第六章 细胞内膜系统细胞生物学
细胞生物学内膜系统
小鼠脾脏巨噬细胞中的溶酶体
用电镜细胞化学技术显示其中含有的酸性磷酸酶
次级溶酶体（secondary lysosome）：
是正在进行或完成消化作用的溶酶体，内含水解酶和相应 的底物，可分为自噬溶酶体（autophagolysosome）和异 噬溶酶体(phagolysosome) 。形态不规则，直径几um。
✓ 移位子： ✓ 相互间作用：
各种因子
在非细胞系统中蛋白质的翻译过程与SRP、 DP和微粒体的关系
组别 mRNA SRP DP 微粒体
结果
1
+
-
-
-
产生含信号肽的完 整多肽
2
+
+-
-
合成70-100残基后 停止延伸
3
+
++ -
产生含信号肽的完 成多肽
4
+
+
+
+
信号肽切除，肽链 进入微粒体中
“+”和“-”分别代表反应混合物中存在或不在该物 质
第六章 细胞质基质和细胞内膜系统
第一节 细胞质基质 第二节 内 质 网 第三节 高尔基体 第四节 溶酶体 第五节 过氧化物酶体 第六节 细胞内蛋白质的分选
§6.1 细胞质基质
➢一、细胞质基质的涵义 ➢二、细胞质基质的功能
一、细胞质基质的涵义
✓ 内膜系统：是指细胞内在结构、功能及发生上相关的由膜围 绕形成的细胞器或细胞结构。 图例 膜结合细胞器： 内膜系统功能：
残余小体（residual body）：
又称后溶酶体（post-lysosome）已失去酶活性，仅留未 消化的残渣。残体可通过外排作用排出细胞，也可能留在 细胞内逐年增多，如表皮细胞的老年斑，肝细胞的脂褐质。
生物细胞第六章内膜系统
（二）COP I衣被小泡
• 功 能 ： 回 收 、 转 运 内 质 网 逃 逸 蛋 白 （ escaped proteins）返回内质网；也可介导高尔基体不同区
域间的蛋白质运输。
• 组成：由7种蛋白组成。
• 回收信号：Lys-Asp-Glu-Leu（KDEL）。
教学ppt
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COP I Vesicles
输入过氧化 物酶体
-Ser-Lys-Leu-COO-
输入内质网
+H3N-Met-Met-Ser-Phe-Val-Ser-Leu-Leu-Leu-Val-Gly-Ile-Leu-Phe-Trp-AlaThr-Glu-Ala-Glu-Gln-Leu-Thr-Lys-Cys-Glu-Val-Phe-Gln-
在内质网或高尔基体中被包装成衣被小泡，选择
性地运输到靶细胞器。
教学ppt
8
第二节 胞内膜泡运输
• 内膜系统之间的物质传递常通过膜泡运输进行。
• 多数运输小泡在膜的特定区域以出芽的方式产生。
表面具有一个笼子状的由蛋白质构成的衣被
（coat）。衣被在运输小泡与靶细胞器的膜融合
之前解体。
教学ppt
9
• 衣被小泡在细胞内沿微管或微丝运输。 • 与膜泡运输有关的马达蛋白有3类，在这些马达蛋
receptor）。
教学ppt
4
一、蛋白质分选信号
• ①信号序列（signal sequence）：引导蛋白质定 向转移的线性序列，通常15-60个氨基酸残基，对 所引导的蛋白质没有特异性要求。
• ②信号斑（signal patch）：存在于完成折叠的蛋 白质中，构成信号斑的信号序列之间可以不相邻， 折叠在一起构成蛋白质分选的信号。
医学细胞生物学 第06章 内膜系统 1
子和终止因子的结合位点
核糖体类型和理化特性
