细胞生物学高尔基体
细胞生物学 高尔基体讲解
高尔基体反面网状结构
TGN中的低pH值；标志酶CMP酶阳性
TGN的主要功能： 参与蛋白质的分类与包装、运输； 某些“晚期”的蛋白质修饰
（如唾液酸化、蛋白质酪氨酸残基的硫酸化及蛋 白原的水解加工）在蛋白质与脂类的转运过程中 的“瓣ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ”作用，保证单向转运
二、 高尔基体的功能
高尔基体与细胞的分泌活动 蛋白质的糖基化及其修饰
高尔基体
学院：生命科技学院 班级：生物工程121班
姓名： 学号：20120124112
一、高尔基体的形态结构
电镜下高尔基体结构是由扁平膜囊和大小不等的囊泡构成 高尔基体是有极性的细胞器：位置、方向、物质转运与生化极性 高尔基体各部膜囊的４种标志细胞化学反应： 高尔基体至少由互相联系的4个部分组成，每一部分又可能划分出更精细的间隔 高尔基体与细胞骨架关系密切，在非极性细胞中，高尔基体分布在MTOC(负端) 高尔基的膜囊上存在微管的马达蛋白（cytoplasmic dynein和kinesin）和微丝
三、高尔基体与细胞内的膜泡运输
高尔基体在细胞内膜泡蛋白运输中起重要的枢纽作用
膜泡运输的主要途径,其中多数与高尔基体直接相
谢谢观看
N-连接与O-连接的寡糖比较
蛋白质的糖基化
•
蛋白聚糖在高尔基体中组装
一个或多个糖胺聚糖（通过木糖）结合到核心蛋白的 Ser残基上
蛋白聚糖多为胞外基质的成分，有些也整合在细胞质 膜上，很多上皮细胞分泌的保护性黏液常常是蛋白聚 糖和高度糖基化的糖蛋白的混合物。
• 复杂的N-连接寡糖在内质网和高尔基体中加工的过 程
的马达蛋白（myosin）。最近还发现特异的血影蛋白（spectrin）网架 。 它们在维持高尔基体动态的空间结构以及复杂的膜泡运输中起重要的作用。
细胞生物学中的高尔基体结构与功能研究
细胞生物学中的高尔基体结构与功能研究细胞生物学中，高尔基体是一个重要的细胞器。
它承担着多种功能，如合成、修饰和分配蛋白质，参与溶酶体的生成以及细胞内物质运输等。
本文将着重探讨高尔基体的结构和功能，并介绍相关研究进展。
一、高尔基体的结构高尔基体位于细胞质内，在光学显微镜下呈现为一系列扁平的膜囊泡。
它由连续的扁平膜片和囊泡组成，并与内质网相连。
1. 扁平膜片：高尔基体的扁平膜片通常有3-7片，这些膜片通过突起和连接结构相互连接，在整个高尔基体中形成一个连续的结构。
2. 囊泡：除了扁平膜片，高尔基体还包含许多小的囊泡。
这些囊泡通过与高尔基体膜片的交互作用来实现蛋白质运输和分配。
二、高尔基体的功能高尔基体作为细胞内的重要细胞器，具有多种功能，主要包括蛋白质的修饰、合成和分配，以及溶酶体的形成等。
1. 蛋白质的修饰：高尔基体通过添加多糖链和磷酸化等修饰作用来改变蛋白质的结构和功能。
这些修饰事件在高尔基体中发生，使得蛋白质能够被定向运送到不同的位置，如细胞膜、内质网或细胞器中。
2. 蛋白质的合成：高尔基体还参与到蛋白质的合成中。
在核糖体合成出蛋白质链后，这些蛋白质链会进入高尔基体中进行后续修饰。
修饰后的蛋白质将通过高尔基体中的囊泡系统，被分配到细胞的不同位置。
3. 蛋白质的分配：高尔基体通过运输蛋白质到不同细胞区域，实现对细胞内各种功能的协调调控。
高尔基体中的囊泡系统起着关键的作用，它们可以将蛋白质运送到细胞膜进行分泌，或者运送到内质网等细胞器中完成特定功能。
4. 溶酶体的形成：高尔基体还参与溶酶体的形成。
在高尔基体中，某些囊泡会与来自内质网的小泡融合，形成初级溶酶体。
这些初级溶酶体经过进一步成熟和酸化，最终形成功能完整的溶酶体。
三、高尔基体的研究进展对高尔基体的研究一直是细胞生物学的热点，以下是一些近年来的研究进展：1. 高尔基体的调控：研究发现，高尔基体的功能受到细胞内外不同因素的调控，如蛋白激酶、磷脂等。
细胞生物学高尔基体
O-连接糖蛋白的糖基化
✓O连接的糖蛋白：是蛋白质分子中Ser和 Thr羟基与寡糖链共价相连。其糖基化 过程全部或主要在高尔基体内完成。
✓O-连接糖蛋白的糖基化在肽链合成后有 专一的糖基转移酶逐个加上，没有糖链 载体。
