配等
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 高等教育出版社 2011
在内质网发生的蛋白质N-连接糖基化的加工，转移至 高尔基体后还会经过一系列复 杂的修饰
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Biosynthesis of the oligosaccharide precursor
Macromolecular crowding
The crowded state of the cytoplasm in (a) eukaryotic and (b) E. coli cells
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2. Functions of Cytosol
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编
细胞生物学（第4版）
第7章 细胞质基质与内膜系统
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Cytosol and Endomembrane system
Copyright © 高等教育出版社 2011
The Compartmentalization in Eukaryotic Cells
Membranes divide the cytoplasm of eukaryotic cells into distinct tree categories :
Sorting signals are recognized by receptors and target proteins to specific sites.
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 高等教育出版社 2011
1. Structure of Endoplasmic Reticulum (ER)
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 高等教育出版社 2011
The Dynamic Nature of the Endomebrane System
Most organelles are part of a dynamic system in which vesicles move between compartments. Biosynthetic parthways move proteins, carbohydrates and lipids within the cell. Secretory pathways discharge proteins from cells. Endocytic parthways move materials into cells.
2. The functions of Endoplasmic Reticulum (ER)
◆ Protein synthesis is main
function of rough endoplasmic reticulum
Proteins synthesized on ribosomes of rER include:
(1) the endomembrane system: ER, Golgi complex,Lys., secretory vesicles. (2). mitochondria, chloroplasts, peroxisomes, and the nucleus. (3) the cytosol
(Glc)3 (Man)9 (GlcNAc)2
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 高等教育出版社 2011
Addition and initial processing of N- linked oligosaccharides.
(Man)8 (GlcNAc)2 高甘露糖型寡聚糖
◆Two basic types of Endoplasmic reticulum.
A. 胰腺外分泌细胞中发达的糙面内质网，内质网膜及外核膜上附有 核糖体; B. 黄体细胞有丰富的光面内质网 C. Cos-7 细胞经双重荧光染色显示的内质网的分布：绿色显示两种形 式的内质网，叠加色（黄）显示糙面内质网区
◆ The modification and processing of Protein
• Protein glycosylation (ER and Golgi body)
• Disulfide bond formationIn and rearrangement (ER) • Protein folding and assembly of multimeric protein complex. • Specific protein hydrolysis and protein cleavage (ER ,Golgi and secretory vacuole )
合成磷脂所需要的3 种酶活
性部位都定位在内质网膜的 细胞质基质侧
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 高等教育出版社 2011
◆ The Proposed mechanisms 0f transport of cholesterol and phospholipids between Donor and target membranes.
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 高等教育出版社 2011
◆ Special type of endoplasmic reticulum
● 微粒体 (microsome)
● 肌质网 (sarcoplasmic reticulum)
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• Methylation
• Acylation.
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Control for the life of protein
N 端第一个氨基酸残基是决定蛋白质寿命的信号:
Met/Ser/ Thr/ Ala/Val/Cys/Gly/Pro (stable)
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Degradation for degeneration and misfolded proteins
细胞质基质中的变
性蛋白质、错误折 叠的蛋白质、 含有 被氧化或其他非正 常修饰氨基酸的蛋
白质，不管其 N 端
氨基酸残基是否稳 定，常常很快被降 解清除
The Cytosol is the site of protein synthesis and degradation or modification. It also performs most of the cell’s intermediary metabolism.
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– 维持细胞形态、细胞运动、胞内物质运输及能量传递； 细胞质基质结构体系的组织者
• The cytomembrane related functions:
– 细胞质基质产生区室化；依 靠细胞膜或细胞器膜上的泵 蛋白和离子通道维持细胞内外跨膜的离子梯度
• The modification or selective degradation of proteins.
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◆ Protein glycosylation
N-linked glycosylation vs O-linked glycosylation
N -连接糖基化与之直接结合的糖是N -乙酰葡糖胺 O -连接糖基化与之直接结合的糖是N -乙酰半乳糖胺
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The modifications of proteins • Covalent bonding between coenzyme /prosthetic group and enzymes. • Phosphorylation and phosphorylation
Ubiquitin-and proteasome-mediated proteins degradation pathway
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2004 :The Nobel Prize for chemistry
• 发现泛素调节的蛋白质降解
A. 通过膜泡转运脂质
B. 通过PEP 介导的脂质转运
C. 膜嵌入蛋白介导的膜间直接接触
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 高等教育出版社 2011
◆ Membrane lipids asymmetry?
磷脂转位蛋白或称转位酶（flippase）
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 高等教育出版社 2011
• Performs most of the cell’s intermediary metabolism. 如糖酵解、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等 • The synthesis site of some protein and fatty acid • The cytoskeleton related functions:
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 高等教育出版社 2011
A. Cytosol and its functions
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 高等教育出版社 2011
1. Cytosol (cytoplasmic matrix) concept
Cytosol: The region of fluid
secretory proteins, integral membrane proteins, soluble proteins of organelles.
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 高等教育出版社 2011
◆ Smooth endoplasmic reticulum is an important site of lipid synthesis
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 高等教育出版社 2011
◆ Action of protein disulfide isomerase
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 高等教育出版社 2011
◆ Hemagglutinin folding and assembly