存在于除哺乳动物成熟红细胞外 的所有细胞 核糖体的类型
核糖体的类型
类型
原核细胞Ri 真核细胞质Ri 真核细胞器Ri
完整Ri
70S 80S
大亚基
50S 60S
小亚基
30S 40S
叶绿体Ri 线粒体Ri
70S 55-80S
50S 50S
30S 30S
沉降系数 物质在单位离心力场中沉降的速度 为方便将10-13秒作为一个单位，称Svedberg单位，用 S表示。其数值与物质分子的质量和形状有关。
• 1945年Porter K.R和 Claude A.D用电子显 微镜观察培养的小鼠 成纤维细胞发现细胞 质中有一些形状大小 略有不同的小管、小 囊连接成网状的结构 称内质网。
ER的化学组成
脂质和蛋白质，动物细胞内质网脂质含 量约为60%，蛋白质含量约为40%。
ER的形态结构和类型 形态
• 1、扁平囊排列： • 内质网膜之间为狭窄 的腔，形状扁而长， 不封闭，相互连通。 • 2.小泡状排列 • 泡状，如气球，腔较 大。 • 3.小管状排列 • 呈分支而细长的管子 。
蛋白质的合成
一、 mRNA（messenger RNA） 蛋白质生物合成的直接模板
蛋白质的合成
二、 tRNA（transfer RNA） 蛋白质生物合成的 “高级搬运工”
蛋白质的合成
三、核糖体（ribosome） 蛋白质生物合成的场所
核糖体与蛋白质的合成
过程： • 1.肽链合成起始； • 2.肽链延伸； • 3.肽链合成终止。 特点： • 从mRNA的5’ 3’ • tRNA的反密码子识别 酸结束。
核糖体的形成与装配
细胞生物学件8_内膜系统-内质网
二、核糖体的化学组成
• 主 要 成 分 蛋 白 质 和 RNA ， 蛋 白 质 占 40~50%， RNA占50~60%。
• 组成核糖体的RNA特称为核糖体RNA（r RNA ） ， 占 细 胞 中 RNA 总 量 的 80% 以 上 。
一．内质网的形态结构
• 内质网膜约占细胞总膜面积的一半，是真 核细胞中最多的膜。
• 内质网是内膜构成的封闭的网状管道系统。 具有高度的多型性。
• 可分为粗面型内质网（RER）和光面型内 质网（SER）两类。
• RER呈扁平囊状，排列整齐，有核糖体附着。 肌 肉 细 胞 中 的 肌 质 网 是 一 种 特 化 的 RER ， 可 贮存Ca2+，引起肌肉收缩。
glycosylation）：与Ser和Thr的OH连 接，连接的糖为半乳糖或N乙酰半乳糖胺。 如胶原、血型糖蛋白等 • 2．N-连接的糖基化（N-linked glycosylation）：与天冬酰胺残基的 NH2连接，连接的糖为N-乙酰葡糖胺。
• 内质网上进行的为N-连接的糖基化。图 7-9
• 糖的供体为核苷糖(nucleotide sugar)， 如CMP-唾液酸、GDP-甘露糖、UDPN-乙酰葡糖胺等。糖分子首先被糖基转 移酶转移到膜上的磷酸长醇（dolichol phosphate）分子上，装配成寡糖链。 再被寡糖转移酶转到新合成肽链特定序 列（Asn-X-Ser或Asn-X-Thr）的天 冬酰胺残基上。
然后进行扩增。
第三节 核糖体（Ribosome）
• 核糖体在各类细胞中普遍存在，是一种 无膜包被的颗粒状结构，具有很强的嗜 碱性。
• 功能：蛋白合成
一、核糖体 的基本结 构与类型
细胞生物学 第六章细胞内膜系统(一)
1.信号肽假说:1975年 G.Blobel 和 D.Sabatini 提出
移 位 子
这些蛋白如何在RER上合成？ 如何到达细胞指定的部位？