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2、蛋白质的水解作用
无活性的前体物质 （某些肽类激素）
加工改造
内质网
有生物活性的物质 （激素）
去 除 磷
酸
溶酶体酶 前溶酶体
顺面管网 rER
反面管网
成熟溶酶体
2023/10/6
高尔基复合体
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溶酶体水解酶前体 加入磷酸基团 M-6-P
rER
顺面管网
反面管网
高尔基复合体
2023/10/6
ATP
ADP+Pi
H+ 内吞体 PH=5
去 除 磷
酸
溶酶体酶 前溶酶体
成熟溶酶体
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溶酶体的形成的过程
① 溶酶体酶的分选信号是信号斑，在顺面管网被磷酸化为甘露 糖-6-磷酸(M-6-P)
高尔基体
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3、蛋白质的分选与运输
在RER上合成的各种蛋白质，以出芽方式运 至高尔基体，被加工修饰后可被添加上不同 的分选信号，可以识别反面管网区的分选信 号专一性受体，从而将各类蛋白质进行分拣、 独立包装、形成各自的分泌颗粒离开高尔基 体，运输到靶部位执行功能。
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高尔基体对蛋白质分选与运输的特点： ✓ 分选过程属于受体介导的过程。 ➢ 蛋白质上有分选信号，在反面高尔基复合体
内有分选信号的受体。 ➢ 分选信号与分选信号受体(高尔基体膜蛋白)结
合，触发包装运输小泡。
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✓ 运输过程是衣被小泡的运输。 ➢ 运输小泡从反面高尔基复合体出芽，并由衣被
细胞生物学中的高尔基体结构与蛋白质分泌研究进展
细胞生物学中的高尔基体结构与蛋白质分泌研究进展细胞是构成生物体的基本单位，它们通过不断的代谢和分裂来维持生命活动。
细胞内有许多不同的细胞器负责不同的功能，其中高尔基体是一个关键的细胞器，负责蛋白质合成和分泌。
本文将围绕细胞生物学中的高尔基体结构与蛋白质分泌研究进展展开探讨。
1. 高尔基体的基本结构高尔基体是由一系列扁平的膜囊构成的，通常被分为两部分：转运面和分泌面。
转运面位于高尔基体近核的一侧，负责从内质网（ER）运输蛋白质到高尔基体，而分泌面则位于高尔基体远离核的一侧，负责将经过修饰的蛋白质运输到细胞膜表面或其他细胞器。
2. 高尔基体的功能高尔基体在细胞中起着至关重要的作用，包括蛋白质的合成、修饰和运输。
在蛋白质的合成过程中，高尔基体接收从内质网运输过来的初级蛋白质，并开始进行修饰。
这些修饰包括糖基化、磷酸化和二硫键的形成，这些修饰能够增加蛋白质的稳定性和生物活性。
修饰完成后，蛋白质将沿着高尔基体的分泌面被包装进囊泡中，最后运输到目标位置。
3. 高尔基体与蛋白质分泌高尔基体扮演着蛋白质分泌的重要角色。
在蛋白质运输过程中，高尔基体将蛋白质包装进囊泡中，然后这些囊泡会与细胞膜融合，将蛋白质释放到细胞外环境或其他细胞器内。
这个过程被称为分泌。
高尔基体通过不同的蛋白质降解机制确保只有正确折叠和经过修饰的蛋白质被分泌，而异常的蛋白质会被降解。
4. 高尔基体与细胞功能的关联高尔基体的功能不仅仅局限于蛋白质分泌，它还与其他细胞功能密切相关。
例如，高尔基体在细胞分裂过程中起到重要作用。
在有丝分裂中，高尔基体会在细胞分裂前分解成小囊泡，并在细胞分裂后重新组装成完整的高尔基体。
此外，高尔基体还参与细胞内钙离子和糖脂的代谢调节，对维持细胞内稳态起着重要作用。
细胞生物学中关于高尔基体结构与蛋白质分泌的研究目前仍在不断深入。
研究者们致力于揭示高尔基体与细胞蛋白质合成、运输以及相关疾病之间的关系。
例如，在一些神经退行性疾病中，高尔基体的功能紊乱与蛋白质的异常聚集有关。
细胞生物学高尔基体
