细胞质基质与内膜系统2-10-13

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第6章之(1)~(3)细胞质基质、核糖体、内膜系统资料

第6章之(1)~(3)细胞质基质、核糖体、内膜系统资料
细胞质基质
细胞质



细胞整体结构和功 能的重要组成部分。
第一节 细胞质基质
(cytoplasmic matrix or cytomatrix)

定义:指细胞质中除有形结构 (细胞器) 之外的无定 形胶状物质体系(P119)。
存在于细胞质基质中,具有 功能:六方面功能(自学,P120 ) 一定化学组成、一定形态结 构、执行特定生理功能,并 且为细胞所固有的有形结构 小体,统称为~~~。(P119)
3、防御保护功能
巨噬细胞具有发达的溶酶体,被吞噬的细菌和病毒,最 终在溶酶体的作用下杀灭,并分解消化。
4、参与某些腺体组织细胞分泌过程的调节 ——甲状腺素就是在溶酶体参与下形成的。
甲状腺滤泡 合成 甲状腺 分泌至 滤泡 碘化后 滤泡上 上皮细胞 球蛋白 腔内 重吸收 皮细胞
形 成
甲状腺素通 过细胞基部 进入血液
mRNA
二、核糖体的类型和理化特性
(一)类型
真核细胞质核糖体 真核细胞器核糖体 原核细胞核糖体
(二)理化特性
rRNA:60%,核糖体内部
蛋白质:40%,核糖体表面
23S rRNA
5S rRNA
~31种蛋白质
50S 70S核糖体 30S 16S rRNA ~21种蛋白质
28S rRNA 60S
5.8S rRNA
(四)新生肽链穿越内质网的转移机制 1975年,Blobel等提出信号(肽)假说 (signal hypothesis),用以解释两个问题:
①游离核糖体如何附着到内质网膜上?②新
生肽链如何落入到内质网腔?
获1999年诺贝尔生理医学奖。
信号(肽)假说的主要内容——
信号识别颗粒 mRNA AP 核糖体

第六章细胞基质与内膜系统

第六章细胞基质与内膜系统
第一节 细胞质基质(cytosol)
• 1.溶胶:除去可辩识细胞器后的胶态物 • 2.组成:各种酶,胞质骨架 • 3.胶体是蛋白质同水分子形成的水合
物 • 4.高度有序
• 5.细胞质基质的基本功能
• 1)中间代谢的场所。糖酵解、磷酸戊糖途径、糖 醛酸途径、糖原合成
• 2)为细胞器提供所需离子环境 • 3)为细胞器行使功能提供底物。 • 4)细胞质骨架:提供锚定位点,各种组分区域化. • 5)参与蛋白质修饰、选择性降解等
RER呈扁平囊状,排列整齐, 有核糖体附着
SER呈分支管状或小泡状,无核糖体附着。
• RER功能是合成各种蛋白,分泌旺盛细胞中 较多,未分化细胞和肿瘤细胞中较少。
• SER是脂类合成场所,常为出芽位点,将合 成的proteins和lipids运到高尔基体
• SER是ER管道网络的一部分
肌质网 (sacroplasmic reticulum)
• 将分泌蛋白的mRNA在无细胞体系中翻译时, 如不加RER小泡,获得的翻译产物的长度比从 细胞中分泌出的蛋白质长。如在这种无细胞体 系中添加RER小泡,翻译产物与从细胞中分泌 出来的蛋白质长度相同。因此推测信号序列在 引导蛋白质进入内质网后被切除了。
(2)蛋白水解酶实验证明多肽在合成的同时就开 始向ER转运:
3、脂的合成与转运
• SER是脂类合成主要场所。甘油三酯是 由SER合成并贮存ER腔中。
• 细胞膜所需的膜脂全都在SER合成, SER上有合成磷脂所需的酶。
• SER合成的磷脂由胞质面转向ER腔面, 转位由ER膜中翻转酶帮助完成。
SER合成磷脂向其它膜结构转运 的2种方式:
1. 通过水溶性载体蛋白-磷脂交换蛋白(PEP), 在膜结构间转移磷脂:PEP与磷脂结合形成水 溶性复合物进入cytosol,扩散遇上其它膜后, PEP释放磷脂,将它插在膜上。

