第七章 真核细胞内膜系统蛋白质分选与膜泡运输优秀课件
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功能是合成分泌性的蛋白质和多种膜蛋白，以及对蛋白质进行 加工和运输。 多分布于分泌旺盛细胞（胰腺、浆细胞），未分化细胞少。
（一）内质网的两种基本类型
SER由分支小管或圆形小泡构成，表面光滑，无核糖体。是脂 质合成的重要场所。作为出芽的位点，将内质网上合成的蛋白 质或脂质转移到高尔基体内。 多分布脂类合成旺盛细胞（肝、肾上腺皮质细胞）。
细胞物质运输、能量交换和信号转导通路 与细胞质骨架相关的功能 维持细胞形态、细胞运动、大分
子定位等。 蛋白质的分选转运、修饰和蛋白质选择性降解
蛋白质的修饰； 控制蛋白质寿命（泛素依赖的降解途径）； 降解变性和错误折叠的蛋白质（泛素依赖的降解途径）； 帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠（热休克蛋白）。
真核细胞的3大基本结构体系
生物膜系统
遗传信息表达结构系统
细胞骨架系统
细胞内被膜： 1. 细胞质基质； 2. 细胞内膜系统； 3. 其他由膜包被的 各类细胞器（如线 粒体、叶绿体）
细胞内区室化是真核细胞结构和功能的基本特征之一。
第一节 细胞质基质的涵义与功能
一、细胞质基质的涵义
定义：在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，称细胞质基质。（扩散速率仅为水溶液1/5）
甘油磷脂 磷脂酸盐
甘油磷脂
二磷酸甘油酯
磷脂酰胆碱
酰基转移酶
胆碱磷酸酯转移酶
磷脂转位因子
合成的磷脂由内质网向其它膜转运主要有两种方式： ⑴ 以出芽的方式转运到高尔基体、溶酶体和细胞膜上； ⑵ 凭借水溶性的载体蛋白－磷脂转运蛋白（phospholipid exchange
细胞质基质是细胞的重要组分，其体积约占细胞质的一半。 主要成分：参与中间代谢的数千种酶、细胞质骨架结构、
RNA、糖原和脂滴等。
肝细胞中细胞质基质及其它组分的数目及所占体积比
细胞组分
数目 体积比
细胞质基质
1
54
细胞核
1
6
内质网
1
12
高尔基体
1
3
溶酶体
3001Biblioteka 胞内体2001
过氧化物酶体 400
1
线粒体
合蛋白，活性位点朝向细胞质，底物来自细胞质基质。在内质 网膜上合成的磷脂几分钟后，就由细胞质基质一侧转向内质网 腔面，这种转运借助转位酶完成。
磷脂转位因子（转位酶）对含胆碱的磷脂要比对含丝氨酸、 乙醇胺和肌醇的磷脂转位能力强，因此磷脂酰胆碱更容易 被转到内质网膜的腔内，从而导致了脂类在膜上分布的不 对称性。
功能： ① 扩大膜的总面积，为酶提供附着的支架，如脂肪
代谢、氧化磷酸化相关的酶都结合在细胞膜上； ② 是将细胞内部区分为不同的功能区域，保证各种
生化反应所需的独特的环境。
内膜系统的动态特征：
将细胞中的生化合成、 分泌和内吞作用连接 形成动态的、相互作 用的网络。
在内质网合成的蛋白 和脂通过分泌活动进 入分泌泡运送到工作 部位；细胞通过内吞 途径将细胞外的物质 送到溶酶体降解。
如何控制蛋白质的寿命？
大部分蛋白质寿命较长----几天甚至数月 少数短命-----合成后几分钟降解
如某些代谢途径中，催化限速反应步骤的酶和fos等癌基因的产物。 只要通过改变它们的合成速度，就可以控制其浓度，从而达到调节目 的。
1.寿命信号
稳定蛋白质：N端的第一个氨基酸残基，是Met(甲硫氨酸)、Ser(丝 氨酸)、Thr(苏氨酸)、Ala(丙氨酸)、val(缬氨酸)、Cys（半胱氨 酸),Gly(甘氨酸)或Pro（脯氨酸)
第七章 真核细胞内膜系统 蛋白质分选与膜泡运输
本章内容提要
第一节 细胞质基质的涵义与功能
一、细胞质基质的涵义 二、细胞质基质的功能
第二节 细胞内膜系统及其功能
一、内质网的形态结构与功能 二、高尔基体的形态结构与功能 三、溶酶体的形态结构与功能
第三节 细胞内蛋白质的分选与膜泡运输
一、信号假说与蛋白质分选信号 二、蛋白质分选的基本途径与类型 三、膜泡运输 四、细胞结构体系的组装
1700 22
P169 表7-1
细胞质基质很是一个高度有组织的体系，通过弱键的相互作 用处于动态平衡 。（弱键易破坏故难研究）