✓ RER腔中的驻留蛋白都具有这四肽序列。
11 整理ppt
COP II 包被囊泡
KDEL 受体 (KKXX)
中间膜囊 顺面膜囊
COP I 包被囊泡
RER内的蛋白质(含有KDEL)
RER
顺面膜囊
顺面膜囊是由靠近顺面管网结构的2-3层扁平 囊构成，标志酶是烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸 酶（NADP酶）。
30 整理ppt
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高尔基体对蛋白质分选与运输的特点： ✓ 分选过程属于受体介导的过程。 ➢ 蛋白质上有分选信号，在反面高尔基复合体
内有分选信号的受体。 ➢ 分选信号与分选信号受体(高尔基体膜蛋白)结
合，触发包装运输小泡。
33 整理ppt
✓ 运输过程是衣被小泡的运输。 ➢ 运输小泡从反面高尔基复合体出芽，并由衣被
➢ N-乙酰葡萄糖胺的加入 部位在中间膜囊；
➢ 半乳糖的加入部位在反 面膜囊。
26 整理ppt
✓生化区室：高尔基体 的叠层结构中有不同 的生化区室，每个区 室由1~多个扁囊构成， 含有特异酶类，完成 蛋白质的修饰与分选。
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O-连接糖蛋白的糖基化
✓O连接的糖蛋白：是蛋白质分子中Ser和 Thr羟基与寡糖链共价相连。其糖基化 过程全部或主要在高尔基体内完成。
Asn-X-Ser/Thr
2GlcNAc 9Man
3Glc
21 整理ppt
N连接糖蛋白寡糖前体在ER腔侧从 多萜醇向多肽链的转移过程
mRNA 5'
3'
mRNA 5'
3'
细胞质侧
细胞生物学高尔基体
RER腔中的驻留蛋白都具有这四肽序列。
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中间膜囊
顺面膜囊
KDEL 受体 (KKXX) COP II 包被囊泡 COP I
包被囊泡
RER
RER内的蛋白质(含有KDEL)
顺面膜囊
顺面膜囊是由靠近顺面管网结构的2-3层扁平
囊构成，标志酶是烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸
酶（NADP酶）。
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反面膜囊
甘
复合寡糖糖蛋白的形成
天门冬 酰胺
高尔基体中的糖基化修
饰有严格的顺序性和区
域性。
甘露糖的去除发生在顺 面膜囊； N-乙酰葡萄糖胺的加入 部位在中间膜囊；
半乳糖的加入部位在反
面膜囊。
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生化区室：高尔基体 的叠层结构中有不同
的生化区室，每个区
室由1~多个扁囊构成，
含有特异酶类，完成
般分泌性强的细胞及分化好的细胞数量较多。
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三、高尔基复合体的极性及其鉴别
高尔基复合体是一种具有极性的细胞器： 根据细胞化学特性可以划分四个不同的
功能区域，含有不同的酶系，执行不同
的功能，又严格按照程序进行。
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高尔基体的精细结构
trans -tubular network trans saccules cis saccules
高尔基体是一种极性细胞器
形态上：扁平囊顺面的膜较薄，厚约6nm，近似
ER膜，囊腔小而狭。随着顺面向反面过渡，膜也
逐渐加厚，至反面膜厚约8nm，与细胞膜相似。
化学组成：反面膜较顺面膜含有更多的酶。 功能：不同的膜囊还有不同的酶，对蛋白质进行有 序的加工、修饰。
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五、高尔基复合体的功能
凹 面：成熟（反）面
细胞生物学-4高尔基体