2质膜、细胞质基质

2质膜、细胞质基质

AC CC AC
49
(1)α亚单位
控制着被降解底物进入蛋白酶体 α环中央口被α亚单位N末端肽链所 占据, α环完全关闭 α 3亚单位 控制环口的关闭 7个亚单位均无催化活性,但可提供 调节亚单位复合体的锚定位点 含核定位信号,可标定蛋白酶体进 入核内。
允许降解产物出蛋白酶体
AC CC AC
真核
细胞
2
质 膜 (PM)
双层膜包绕的细胞器:线粒体、叶绿体、 细胞核。
生物膜 (biomembrane):细胞内的所有膜 相结构的统称。
细胞膜(cell membrane):曾指质膜,现 泛指包绕细胞质和细胞器的界膜。
《细胞生物学名词》第二版 2009 科学出版社
3
第一节 质膜的化学组成与分子结构 膜脂的种类和分子结构 质膜的蛋白质 质膜的复合糖类 质膜的分子结构模型
45
一 蛋白酶体的结构
真核细胞中蛋白酶体存在于细胞质和细胞核, 是分解内源性蛋白质的主要酶系统
真核细胞中蛋白酶体在密度梯度离心中的沉降 系数为26S,又称为26S蛋白酶体。
26S蛋白酶体由一个20S核心颗粒(core particle,CP)和1-2个19S调节颗粒( regulator particle, RP)组成
Peripheral protein
13
四、质膜的分子结构
流动镶嵌模型 (fluid mosaic model)
1972 年 提出。Singer, S. J. and Nicolson, G. L., Science 1972; 175: 720-731
•流动镶嵌模型 (fluid mosaic model)
存在方式: 糖缀合物 (glycoconjugates, 或糖复合物) :由糖类与非糖分子通过糖苷键 (glycosidic linkage)共价结合而成,包括 糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂。

细胞质基质的化学成分12内膜系统讲课教案

细胞质基质的化学成分12内膜系统讲课教案
f、 信号肽酶切除信号肽 g、蛋白质合成结束
2、蛋白质的折叠
3、蛋白质的糖基化作用
蛋白质的糖基化:指单糖或寡糖与蛋白质共价
结合形成糖蛋白的过程。
糖与蛋白质的连接方式:
N—连接的寡糖蛋白:发生在RER腔内 O—连接的寡糖蛋白:发生在高尔基复合体 4、蛋白质的运输 5、糙面内质网与膜脂的合成
(二)SER的功能
H2O2酶
RH2 + H2O2
R + 2H2O
核糖体 (ribosome)
一、核糖体的一般特征
(一)核糖体的形态结构
在电镜下,核糖体是一种电子密度较高的圆形或椭 圆形致密小颗粒,直径15~30nm。每个核糖体由大、小 两个亚基组成。
大亚基侧面观略呈圆锥形,在一侧伸出三个突起, 称为中央突、柄和嵴。
为异二聚体。SRP能与SRP及其核糖体 复合体结合,并把它们引导至内质网 膜上被称为移位子的通道蛋白。
②新生多肽链合成并转移至内质网腔的主要 过程:
a、胞质游离核糖体合成信号肽 b、SRP与信号肽结合 c、SRP-核糖体复合体附着到内质网膜上 d、SRP释放与移位子通道蛋白孔道的打开 e、蛋白质协同翻译转运
四、GC的功能
(一) GC对蛋白质的加工 1、蛋白质的糖基化作用 (1)O —连接糖基化作用,全部在GC中 进行。 (2)N—连接寡糖糖蛋白在GC进一步被加工成熟。 2、溶酶体酶的磷酸化修饰
RER合成的 N—连接寡糖蛋白 GC 加 Pi基团
溶酶体蛋白
3、 分泌蛋白质部分肽链的水解
无活性前体
1、脂类的合成与转运
2、解毒作用 3、糖原代谢
4、储存和调节Ca2+浓度(肌质网) Ca2+--ATP酶将细胞质基质中的Ca2+泵入肌质

第六章细胞质基质与细胞内膜系统

第六章细胞质基质与细胞内膜系统

第六章细胞质基质与细胞内膜系统填空题1. 在内质网上合成的蛋白主要包括等。

2. 蛋白质的糖基化修饰主要分为,指的是蛋白质上的直接连接,和,指的是蛋白质上的与直接连接。

3. 肌细胞中的内质网异常发达,被称为。

4. 原核细胞中核糖体一般结合在。

5. 真核细胞中,6. 内质网的标志酶是7. 细胞质中合成的蛋白质如果存在在序列,则该蛋白被定位到内质网膜上。

8. 高尔基体的标志酶是。

9. 具有将蛋白进行修饰、分选并分泌到细胞外的细胞器是10. 被称为细胞内大分子运输交通枢纽的细胞器是。

11. 蛋白质的糖基化修饰中,N-连接的糖基化反应一般发生在,而O -连接的糖基化反应则发生在12. 蛋白质的水解加工过程一般发生在13. 从结构上高尔基体主要由14. 植物细胞中与溶酶体功能类似的结构是和糊粉粒。

