细胞生物学第五章总结

第五章细胞内膜系统与囊泡转运（一二三节）第一节内质网一，内质网的化学组成占全部膜相结构的50%，占细胞体积的10%以上，占细胞质量的15-20%应用超速离心法分离微粒体：细胞匀浆过程中破损了的内质网形成的直径100纳米左右的球囊状封闭小泡。

内质网中脂类：蛋白质=1：2类脂双分子层：磷脂、中性脂、缩醛脂、神经节苷脂等不同磷脂含量：卵磷脂（55%）磷脂酰乙醇胺（20-25%）磷脂酰肌醇（5-10%）磷脂酰丝氨酸（5-10%）鞘磷脂（4-7%）内质网的类型（根据它30种以上的蛋白酶的特性划分）1）氧化反应电子传递酶系（解毒）2）脂类物质代谢功能相关的酶系3）与碳水化合物代谢相关的酶系4）参与蛋白质加工转运的多种酶类二，内质网的形态结构基本“结构单位”：厚度5-6纳米小管、小泡、扁囊这些大小不同、形态各异的膜性管、泡和扁囊，在细胞质中彼此相互连通，构成一个连续的模型三维管网结构系统。

可与高尔基复合体、溶酶体等内膜系统的其他组分移行转换，它们在功能上则密切相关。

有人认为：核膜是间期细胞中包裹核物质的内质网的一部分在不同组织细胞中，或同一种细胞的不同发育阶段以及不同的生理功能状态下，内质网的形态结构、数量分布、发达程度有差别。

不同生物的同类组织细胞中的内质网是基本相似的;在同一组织细胞中内质网的数量及结构的复杂程度与细胞的发育进程成正相关。

三，内质网的基本类型（一）粗面内质网：表面有核糖体附着（颗粒内质网）结构形态：多成排列较为整齐的扁平囊状功能：与外输性蛋白质及多种膜蛋白的合成、加工及转运有关（二）滑面内质网（无颗粒内质网）结构形态：表面光滑的管、泡网状，常与粗面内质网相互连通功能：多功能细胞器，不同时期差异甚大（三）特殊组织细胞中内质网的衍生结构视网膜色素上皮细胞（髓样体）。

生殖细胞、快速增值细胞、某些哺乳动物的神经元和松果体细胞及一些癌细胞（孔环状片层）。

横纹肌细胞（肌质网）。

四，内质网的功能（一）粗面内质网与外输性蛋白质的分泌合成、加工修饰及转运过程密切相关1、作为核糖体附着的支架细胞中所有蛋白质的合成，皆起始与细胞质基质中游离的核糖由附着型核糖体合成的蛋白质有：（1）外输性或内分泌性蛋白质（几乎所有的多肽类激素、多种细胞因子、抗体、消化酶、细胞外基质蛋白等）（2）膜整合蛋白（膜抗原、膜受体等功能性膜蛋白）（3）构成细胞器中的驻留蛋白（粗面内质网、滑面内质网、高尔基复合体、溶酶体等各种细胞器中的可溶性驻留蛋白）2、新生多肽链的折叠和装配网腔中的氧化型谷胱甘肽：有利于多肽链上半光氨基酸残基之间二硫键的形成的必要条件附着于网膜腔面的蛋白二硫键异构酶：使二硫键的形成及多肽链的折叠速度大大加快。

重链结合蛋白：与折叠错误的多肽和尚未完成装配的蛋白亚基单位识别结合，滞留。

同时促使重新折叠装配及运输。

“分子伴侣”：热休克蛋白70的家族成员，帮助转运折叠和组装的结合蛋白。

（钙网素、葡萄糖调节蛋白94即内质网素）。

分子伴侣的共同特点是有KDEL序列四氨基酸滞留信号肽，他们能够和内质网膜上的相应受体结合而滞留于网腔不被转运。

因此，也被称作驻留蛋白。

3、蛋白质的糖基化概念：指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。

发生在粗面内质网中的糖基化主要是寡糖和蛋白质天冬酰胺残基侧链上氨基基团结合，所以也叫做N-连接糖基化。

催化这一过程的糖基转移酶是存在于粗面内质网网膜腔面的一种膜整合蛋白质。

4、蛋白质的胞内运输附着型核糖体合成各种外输性蛋白质→粗面内质网修饰加工→被内质网膜包裹→“出芽”形成小泡转运两个途径①糖基化作用以转运小泡的形式进入高尔基复合体，加工浓缩一分泌颗粒的形式被排吐到细胞外（最常见的方法）②来自粗面内质网的分泌蛋白以膜泡形式直接进入一种大浓缩炮，进而发育成酶原颗粒，然后被排除细胞。