比P170 7-2更复杂！ 细胞质骨架纤维贯穿在粘稠的蛋白质胶体中 多数酶结合成多酶复合体与骨架或膜结合
二、细胞质基质的功能
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。
一、内质网的形态结构与功能
内质网（ER）——由封闭的管状或扁平囊状膜系统 及其包被的腔形成互相沟通的三维网络结构。
内质网通常占细胞膜系统的一半左右，体积占细胞总 体积的10%以上。
内质网是典型的异质性 细胞器，在细胞分裂时， 内质网要经历解体和 重建的过程。
（一）内质网的两种基本类型
粗面内质网（RER）和光面内质网（SER） RER多呈扁囊状，排列整齐，表面粗糙，分布大量的核糖体。
（二）ER的功能
ER是细胞内除核酸以外的生物大分子，是蛋白质 与脂类合成的基地。几乎全部脂类和多种重要蛋白质 都是在内质网合成的。
蛋白质合成 脂类的合成 蛋白质的修饰与加工 新生肽的折叠与组装 SER的功能
1、蛋白质的合成是RER的主要功能 细胞中由核基因编码蛋白质全都起始于细胞质基质核糖体。 分泌蛋白（抗体、激素）、整合膜蛋白、构成内膜系统细 胞器中的可溶性驻留蛋白、需要修饰的蛋白质（糖蛋白） 。起始后在不久转移到RER，继续完成蛋白质合成。 其它多肽由细胞质基质中“游离”的核糖体合成。
N端初生多聚信号肽
当SRP信 号肽结合 后启动新 生肽链的 翻译
Translocationcobegin
信号识别颗粒SRP
信号肽颗粒 受体与核糖 体易位子作 用添加到粗 面内质网上 的受体 信号肽颗粒替 换与循环
开始翻译与转移
粗面内质网上的 SRP受体蛋白
2、SER是脂质合成的重要场所
合成细胞所需绝大多数膜脂（包括磷脂和胆固醇）。 磷脂合成酶（酰基转移酶、磷酸酶、胆碱磷酸转移酶）是膜整
不稳定蛋白质是其他12种氨基酸。
2.依赖于泛素的降解途径
泛素是一个由76个氨基酸残基 组成的小分子蛋白，具有多种生 物学功能。
细胞垃圾桶----26S蛋白酶体
泛素化多酶复合体（E1、E2、 E3）
第二节 细胞内膜系统及其功能
定义——细胞内膜系统是指在结构、功能及发生上 相互关联，由膜包被的细胞器或细胞结构，主要包 括内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体和分泌泡等。
（一）内质网的两种基本类型
SER由分支小管或圆形小泡构成，表面光滑，无核糖体。是脂 质合成的重要场所。作为出芽的位点，将内质网上合成的蛋白 质或脂质转移到高尔基体内。 多分布脂类合成旺盛细胞（肝、肾上腺皮质细胞）。
细胞物质运输、能量交换和信号转导通路 与细胞质骨架相关的功能 维持细胞形态、细胞运动、大分
子定位等。 蛋白质的分选转运、修饰和蛋白质选择性降解
蛋白质的修饰； 控制蛋白质寿命（泛素依赖的降解途径）； 降解变性和错误折叠的蛋白质（泛素依赖的降解途径）； 帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠（热休克蛋白）。
真核细胞的3大基本结构体系
生物膜系统
遗传信息表达结构系统
细胞骨架系统
细胞内被膜： 1. 细胞质基质； 2. 细胞内膜系统； 3. 其他由膜包被的 各类细胞器（如线 粒体、叶绿体）
细胞内区室化是真核细胞结构和功能的基本特征之一。
第一节 细胞质基质的涵义与功能
一、细胞质基质的涵义
定义：在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，称细胞质基质。（扩散速率仅为水溶液1/5）
甘油磷脂 磷脂酸盐
甘油磷脂
二磷酸甘油酯
磷脂酰胆碱
酰基转移酶
胆碱磷酸酯转移酶
磷脂转位因子
合成的磷脂由内质网向其它膜转运主要有两种方式： ⑴ 以出芽的方式转运到高尔基体、溶酶体和细胞膜上； ⑵ 凭借水溶性的载体蛋白－磷脂转运蛋白（phospholipid exchange
细胞质基质是细胞的重要组分，其体积约占细胞质的一半。 主要成分：参与中间代谢的数千种酶、细胞质骨架结构、
RNA、糖原和脂滴等。
肝细胞中细胞质基质及其它组分的数目及所占体积比
细胞组分
数目 体积比
细胞质基质
1
54
细胞核
1
6
内质网
1
12
高尔基体
1
3
溶酶体
3001Biblioteka 胞内体2001
过氧化物酶体 400
1