15. 根据溶酶体所处的完成其生理功能的不同阶段,大致可将溶酶体分为。

16. 溶酶体的标志酶是17. 被称为细胞内的消化器官的细胞器是。

18. 真核细胞中,酸性水解酶多存在于中。

19. 溶酶体酶在合成中发生特异性的糖基化修饰,既都产生。

20. 电镜下可用于识别过氧化物酶体的主要特征是21. 过氧化物酶体标志酶是。

22. 植物细胞中过氧化物酶体又叫。

23. 信号假说中,要完成含信号肽的蛋白质从细胞质中向内质网的转移需要细胞质中的和内质网膜上的的参与协助。

1. 在内质网上进行的蛋白合成过程中,肽链边合成边转移到内质网腔中的方式称为。

而含导肽的蛋白质在细胞质中合成后再转移到细胞器中的方式称为。

1. 在内质网上继续合成的蛋白中如果存在2. 在细胞质内以膜的分化为基础形成很多重要的细胞器:是生物分子合成的基地,脂质、糖类与很多蛋白质分子在其表面合成并分选运输;是合成物加工、包装、与运输的细胞器;使细胞内的消化系统;主要供应细胞生命活动所需要的能量,它们均为双膜封闭系统。

3. 细胞质基质主要含有的蛋白质是4. 现已证明,几乎全部的和多种都在内质网膜上合成。

细胞生物学 第四章

细胞生物学 第四章

第二节 内质网
2.脂类的合成
内质网是脂类合成的重要场所。已经实验证明,大部分膜的脂双 层是在内质网组装的。ER膜能合成几乎所有细胞需要的脂类,包括磷 脂和胆固醇。其中最主要的磷脂是磷脂酰胆碱 (又称卵磷脂)。磷脂 酰胆碱是由两个脂肪酸、一个磷酸甘油和一个胆碱在三种酶的催化下 合成的。这些酶位于sER的脂类双层内,它们的活性部位都朝向细胞 质基质。这样,新合成的脂类分子最初只嵌入sER脂类双层的细胞质 基质面。磷脂酰胆碱的合成过程如图4-7所示。首先由酰基转移酶催 化细胞质中的脂酰辅酶A和3-磷酸甘油,将2个脂肪酸加到磷酸甘油上, 形成磷脂酸,磷脂酸为非水溶性化合物,合成后便保留在脂类双层中; 然后,在磷酸酶的作用下,将磷脂酸转化为二酰基甘油;最后,再在 胆碱磷酸转移酶的催化下,由二酰基甘油和CDP-胆碱合成磷脂酰胆碱。 除磷脂酰胆碱外,其它几种磷脂,如磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸以 及磷脂酰肌醇等都以类似的方式合成。
类型与形态差异很大。
图4-1 内质网立体结 构模式图
ห้องสมุดไป่ตู้
第二节 内质网
2.内质网的类型
根 据 内 质 网 表 面 有 无 核 糖 体 , 可 分 为 糙 面 内 质 网 ( rough endoplasmic reticulum,rER) 和 光 面 内 质 网 ( smooth endoplasmic reticulum, sER)两种基本类型。
第二节 内质网
在内质网膜上合成的磷脂很快就由细胞质基质侧转向 内质网膜腔面,其中有的插入到脂双分子里,有的向其它 膜转运。其转运主要有两种方式:一种是以出芽的方式, 以运输小泡转运到高尔基体、溶酶体和细胞膜上;另一种 方式是凭借一种水溶性的载体蛋白,即磷脂转换蛋白 (phospholipid exchange protein,PEP)在膜之间转移磷脂。 其转运模式是:PED与磷脂分子结合形成水溶性的复合物 进入细胞质基质,通过自由扩散,直到靶膜时,PEP将磷 脂释放出来,并安插在膜上,结果使磷脂从含量高的膜转 移到缺少磷脂的膜上。细胞中转移到线粒体或过氧化物酶 体膜上的磷脂就是通过此方式转运的。