RER上核糖体蛋白合成的主要过程
信号肽与SRP结合，使肽链 合成暂停 SRP与SRP受体结合 SRP脱离信号肽 肽链在内质网上继续合成 ，同时信号肽引导新生肽 链进入内质网腔 信号肽切除 肽链延伸至终止 翻译体系解散
SER的功能:
脂类的合成 糖原的合成和分解 解毒作用 Ca2+ 的释放和重吸收 水和电解质代谢 胆汁的分泌
第二节高尔基复合体
最早发现于1855年 1889年意大利学者 Gamlio Golgi ，Golgi 用银染法在猫头鹰的 神经细胞内观察到了 清晰的结构
第二节高尔基复合体
一.高尔基复合体的形态结构 光镜：网状结构
网状结构 A：鼠肾细胞 （特异的红色 荧光染料所示 ） B：培养的上 皮细胞中高尔 基体的分布（ 红色）
电镜观察：
1、扁平囊： 顺面、反面: 2、小囊泡 3、大囊泡
高尔基复合体的顺面（cis-face)和反面（ trans-face）
高尔基复合体与其它细胞结构
Hale Waihona Puke （一）RER蛋白质合成类型： 细胞外分泌的蛋白、如抗体 、激素 跨膜蛋白 溶酶体的各种水解酶
微粒体 (microsome )：用蔗糖 密度梯度离 心分离得到 的内质网碎 片
微粒体的研究和信号肽(signal peptide)
1971年，C. Milstein等发现在骨髓瘤细胞中提取的免疫球蛋 白分子的N端要比分泌到细胞外的免疫球蛋白分子N端的氨基酸序 列多出一截。
信号序列的作用
细胞生物学6章 内膜
为什么游离核糖体不能与RER结合? 为什么游离核糖体不能与RER结合? RER结合 核糖体是如何附着在RER的胞质面上的？ RER的胞质面上的 核糖体是如何附着在RER的胞质面上的？ 何种机制引导核糖体与RER膜结合？ RER膜结合 何种机制引导核糖体与RER膜结合？ 蛋白质合成后如何进入RER腔中？ RER腔中 蛋白质合成后如何进入RER腔中？
蛋白质折叠(folding) 2. 蛋白质折叠(folding)
驻留蛋白(retention protein) 驻留蛋白(retention 分子伴侣(molecular 分子伴侣(molecular chaperones) 能特异性识别新生肽链或部分折叠的多肽， 能特异性识别新生肽链或部分折叠的多肽， 与之结合，帮助多肽折叠、装配和转运， 与之结合，帮助多肽折叠、装配和转运，检查 折叠状态。其本身不参与终产物形成。 折叠状态。其本身不参与终产物形成。
2.ＧＣ与蛋白的糖基化修饰 ＧＣ与蛋白的糖基化修饰 ＧＣ
Ｎ－连接糖基化 Ｎ－连接糖基化
O－连接糖基化
糖基化修饰： 糖基化修饰： 1.由甘露糖苷酶Ⅰ 去掉大部分的甘露糖 甘露糖。 1.由甘露糖苷酶Ⅰ和Ⅱ去掉大部分的甘露糖。 2.乙酰氨基葡萄糖转移酶 乙酰氨基葡萄糖转移酶Ⅰ 2.乙酰氨基葡萄糖转移酶Ⅰ和Ⅱ将乙酰氨基葡萄糖 结合在存留的甘露糖基上。 结合在存留的甘露糖基上。 3.经半乳糖基转移酶和唾液酸转移酶作用 加上半 作用， 3.经半乳糖基转移酶和唾液酸转移酶作用，加上半 乳糖和唾液酸。 乳糖和唾液酸。
4.ＧＣ与蛋白质分选 ＧＣ与蛋白质分选 ＧＣ
分选信号 ( sorting signals)
救援受体 ( salvage receptor)
如:ＧＣ与溶酶体形成 ＧＣ与溶酶体形成
细胞内膜系统细胞生物学名词解释
细胞内膜系统细胞生物学名词解释嘿，朋友们！今天咱来聊聊细胞内膜系统这个神奇的玩意儿。
你想想啊，细胞就像一个小小的世界，内膜系统呢，那就是这个小世界里的各种“秘密通道”和“专属房间”。