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20.12.1820.12.18Friday, December 18, 2020
人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。00:48:3100:48:3100:4812/18/2020 12:48:31 AM
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.12.1800:48:3100:48Dec脂类的糖基化
到达GC的糖蛋白具有相同的寡糖
GC中有多种糖基转移酶，不同部位含有 不同的糖基转移酶种类
ER上合成的糖蛋白寡糖链末端区的寡糖 基被切去，同时添加新的糖基
O-连接寡糖：与丝氨酸、苏氨酸和羟
赖氨酸的羟基基团相连
糖基化作用：分选信号；蛋白质正确 折叠、增加蛋白质的稳定性、抵御酶 降解和参与细胞识别等方面
结构上亦具有极性 多呈弧形，有的呈半球形或球形
近核一侧： 凸面：形成面，顺面，膜较薄，只有6nm，
单位膜结构不明显； 远核一侧： 凹面：成熟面，反面，膜较厚，约为l0nm，
典型的单位膜结构，近似质膜。 由形成面向成熟面逐渐分化，膜的厚度逐渐增加
两面的顶面部位：小管和扁囊连接成网，即高尔基 网，顺面为cis网，反面为trans网
若干分散的高尔基体相互连接成复杂的网状，组成 高尔基复合体
高尔基复合体的形态结构
无脊椎动物细胞： 分散高尔基体 遍布整个细胞质 每个分散高尔基体由4-8层碟形扁囊叠摞成
具有生理极性的动物细胞中： 高尔基复合体一般位于核与细胞分泌端之间， 如：胰腺的外分泌细胞 和小肠上皮的黏液细胞
高尔基复合体的形态结构
必须是已正确折叠和正确组装的 折叠错误的蛋白质：
需要进行纠正修饰， 由ER的结合蛋白(binding protiens，BiP)
[细胞生物学]高尔基体ppt课件
![[细胞生物学]高尔基体ppt课件](https://img.taocdn.com/s3/m/4f3577c9f121dd36a32d828d.png)
N-连接糖蛋白的糖基化
N连接寡糖链前体的组 成 成 分 ： 2 个 N- 乙 酰 葡 萄 糖 胺 ( GlcNAc)、9 个 甘露糖(Man)和3个葡萄 糖(Glc)。
Asn-X-Ser/Thr
2GlcNAc 9Man
3Glc
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N连接糖蛋白寡糖前体在ER腔侧从 多萜醇向多肽链的转移过程
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分泌性蛋白质的分选与运输
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六、高尔基体的异常与医学的关系
肥大
细胞功能亢进时Golgi可代偿性肥大。
萎缩
细胞分泌活动障碍致高尔基萎缩。
eg: 肝中毒时，脂蛋白合成及分泌发生 障 碍可见Golgi萎缩、破坏甚至消失。
肿瘤细胞
生长迅速、分化程度低的， Golgi不发达
分化好的高的细胞，
Golgi发达
由小泡和分枝的小管组成的网状结构。 反面管网在蛋白质与脂类的转运过程中起到了
分选、包装和运输的作用。
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四、高尔基复合体的化学组成
高尔基复合体主要由蛋白质和脂类组成。 大 鼠 肝 细 胞 的 高 尔 基 复 合 体 约 含 40% 的 脂 类和60%的蛋白质。
高尔基复合体中酶类很多。如 糖基转移酶：催化糖蛋白合成。 磺基-糖基转移酶：催化糖脂合成。 参与磷脂合成的酶等。 酶类在高尔基体膜上的分布不均一。
1、蛋白质的糖基化作用
① N-连接糖蛋白的糖基化 ② O-连接糖蛋白的糖基化
2、蛋白质的水解作用 3、蛋白质的分选与运输
① 溶酶体酶蛋白分选、运输和溶酶体形成 ② 分泌性蛋白质的分选与运输
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1、蛋白质的糖基化作用