细胞生物学课件:第四章-内膜系统

细胞生物学课件:第四章-内膜系统
控制蛋白质的寿命(稳定性):蛋白质N端第 一个氨基酸残基决定蛋白质的寿命。甲硫氨基酸、 丝氨酸、苏氨酸、丙氨酸、缬氨酸、半胱氨酸、 甘氨酸或脯氨酸——稳定;其它12种——不稳定。
降解或纠正变性和错误折叠的蛋白质
核糖体(ribosome)
无被膜。主要 成分是蛋白质 (40%,表面) 和rRNA(60%, 内部). 唯一功能就是 按mRNA指令 合成多肽链。
以及肽链延伸时与mRNA结合
核糖体蛋白的作用:
1、对 rRNA折叠成有功能的三维结构十分必要。
2、蛋白质合成中核糖体空间构像发生一系列变 化,r蛋白对此起一定微调作用。
3、在核糖体的结合位点上,r蛋白与rRNA共同 行使功能。
内质网
Endoplasmic reticulum
是由封闭的膜系统及其围成 腔形成互相沟通的网状结构 占膜系统的一半。 占细胞总体积的10%以上。
70S——原核细胞、真核细胞线粒体 和叶绿体内。50S + 30S。
通常情况下。大小两个亚基游离于细胞质基质中。 当小亚基与mRNA结合后,大小亚基才结合成完整 的核糖体(自我装配),进行肽链合成。合成终止 后,大小亚基解离,又分别游离于细胞质基质中。
核糖体中,rRNA起主要作用:
1、具有肽酰转移酶活性。 2、为 tRNA提供结合位点(A、P、E)。 3、为多种蛋白合成因子提供结合位点。 4、蛋白合成起始时参与同mRNA选择性地结合,
与其它细胞器关系
形态结构
内质网膜上可能有某种特殊的 装置,将rER和sER间隔开。 Rough endoplasmic reticulum 扁囊。是内质网与 核糖体的复合体。合成分泌性蛋白和多种膜蛋白。 Smooth endoplasmic reticulum 分支管道。占很少 区域。出芽位点。合成脂类 。

1.第7章 细胞质基质与内膜系统 习题作业

1.第7章 细胞质基质与内膜系统 习题作业

第七章 细胞质基质与内膜系统一、选择题1.下列哪种细胞器与内质网在结构功能以及发生有联系,同属内膜系统( )A.高尔基体B.线粒体C.叶绿体D.过氧化物酶体2.细胞中变性或错误折叠的蛋白质往往在( )被降解A.溶酶体B.蛋白酶体C.高尔基体D.胞内体3.以下哪种蛋白不属于分子伴侣( )A.HSP70B.结合蛋白(binding protein)C.蛋白二硫键异构酶D.泛素4.在下列哪种细胞中发生的其代谢反应需要氧( )A.内质网B.高尔基体C.高尔基体D.过氧化物酶体5.细胞内对合成蛋白进行“质量监控”的重要细胞器是( )A.溶酶体C.线粒体D.高尔基体6.内质网合成的磷脂分子转运到溶酶体膜上去的方式是( )A.以出芽方式通过膜泡转运B.通过磷脂交换蛋白转运C.跨膜转运D.自由扩散7.生物膜具有不对称性,以下描述错误的是( )A.膜蛋白具有不对称性B.膜脂具有不对称性C.糖蛋白或糖脂的寡糖链都位于非胞质一侧D.膜蛋白或膜脂的不对称性与高尔基体有关,而与内质网无关8.下列有关蛋白质糖基化的叙述错误的是( )A.N-连接的糖基化起始于内质网,完成于高尔基体B.O-连接的糖基化发生在高尔基体中C.在高尔基体中发生N-连接糖基化时是将14糖的寡糖链通过酶转移天冬酰胺酰基残疾上D.高尔基体糖基化相关酶的活性在其腔面9.肝细胞的解毒作用主要是通过以下哪种细胞器的氧化酶系进行的( )A.线粒体B.叶绿体C.细胞质膜D.光面内质网10.以下哪种蛋白质在合成过程中与糙面内质网上有关( )A.向细胞外分泌的蛋白C.细胞质基质中的驻留蛋白D.核糖体蛋白11.与内质网应急反应启动无关的是( )A.钙稳态失衡B.未折叠蛋白在内质网内超量积累C.错误折叠蛋白在内质网内超量积累D.无蛋白质合成12.细胞中能够分选胞吞的大分子物质的是( )A.胞内体B.高尔基体反面管网结构(TGN)C.滑面内质网D.糙面内质网13.高尔基体是一种极性细胞器,对其理解错误的是( )A.在结构上有顺面和反面之别B.在内含物上各膜囊中的成分不一样C.在功能上个膜囊中的生化反应不一样D.在发生上各膜囊没有相关性14.蛋白质糖基化通常有两种连接方式,即N-连接和O-连接( )A.它们先后在rER和sER上形成B.它们先后在rER和高尔基体上形成C.它们先后在sER和高尔基体上形成D.它们先后在rER和细胞质里形成15.O-连接糖基化的寡糖链连接在蛋白质的下列哪个氨基酸残基上( )A.天冬酰胺C.谷氨酸D.丝氨酸或苏氨酸16.对溶酶体描述错误的是()A.膜上富含质子泵B.含有大量酸性水解酶C.能消化降解细胞中错误折叠的蛋白质D.是细胞内一种消化性细胞器17.在蛋白质糖基化过程中,连接在多肽链的第一个糖基通常是( )A.N-乙酰氨基半乳糖B.N-乙酰氨基葡糖胺C.N-乙酰氨基甘露糖D.N-乙酰氨基木糖18.以下不存在6-磷酸甘露糖(M6P)受体的结构是( )A.细胞质膜B.高尔基体反面膜囊C.次级溶酶体D.初级溶酶体19.以下哪种途径不是溶酶体消化降解的底物来源途径( )A.吞噬作用降解的蛋白B.胞饮作用降解的蛋白C.自噬作用降解的蛋白D.泛素标记的蛋白20.有关过氧化物酶体,不正确的是( )A.过氧化物酶体又称微粒体B.过氧化物酶体不含有自身遗传物质C.新的过氧化物酶体可以由成熟过氧化物酶体经分裂增殖产生D.过氧化物酶体是一种异质性细胞器二、判断题1.合成进入内膜系统的蛋白质的核糖体与合成停留在细胞质基质中的蛋白质的核糖体结构不同。