内质网，这就好比是细胞里的物资调配中心。
它就像一个忙碌的大仓库，负责把各种蛋白质啊、脂质啊之类的东西整理好、加工好，然后再运送到该去的地方。
要是内质网出了问题，那细胞里的“物资供应”可就要乱套啦！高尔基体呢，就像是个精细加工的车间。
内质网送来的“货物”，到了高尔基体这儿，会被进一步修饰、分类和包装。
然后准确无误地分发到细胞的各个角落，确保一切都有条不紊地进行着。
这要是在咱生活里，那不就相当于快递的分拣中心嘛，把各种包裹整理清楚，送到正确的地址。
溶酶体呢，哎呀呀，这可是个厉害的角色！它就像细胞里的“清洁队”和“垃圾处理站”。
专门负责把那些没用的东西、坏掉的东西给清理掉。
要是没有溶酶体，细胞里不就堆满了垃圾，还怎么正常工作呀！还有那个线粒体，这可是细胞的“能量工厂”啊！它就像一个小小的发电站，源源不断地为细胞提供能量。
你说要是没有线粒体给细胞提供动力，那细胞不就跟没电的玩具一样，啥也干不了啦！液泡呢，在植物细胞里可重要啦！它就像一个大水库，储存着各种物质，调节着细胞的内环境。
就好像我们家里的水缸，保证有足够的水可以用。
这些内膜系统的各个部分，它们相互配合，相互协作，共同维持着细胞这个小世界的正常运转。
它们就像是一个紧密合作的团队，少了谁都不行！咱就说，这细胞内膜系统是不是超级神奇？它就像是一个隐藏在微观世界里的奇妙王国，有着各种独特的“建筑”和“功能”。
我们虽然看不见它们，但它们却在默默地为我们的生命活动贡献着力量。
所以啊，可别小看了这些小小的细胞内膜系统，它们可是支撑着我们整个生命大厦的重要基石呢！。
细胞生物学 第6章 内膜系统
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3）大囊泡（vacuole） ）大囊泡（ ）
多见于扁平囊的凹面和边缘， 多见于扁平囊的凹面和边缘，泡内含物依 其性质和成熟程度而有变化。 其性质和成熟程度而有变化。
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2、高尔基复合体的功能 、
将内质网中合成的多种蛋白质和脂类 进行进一步的加工、分类和包装， 进行进一步的加工、分类和包装，然后分 门别类地运送到细胞特定的部位或分泌到 细胞外。 细胞外。
9
2）新合成蛋白质的粗加工 ）
新生多肽链的折叠和组装： ① 新生多肽链的折叠和组装： a.蛋白二硫键易构酶 蛋白二硫键易构酶 b.结合蛋白（binding protein，Bip） 结合蛋白（ 结合蛋白 ， ）
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② 蛋白质的修饰和加工
粗面内质网中进行的糖基化主要是N-连接 粗面内质网中进行的糖基化主要是 连接 糖基化主要是 糖基化 ，N-连接的糖蛋白多为分泌性蛋 连接的糖蛋白多为分泌性蛋 白和溶酶体蛋白。 白和溶酶体蛋白。
氨基酸在粗面内质网的核糖体上合成蛋白质， 氨基酸在粗面内质网的核糖体上合成蛋白质，经 小泡运输到高尔基复合体进一步加工修饰后，浓 小泡运输到高尔基复合体进一步加工修饰后， 缩成酶原颗粒，最后通过出胞作用排出胞外。 缩成酶原颗粒，最后通过出胞作用排出胞外。
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Palade的分泌蛋白运输模型 的分泌蛋白运输模型： 的分泌蛋白运输模型