糖基与蛋白质的连接方式: N连接的糖蛋白：是蛋白质分子中Asn氨基与
细胞生物学 高尔基体
扁囊弯曲成凸面 又称形成面（forming face）或顺面（cis face） 面向质膜的凹面（concave） 又称成熟面（mature face）或反面（trans face）
高尔基体各部膜囊的４种标志细 胞化学反应
嗜锇反应的高尔基体cis面膜囊； 焦磷酸硫胺素酶（TPP酶）细胞化学反应，显示trans面1～2层膜囊； 胞嘧啶单核苷酸酶（CMP酶）细胞化学反应，显示靠近trans面膜囊状
高尔基体与细胞骨架关系密切，在非极性细胞中，高尔基体分布在MTOC(负端) 高尔基的膜囊上存在微管的马达蛋白（cytoplasmic dynein和kinesin）和微丝 的马达蛋白（myosin）。最近还发现特异的血影蛋白（spectrin）网架 。 它们在维持高尔基体动态的空间结构以及复杂的膜泡运输中起重要的作用。
高尔基体顺面网状结构（cis-Golgi network，CGN）
又称cis膜囊 高尔基体中间膜囊（medial Golgi） 多数糖基修饰； 糖脂的形成； 与高尔基体有关的多糖的合成 高尔基体反面网状结构（trans Golgi network，TGN） 周围大小不等的囊泡
顺面囊泡称ERGIC/VTC----ERGIC53/58蛋白（结合Mn）
谢 谢 观 看
溶酶体酶的分选：
蛋白质的糖基化及其修饰
蛋白质糖基化类型
蛋白质糖基化的特点及其生中组装
植物细胞中高尔基体合成和分泌多种多糖
除少数酶共价结合在细胞壁上外，多数酶都存在于内质网和高尔基体中。
蛋白质糖基化类型
特 征 N-连接 O-连接 1. 合成部位 粗面内质网 粗面内质网或高尔基体
2. 合成方式
来自同一个寡糖前 体 天冬酰胺
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2、大泡 a.直径100~500nm b.扁平囊泡末端膨大而产生 c.高尔基体的分泌物（分泌泡） d.泡的密度不同，显示不同的成 熟度
3、小泡 a.直径40~80nm b.两种类型：表面光滑小泡、 有衣小泡 c.由附近的粗面内质网芽生而 来
四、高尔基体的三维结构
1.高尔基体顺面的网状结构 2.高尔基体中间膜囊 3.高尔基体反面的网络结构
高尔基体：由扁平囊泡、大泡、 小泡组成，主体是4-6扁平囊泡 （高尔基堆）堆在一起的形成 具有一定极性的细胞器。
三、扁平囊泡、小泡、大泡
1、扁平囊泡 凸出的一面对着内质网称为 生 成面 或 未成熟面（immature face）。 凹进的一面对着质膜称为 分泌 面 或 成熟面（mature face）。
3. 高尔基体反面的网络结构
（trans Golgi network，TGN） 是高尔基体的出口区域 构成：呈管网状与囊泡（多数为未成 熟分泌泡)连接。 该结构在不同的细胞中有很大的差别。 功能:参与蛋白质的分类与包装。
五、标志的细胞化学反应 1、生成面的标志反应 （嗜锇反应） 过程：锇酸长时间浸染处理细 胞 发现高尔基体的生成面膜囊被 特异染色
1. 高尔基体顺面的网状结构 （cis Golgi network，CGN） 是高尔基体的入口区域。 功能：分选来自内质网新合成的 蛋白质和糖类，将大部分转入高 尔基中间囊膜，小部分再返回内 质网。
2. 高尔基体中间膜囊 （medial Golgi） 构成：数层高尔基膜囊体和管道 功能：多数糖基的修饰 糖脂的形成以及过程：TPP酶水解TPP，显示成 熟面1~2层扁平囊膜。
3、中间囊膜的标志反应 （NADP反应） NADP酶把NADP（辅酶Ⅱ）水解 为NAD（辅酶Ⅰ），释放磷酸基， 与中间的几层膜囊发生特异反 应。
高尔基体的结构与组成
主讲人：蒋宁
组员：李耀林\马章\刘锋\李昱吉吉\李 玲\李宇祯\周韵\凌小宇
一、高尔基体的发现 最早发现于1855年。1898年， Golgi用银染法，在猫头鹰的 神经细胞内观察到了清晰的 结构，因此定名为高尔基体。 20世纪50年代以后才正确认 识它的存在和结构。
二、高尔基体的定义