共同特点：以膜泡形式完全隔离细胞质基质进行的转运。

（二）信号肽介导分泌性蛋白在粗面内质网合成1、信号肽与信号肽假说信号肽：合成肽链N端的一段特殊氨基酸序列，普遍存在于所有分泌蛋白肽链的氨基端，是一段由不同数目、不同种类的氨基酸组成的输水氨基酸序列步骤：新生分泌性蛋白质多肽链N端信号肽被翻译→信号识别颗粒（SRP）识别结合→识别结合内质网膜上的信号识别颗粒受体（SRP-R，也称作锚泊蛋白）并介导核糖体锚泊在内质网的通道蛋白移位子上，同时SPR解离返回细胞质基质重复上述过程→合成中的肽链通过核糖体大亚基的中央管和移位子蛋白共同形成的通道穿膜进入内质网网腔→信号肽序列被内质网模腔面的信号肽酶切除，新生肽链继续延伸直至完成而终止→完成肽链合成的核糖体大小亚基解聚。

并从内质网上解离。

移位子：转换器，是内质网上的一种亲水通道，外径8、5纳米左右，中央孔径平均2纳米。

核糖体的结合是移位子孔开放所必须的条件。

2、跨膜驻留蛋白的插入与转移（1）单次跨膜蛋白插入内质网①新生肽链协同翻译插入机制②由内信号肽介导的内开始转移肽插入转移机制（2）多次跨膜蛋白质的转移插入常常有两个或两个以上的疏水性起始转移肽结构序列和停止转移肽结构序列。

一般认为，多次跨膜蛋白是以内信号肽作为其开始转移信号的。

（三）滑面内质网是作为胞内脂类物质合成制造场所的多功能细胞器1、滑面内质网参与脂质的合成和转运过程：脂酰基转移酶催化脂酰辅酶A与甘油-3-磷酸反应，把2个脂肪酸链转移、结合到甘油-3-磷酸分子上形成磷脂酸→在磷酸酶的催化下是磷脂酸去磷酸化生成双酰甘油→胆碱磷酸转移酶催化，在双酰甘油上添加结合一个极性基团，最终形成一个极性头部基团和两条脂肪酸链疏水尾部构成的双亲媒性脂分子→借助转位酶的作用，转移到内质网腔面，最终被送到其他的膜上。

脂质由内质网转移到其他膜结构的形式：①出芽小泡，转移到高尔基复合体、溶酶体、质膜②以水溶性的磷脂转换蛋白作为载体，进入细胞基质，自由扩散到线粒体和过氧化物酶体膜上。

滑面内质网参与糖原的代谢滑面内质网膜上的葡萄糖-6-磷酸酶催化糖原在细胞基质中的降解产物葡萄糖-6-磷酸的去磷酸化→易于透过脂质双分子层，经由内质网被释放到血液中。

2、滑面内质网是细胞解毒的重要场所机制：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，使得毒、药物的毒性被钝化或者破坏；另一方面则由于羟化作用而增强了化合物的极性，使之更易于排泄。

内质网电子传递链与线粒体中的不同：①链较短②它所催化的反应实质上都是在作用物分子中加入一个氧原子3、滑面内质网是肌细胞Ca2+的储存场所滑面内质网的特化结构：肌质网。

Ca2+ATP酶把基质中的Ca2+泵入网腔中储存起来，当收到刺激时引起Ca2+向细胞质基质释放原理：肌质网中存在钙结合蛋白（30-100mg/ml）每个钙结合蛋白可与30个左右的Ca2+结合。

好浓度钙离子和钙结合蛋白可以组织内质网运输小泡的形成4、滑面内质网与胃酸、胆汁的合成密切相关滑面内质网可使氯离子和氢离子结合生成氯化氢（胃壁腺上皮细胞）、合成胆盐及形成胆红素（肝细胞）第二节高尔基复合体一．高尔基复合体的形态结构（一）高尔基复合体是一种膜性的囊、泡结构复合体，有三种不同类型的膜性囊泡组成——扁平囊泡、小囊泡、大囊泡。