5. 第一个糖残基
N—乙酰葡萄糖胺 乙酰葡萄糖胺
功能： 功能：
a. 为各种蛋白质打上不同的标志； 为各种蛋白质打上不同的标志； b.影响多肽的构象； 影响多肽的构象； c. 增强糖蛋白的稳定性； 增强糖蛋白的稳定性； d. 多羟基糖侧链还可能影响蛋白质的水溶性及蛋白质所 带电荷的性质
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细胞生物学第六章细胞内膜系统复习题
细胞生物学第六章细胞内膜系统复习题第六章细胞内膜系统基本概念题解学习要求：掌握细胞质基质和细胞内膜系统各部分的结构与功能。
掌握细胞内膜系统各个部分间的关系和细胞内蛋白分悬于细胞结构的装配及其相关知识。
基本概念：1.细胞质基质（cytoplasmic matrix）：在真核细胞的细胞质中，除可分辨的细胞器以外的胶状物质，成为细胞质基质。
它是一种高度有序且不断变化的结构体系。
在确保与协调各种代谢反应、胞内物质运输与信息传递等方面，起重要作用。
2.内膜系统(endomembrane system) :指真核细胞内在结构、功能乃至发生上相关的由膜围绕的细胞器或细胞结构。
或者说是由膜分隔而形成的具有连续功能的系统，主要指核膜、内质网、高尔基体以及细胞质的各种囊泡。
而质膜、液泡膜以及溶酶体是这些内膜体系活动的最后产物，一般叶绿体、线粒体的膜也可直接或间接与内膜系统相联系但不包含在内膜系统内。
3.内质网（endoplasmic reticulum,ER）:是分布于细胞质中由膜构成的网状管道系统，管道以各种形状延伸和扩展，成为各类管、泡、腔交织的状态。
内质网有两种：粗面内质网和滑面内质网。
前者指膜上附有核糖体颗粒。
后者膜外面不附有核糖体，表面光滑，主要是合成和运输类脂和多糖，它也可能是细胞之间通讯与传递系统。
细胞中内质网可以与细胞核的外膜相连，同时也可与细胞表面的质膜相连，而且还可能随同胞间连丝穿过细胞壁，与相邻细胞的内质网发生联系。
因此有人认为内质网构成了一个从细胞核到质膜，甚至与相邻细胞相连而直接贯通的管道系统。
4．易位子（translocon）:指内质网膜上的一种蛋白质复合体，8.5nm,2nm的通道，其功能与新合成的多肽进入内质网腔有关。
5.高尔基体（Golgi body）: 是由一些堆叠的扁平囊所组成。
主要功能是分泌活动、蛋白质加工以及合成多糖参与新细胞壁的形成。
6.溶酶体（lysosome）: 是由单层膜围绕、内含多种酸水解酶类的囊泡状细胞器，其主要功能是进行细胞内的消化作用。
跨考专业课学824细胞生物学讲义-第6章
跨考专业课学824细胞生物学讲义-第6章跨考专业课-2022年考研北京大学824细胞生物学讲义-第6章考研全程辅导专家跨考教育专业课全力助你备考2022年第六章细胞质基质与细胞内膜系统第一节细胞质基质概念经典细胞学：光镜下，细胞除去可见的细胞器和内含颗粒的透明部分――细胞液细胞生物学：1、电镜下，除去可见的细胞器及亚微结构以外的细胞质部分――细胞质基质；（观察角度）2、分级离心后，除去所有的细胞器和颗粒剩下的清液部分――胞质溶胶（生化角度）这个概念是存在以下争议：有人认为细胞骨架不属于细胞质基质，是细胞器；有人认为细胞骨架是细胞质基质的主要结构体系，是其他成分锚定的骨架，经常处于装配和解聚的动态平衡中，解聚的亚单位仍保持在液相中。