第七讲 细胞质基质和内膜系统

第七讲 细胞质基质和内膜系统

细胞质基质是一个高度有序的体系: 蛋白质直接或间接地与细胞骨架或生 物膜结合; 蛋白之间或与其他大分子之间可形成 复合体。
蛋白质 核糖体 mRNA
tRNA
骨架蛋白
二、 细胞质基质的功能
1.完成中间代谢:糖酵解过程、磷酸戊糖途径、糖
醛酸途径、糖原的合成与部分分解,蛋白质的分选 及转运。
2. 维持细胞形态和运动、胞内物质运输及大分 子定位:通过细胞质骨架实现,把蛋白质、
脂类合成旺盛细胞:
肝、骨骼肌及肾上腺皮质细胞
特化细胞:
肌肉细胞中的肌质网(sarcoplasmic reticulum)
二、 内质网的化学组成
1 脂类 膜脂主要是磷脂,卵磷脂多,鞘磷脂少,少或不含 胆固醇。 2 蛋白 膜结合及内质网腔蛋白各~30多种,呈异质性分布: 葡糖-6-磷酸酶(内质网标志酶): RER & SER; 核糖体结合糖蛋白(ribophorin): RER;
(二)蛋白质的修饰与加工
糖基化 羟基化 酰基化 形成二硫键
蛋白糖基化

N-连接糖基化: 寡糖基与多肽链中的Asn共价连接, 同Asn直接连接的是N-乙酰葡萄糖胺。
O-连接糖基化 寡糖基与多肽链中的Ser、Thr、Hyp共价连接, 与aa残基相连的是N-乙酰半乳糖胺。 发生在高尔基体中。

N连接糖基化: 糖基化和多肽合成同时进行 糖前体:寡糖多萜醇中间产物。 催化酶:ER膜内侧面的糖基转移酶。
(五)内质网的其他功能(滑面内质网)
1)外输性脂类的合成
SER包含一整套合成脂类的酶系,合成 几乎所有脂类(除了合成膜脂以外,还合成包 括脂肪、磷脂、胆固醇滑面内质 网胞质面附着的糖原颗 粒,可被6-磷酸葡萄糖 酶催化降解,生成葡萄 糖。

细胞生物学(翟中和)细胞质基质与内膜系统

细胞生物学(翟中和)细胞质基质与内膜系统

第七章细胞质基质与内膜系统细胞内区室化(compartmentalization)是真核细胞结构和功能的基本特征之一。

与原核细胞物不同,真核细胞具有复杂的内膜系统,把细胞质区分成不同的功能区隔。

细胞内被膜区分为3类结构:细胞质基质内膜系统(主要包括内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体和分泌泡等)其它膜相细胞器(如线粒体,叶绿体,过氧化物酶体,细胞核)第一节细胞质基质及其功能细胞质基质: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,占据着细胞膜内、细胞核外的细胞内空间,称细胞质基质。