1、扁平囊泡是主体结构部分，多个层叠成高尔基体堆，凸面朝向细胞核称为顺面（形成面），与内质网膜厚度相近；凹面侧向细胞膜称为反面（成熟面），与细胞膜厚度相近。

2、小囊泡聚集于高尔基复合体形成面，也被称为运输小泡，有两种类型：多为表面光滑的小泡，少数为表面有绒毛状结构的衣被小泡。

它们可相互融合成扁平囊泡。

3、大囊泡也称分泌泡，见于扁平囊泡成熟面。

（二）高尔基复合体具有显著的极性，高尔基复合体膜囊层可被划分成顺面高尔基网状结构、反面高尔基网状结构、高尔基中间膜囊。

1、顺面高尔基网状结构（顺面膜囊）——靠近内质网，功能为：分选来自内质网的蛋白质和脂类、对蛋白进行糖基化的修饰。

2、高尔基中间膜囊——进行糖基化修饰和多糖及糖脂的合成。

3、反面高尔基网状结构——朝向细胞膜一侧，功能为：对蛋白质进行分类、对某些蛋白质进行修饰。

（三）高尔基体在不同组织细胞中数量以及发达程度、分布位置均不同。

一般而言，在分化发育成熟且具有旺盛分泌功能的细胞中，高尔基复合体较为发达。

二、高尔基复合体的化学组成（一）高尔基复合体膜的组成成分——脂类是其最基本的化学成分，含量介于质膜与内质网膜之间。

（二）高尔基复合体含有以糖基转移酶为标志的多种酶蛋白体系1、糖基转移酶是高尔基复合体的标志性酶，参与糖蛋白与糖脂的合成。

2、高尔基复合体中含有极为丰富的蛋白质和多样的酶类，其蛋白质的组成含量与复杂程度也介于质膜和内质网膜之间。

3、由以上两条可以推断——高尔基复合体是构成内质网和质膜之间相互联系的一种过渡性细胞器。

三、高尔基复合体的功能（一）高尔基复合体是细胞内蛋白质运输分泌的中转站（二）高尔基复合体是胞内物质化工合成的重要场所1、糖蛋白的加工合成：N—连接糖基化始于内质网，完成于高尔基复合体；O—连接糖基化完全在高尔基复合体中进行和完成。

2、蛋白质的水解加工：某些蛋白质或酶，只有在高尔基复合体中被特异性地水解后，才能够发挥活性。

（三）高尔基复合体是胞内蛋白质的分选和膜泡定向运输的枢纽1、以有被小泡的形式被运输到溶酶体2、以有被小泡的形式被运输到细胞膜或被分泌到细胞外3、以有被小泡的形式暂时储存于细胞质中第三节溶酶体一、溶酶体的形态结构和化学组成（一）溶酶体是一种具有高度异质性的膜性结构细胞器，在其形态大小、数量分布生理生化性质等各方面都表现出了高度的异质性。

（二）溶酶体的共同特征1、均由一层单位膜包裹而成2、均含有丰富的酸性水解酶，其中，酸性磷酸酶是溶酶体的标志性酶3、溶酶体中含有两种高度糖基化的跨膜蛋白lgpA和lgpB，有利于防止溶酶体所含的酸性水解酶破坏自身的结构4、溶酶体膜上含有质子泵——可依赖水解ATP释放出的能量把氢离子逆浓度泵入溶酶体内，以形成和维持溶酶体囊腔中酸性的内环境（三）溶酶体膜蛋白家族有高度同源性二、溶酶体的类型（一）以其功能状态的不同分为初级溶酶体、次级溶酶体和三级溶酶体1、初级溶酶体（原溶酶体、前溶酶体、无活性溶酶体）——指通过其形成途径刚刚产生的溶酶体，囊腔中的酶处于非活性状态。

2、次级溶酶体（消化泡）——是溶酶体的一种功能作用状态。

依据次级溶酶体中所含作用底物的形式和来源不同分为吞噬溶酶体和多泡小体或自噬溶酶体和异噬溶酶体。

3、三级溶酶体（后溶酶体、残留小体、终末溶酶体）——随着酶活性的降低直至消失，进入了溶酶体胜利功能作用的终末状态。

4、其实，不同的溶酶体类型，只是一种功能结构不同功能状态的转换形式。

（二）以其形成过程的不同分为内体性溶酶体和吞噬性溶酶体三、溶酶体形成于成熟过程（一）内体性溶酶体是由运输小泡和内体合并形成的，阶段分为：1、酶蛋白的N—糖基化与内质网转运2、酶蛋白在高尔基复合体内的加工和转移3、酶蛋白的分选和转运——以M—6—P为标志的溶酶体酶分选机制是目前比较了解的一条途径，并非唯一。