（观点占多数）细胞质基质是高度有序的体系(p160)细胞质骨架纤维贯穿于蛋白质胶体中；蛋白质与骨架直（间）接结合，或与生物膜结合，完成特定的生物学功能；功能相关的酶通过弱键结合在一起形成多酶复合物，定位在特定部位，催化一系列反应；大分子之间通过弱键相互作用，并处于动态平衡之中。
细胞内膜系统内膜：电镜下可见的细胞质内的膜相结构，区分于质膜（细胞质膜）。
内膜系统（endomembrane system）是、高尔基体、细胞核、溶酶体和液泡（含内体和分泌泡）5类细胞器，它们的膜是相互流动的，处于动态平衡之中，功能上也相互协同。
内膜系统的共同结构特点：都是单位膜结构；仅存在于真核细胞中；处于动态平衡中，膜之间有转化现象。
内膜系统和质膜的结构区别：单位膜的层次不如质膜明显；厚度稍薄，6~7nm；膜上的抗原不同。
第二节内质网endoplasmic reticulum，ER概述(P164)K. R. Porter(1945)发现于培养的小鼠成纤维细胞，是位于细胞质内部的网状结构，故名内质网。
ER是由封闭的膜系统及其围成的腔形成的互相沟通的网状结构。
存在于真核细胞中，占细胞膜系统总面积的一半左右。
医学细胞生物学细胞的内膜系统
内膜系统在细胞生物学中的重要性
物质转运和合成
内膜系统承担了物质的合成、转 运、分泌等重要功能。
1. 内质网（rough ER）和高 尔基体负责蛋白质和糖类 的合成和修饰。
2. 平滑内质网（smooth ER） 负责脂质和脂蛋白的代谢。
溶酶体基因和蛋白的异常，如酸性蛋白酶、酸性磷酸酶 和溶酶体膜蛋白等的缺陷，会导致溶酶体病的发生，如 原发性肝硬化、肾病、糖原贮积症等多种多样的疾病。
内膜系统的相互作用
1 内质网与高尔基体的相互作用
二者之间可以通过转运小囊泡、管状结构以及膜蛋白的介导进行物质和信号的互传。
2 溶酶体与细胞膜的相互作用
医学细胞生物学细胞的内 膜系统
细胞内膜系统是指包括内质网、高尔基体、线粒体和溶酶体等在内的一系列 细胞内膜结构，这些内膜结构紧密相连，在细胞形态、分子转运和信号传递 等方面都扮演着重要的角色。
内质网
粗面内质网
负责合成和修饰蛋白质，其中部分蛋白质会被用于外分 泌或细胞膜上。
平滑内质网
与合成和代谢脂类、脂蛋白等有关，还能解毒和代谢一 些异物。
3. 溶酶体负责细胞内物质的 降解、清理和回收。
重要的信号通道
内膜系统还承担了一些信号转导 的重要功能。
1. 通过高尔基体的修饰、成 熟和包装，分泌到细胞外 的分子能够保持其特定的
2. 生平物滑活内性质。网的乙醛化修饰 可以增强细胞外基质的黏 性并改变胞外微环境。
与疾病密切相关
内膜系统通过与细胞质、胞膜、 胞吞作用等越来越多的细胞小器 官发生作用，越来越多地与细胞 生理和疾病发生发展关联。
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目前发现三种不同类型的有被小泡具有不同的物 质运输作用： 质运输作用： 1、网格蛋白有被小泡：负责蛋白质从高尔基体TGN向 、网格蛋白有被小泡：负责蛋白质从高尔基体 向 质膜、胞内体或溶酶体和植物液泡运输。 质膜、胞内体或溶酶体和植物液泡运输。 2、COP II有被小泡：负责从内质网到高尔基体的物质 、 有被小泡： 有被小泡 运输。 运输。 3、COP I有被小泡：负责回收、转运内质网逃逸蛋白 、 有被小泡： 有被小泡 负责回收、 返回内质网。 返回内质网。 在细胞的膜泡运输中， 在细胞的膜泡运输中，粗面内质网相当于重要的 物质供应站，而高尔基体是重要集散中心。 物质供应站，而高尔基体是重要