线粒体
合蛋白，活性位点朝向细胞质，底物来自细胞质基质。在内质 网膜上合成的磷脂几分钟后，就由细胞质基质一侧转向内质网 腔面，这种转运借助转位酶完成。
磷脂转位因子（转位酶）对含胆碱的磷脂要比对含丝氨酸、 乙醇胺和肌醇的磷脂转位能力强，因此磷脂酰胆碱更容易 被转到内质网膜的腔内，从而导致了脂类在膜上分布的不 对称性。
功能： ① 扩大膜的总面积，为酶提供附着的支架，如脂肪
代谢、氧化磷酸化相关的酶都结合在细胞膜上； ② 是将细胞内部区分为不同的功能区域，保证各种
生化反应所需的独特的环境。
内膜系统的动态特征：
将细胞中的生化合成、 分泌和内吞作用连接 形成动态的、相互作 用的网络。
在内质网合成的蛋白 和脂通过分泌活动进 入分泌泡运送到工作 部位；细胞通过内吞 途径将细胞外的物质 送到溶酶体降解。
如何控制蛋白质的寿命？
大部分蛋白质寿命较长----几天甚至数月 少数短命-----合成后几分钟降解
如某些代谢途径中，催化限速反应步骤的酶和fos等癌基因的产物。 只要通过改变它们的合成速度，就可以控制其浓度，从而达到调节目 的。
1.寿命信号
稳定蛋白质：N端的第一个氨基酸残基，是Met(甲硫氨酸)、Ser(丝 氨酸)、Thr(苏氨酸)、Ala(丙氨酸)、val(缬氨酸)、Cys（半胱氨 酸),Gly(甘氨酸)或Pro（脯氨酸)
第七章 真核细胞内膜系统 蛋白质分选与膜泡运输
本章内容提要
第一节 细胞质基质的涵义与功能
一、细胞质基质的涵义 二、细胞质基质的功能
第二节 细胞内膜系统及其功能
一、内质网的形态结构与功能 二、高尔基体的形态结构与功能 三、溶酶体的形态结构与功能
第三节 细胞内蛋白质的分选与膜泡运输
一、信号假说与蛋白质分选信号 二、蛋白质分选的基本途径与类型 三、膜泡运输 四、细胞结构体系的组装
1700 22
P169 表7-1
细胞质基质很是一个高度有组织的体系，通过弱键的相互作 用处于动态平衡 。（弱键易破坏故难研究）
比P170 7-2更复杂！ 细胞质骨架纤维贯穿在粘稠的蛋白质胶体中 多数酶结合成多酶复合体与骨架或膜结合
二、细胞质基质的功能
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。
一、内质网的形态结构与功能
内质网（ER）——由封闭的管状或扁平囊状膜系统 及其包被的腔形成互相沟通的三维网络结构。
内质网通常占细胞膜系统的一半左右，体积占细胞总 体积的10%以上。
内质网是典型的异质性 细胞器，在细胞分裂时， 内质网要经历解体和 重建的过程。
（一）内质网的两种基本类型
粗面内质网（RER）和光面内质网（SER） RER多呈扁囊状，排列整齐，表面粗糙，分布大量的核糖体。
（二）ER的功能
ER是细胞内除核酸以外的生物大分子，是蛋白质 与脂类合成的基地。几乎全部脂类和多种重要蛋白质 都是在内质网合成的。
蛋白质合成 脂类的合成 蛋白质的修饰与加工 新生肽的折叠与组装 SER的功能
1、蛋白质的合成是RER的主要功能 细胞中由核基因编码蛋白质全都起始于细胞质基质核糖体。 分泌蛋白（抗体、激素）、整合膜蛋白、构成内膜系统细 胞器中的可溶性驻留蛋白、需要修饰的蛋白质（糖蛋白） 。起始后在不久转移到RER，继续完成蛋白质合成。 其它多肽由细胞质基质中“游离”的核糖体合成。
N端初生多聚信号肽
当SRP信 号肽结合 后启动新 生肽链的 翻译
Translocationcobegin
信号识别颗粒SRP
信号肽颗粒 受体与核糖 体易位子作 用添加到粗 面内质网上 的受体 信号肽颗粒替 换与循环
开始翻译与转移
粗面内质网上的 SRP受体蛋白
2、SER是脂质合成的重要场所
合成细胞所需绝大多数膜脂（包括磷脂和胆固醇）。 磷脂合成酶（酰基转移酶、磷酸酶、胆碱磷酸转移酶）是膜整
不稳定蛋白质是其他12种氨基酸。
2.依赖于泛素的降解途径
泛素是一个由76个氨基酸残基 组成的小分子蛋白，具有多种生 物学功能。
细胞垃圾桶----26S蛋白酶体
泛素化多酶复合体（E1、E2、 E3）
第二节 细胞内膜系统及其功能
定义——细胞内膜系统是指在结构、功能及发生上 相互关联，由膜包被的细胞器或细胞结构，主要包 括内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体和分泌泡等。