细胞生物学 内膜系统

第一节 细胞质基质
• 除去内质中 “形成体” 和内含物后，就剩下一种“可溶相”基质 • “可溶相”基质在光镜下无结构，呈均一透明状态，称透明质
（hyaloplasm）或细胞液（cell sap） • 这是最早的细胞质基质概念
第一节 细胞质基质
• 电镜下观察细胞： • 透明质内并不均一，存在许多结构（亚显微结构），如核膜、内质网、高
第一节 细胞质基质
•蛋白质（20～30％），形成粘稠的胶 体 •酶，数千种，包括蛋白质合成、核酸 合成、脂肪酸代谢、糖原代谢、糖酵 解等相关酶
第一节 细胞质基质
细胞质基质的主要特点： （1）是一个高度有序的体系 （2）通过弱键而相互作用处于动态平衡的结构体系
第一节 细胞质基质
•细胞质基质的功能 （1）为蛋白质、核酸、脂肪酸等生化 代谢提供大部分酶， 从而完成各种中 间代谢过程，如糖酵解过程、磷酸戊 糖途径、糖醛酸途径等
第一节 细胞质基质
（2）中等大小的分子 多种糖类（葡萄糖、果糖、蔗糖等） 脂类 氨基酸 核苷酸 核苷酸衍生物等
第一节 细胞质基质
（3）大分子物质 蛋白质 RNA 多糖 酶（数千种） 有人认为细胞骨架成份，如微管、微丝、中等纤维等应包括在细胞质基质
内，有人认为不应包括在内？
第二节 内质网
• 法国，Carnier，发现除唾液腺细胞外，在其它分泌旺盛的细胞内（如胰腺、 甲状腺等）大量存在
• 与生理状态有关，高度饥饿动物，减少甚至消失，喂食后重新出现 • 这种处于动态变化的结构，称动质（酿造质）
第一节 细胞质基质
•控制蛋白质的寿命 •细胞内各种蛋白质的寿命长短不一，长 者数月，数日，短者几分种就被降解 •决定蛋白质寿命的信号，N端第一个氨 基酸
第一节 细胞质基质
• N端第一个是：Gly、Pro、Ser、Met、Thr、Ala、Val、Cys，长命，稳定 • N端第一个是其他12种，短命，不稳定 • 这种信号，能被一种称为泛素（ubiquitin）的蛋白质识别 • 泛素能结合到含有不稳定氨基酸残基的蛋白质N端 • 随后被一种蛋白酶复合体（proteosome）降解
第二节 内质网
非膜相结构 •线性细胞器：微管、微丝等 •粒性细胞器：核糖体等
第二节 内质网
内膜系统 • 广义：细胞内膜相结构的总称，包括连续和非连 续膜性结构 • 狭义：连续性的膜性结构 • 本章内容：狭义内膜系统 • 内膜系统中，内质网是结构与功能最显著的一部 分
第二节 内质网
1、内质网的形态结构 1894年，Solger，苏木精（碱性染料），人唾液腺细胞 细胞基部，暗蓝色线条 取名：基部线条 这是最早观察到的内质网，当时不知其重要 性和普遍性
Fra Baidu bibliotek尔基体、核糖体、溶酶体等 • 认为这些结构不应该包括在透明质的概念内 • 在亚显微水平上，称细胞质基质
第一节 细胞质基质
•细胞质基质定义： •除去光镜和电镜下能分辨的细胞器和 颗粒以外的细胞质中的胶态基底物质
（cytoplasmic matrix ，cytomatrix ）
第一节 细胞质基质
•另外一种概念，从生化角度： •细胞匀浆破碎后，100000g离心，除 去细胞器和颗粒后的上清部分，称细 胞溶胶（cytosol），相当于细胞质 基质
第一节 细胞质基质
（2）为各种细胞器和细胞内代谢提供 一个合适的离子环境、合适的空间、 使各种反应有序进行 （3）为细胞内代谢提供所有的底物
第一节 细胞质基质
（4）参与信号在胞内的转导（信 号通路与网络存在于基质内） （5）蛋白质的分选与运输
第一节 细胞质基质
（6）与细胞质骨架相关的功能 越来越多的研究表明，细胞质基
第一节 细胞质基质
•降解变性和错误折叠的蛋白质 •机制不清 •推测在变性和错误折叠的蛋白质N端会 加上不稳定氨基酸残基信号，启动泛素 依赖的蛋白质降解途径
第一节 细胞质基质
•帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠 ，形成正确的分子构象 •依赖热休克蛋白（heat shock protein, Hsp） •Hsp三个家族，Hsp25、Hsp70、Hsp90 （分子量25103d、70 103d、90 103d）
质是与细胞骨架相联系的结构体系 维持细胞形态、细胞运动、胞内
物质运输及能量传递等
第一节 细胞质基质
（7）蛋白质修饰和选择性降解 蛋白质的修饰 降解变性和错误折叠的蛋白质 帮助变性或错误折叠的蛋白质重
新折叠，形成正确的分子构象
第一节 细胞质基质
• 蛋白质修饰：100多种修饰 • 辅基、辅酶与酶结合 • 磷酸化与去磷酸化 • 糖基化 • 甲基化 • 酰基化等
第一节 细胞质基质
• 基本组成： 细胞质基质是细胞的重要的结构成分，其
体积约占细胞质的一半 • 细胞质基质组成非常复杂，归纳起来，三类： （1）小分子物质 （2）中等大小的分子 （3）大分子物质
第一节 细胞质基质
（1）小分子物质： 无机离子、水、气体等 无机离子：K+、Cl-、Na+、Mg2+、Ca2+等 单价离子，大多游离在细胞质基质中 二价离子，大多结合在基质中的核苷酸、多 糖、酶等分子上 气体：O2、CO2等
第一节 细胞质基质
•热休克蛋白能选择性地与畸形蛋白质结 合，并帮助折叠成正确构象 •需能量 ATP
第二节 内质网
1、内膜系统（endomembrance system） 细胞结构： 膜相结构 非膜相结构
第二节 内质网
膜相结构： •质膜 •膜性细胞器 （1）连续性：结构与功能上相联系， 核膜、内质网、高尔基体、溶酶体等 （2）非连续性：结构与功能上相对独 立，闭合性细胞器膜，线粒体、叶绿 体等
细胞生物学
第五章 细胞 质基质与细胞
内膜系统
第一节 细胞质基质
1、基本定义 什么是细胞质基质？不同的研
究方法和研究阶段，有不同的定 义
第一节 细胞质基质
• 早期光学显微镜研究细胞： • 认为细胞由质膜、核、细胞质组成 • 细胞质分外质、内质 • 外质紧挨质膜，浓稠，内质在内部，稀薄，内、外质间无界限 • 内质中有许多“形成体”（细胞器）和内含物（糖原颗粒、淀粉粒等）