一、细胞质基质的含义细胞质基质是一种高度有序的、有精细区域化的、动态的凝胶结构体系。

(不是简单、均一的溶液)二、细胞质基质的功能1. 进行各种生化代谢活动(糖酵解、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等)2. 为部分蛋白质合成和脂肪酸合成提供场所3.和细胞骨架一起,辅助完成物质的运输、细胞的运动、维持细胞形态4. 维持细胞器的实体完整性,供给细胞器行使功能所需要的底物,提供细胞生命活动所需要的离子环境5.修饰或降解蛋白质(1)蛋白质的修饰与辅酶或辅基的结合、磷酸化和去磷酸化、糖基化、甲基化、酰基化等(2)控制蛋白质的寿命真核细胞的细胞质基质中,有一种识别并降解错误折叠或不稳定蛋白质的机制:泛素化和蛋白酶体介导的蛋白质降解途径。

共价结合泛素的蛋白质能被蛋白酶体识别和降解,这是细胞内短寿命蛋白和错误折叠或异常蛋白降解的普遍途径,泛素相当于蛋白质被摧毁的标签。

(3)降解变性和错误折叠的蛋白质变性和错误折叠的蛋白质的降解作用,可能涉及对畸形蛋白质所暴露出的氨基酸疏水基团的识别,并由此启动对蛋白质N端第1个氨基酸残基的作用,结果形成了N端不稳定信号,被依赖于泛素的蛋白酶体途径彻底降解。

(NOTE:另一条途径是溶酶体消化清除。

)(4)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主要靠热休克蛋白(heat shock protein, HSP)来完成。

细胞生物学第七章和第八章 课后思考题

细胞生物学第七章和第八章 课后思考题

第七章细胞质基质与内膜系统1.流感病毒包着一层膜,膜上含有能被酸性pH活化的融合蛋白,活化以后,此蛋白质引起病毒膜与细胞膜融合。

有一种古老的民间治疗流感的方法,建议患者到马棚内过一夜。

听起来可能很怪,但是这项建议有一个合理的解释。

马棚中的空气含有马尿中的细菌产生的氨气(NH3)。

请解释NH3如何能保护细胞免受病毒感染。

答:流感病毒通过内吞作用进入细胞然后被递送到内体,在这里它处于酸性的pH中,激活了它的融合蛋白。

病毒的膜与内体膜融合,释放病毒基因组到细胞质。

NH3是一个可以迅速穿透膜的小分子。

因此,它可以通过扩散作用进入所有包括内体在内的细胞内区室。

一旦区室内是酸性pH, NH3结合H+ 形成NH4+ ,这是一个带电离子因而不能通过扩散作用穿膜。

NH4+因此在酸性区室聚集并升高pH。

当内体的pH升高,病毒依然被内吞,但是由于病毒融合蛋白不能被激活,因而病毒不能进入细胞质。

第八章蛋白质分选和膜泡运输1.Which of the following statements are correct? Explain your answers.A.The amino acid sequence Leu-His-Arg-Leu-Asp-Ala-Gln-Ser-Lys-Leu-Ser-Ser is a signal sequence that directs proteins to the ER.氨基酸序列Leu-His-Arg-Leu-Asp-Ala-Gln-Ser-Lys-Leu-Ser-Ser是一个指引蛋白质到内质网中去的信号序列。

错。

引导蛋白质到内质网膜的信号序列包括一个含8个以上疏水氨基酸的核心。

这里显示的这个序列包括很多亲水氨基酸侧链,包括带电氨基酸组氨酸、精氨酸、天冬氨酸和赖氨酸,以及不带电的亲水氨基酸谷氨酰胺和丝氨酸。

B.Transport vesicles deliver proteins and lipids to the cell surface.转运膜泡将蛋白质和脂质运到细胞表面。

细胞质基质与细胞内膜系统ppt课件

细胞质基质与细胞内膜系统ppt课件

网格蛋白
• 作用:①负责蛋白质从 高尔基体TGN向质膜、 胞内体或溶酶体、植物 液泡的运输;②在受体 介导的细胞内吞途径中 负责 物质从质膜到细胞 质以及胞内体到溶酶体 的运输
• 结构:①衣被,由网格 蛋白(clathrin,笼形蛋 白)构成的蜂巢样外层网 络;②内壳,由接合素 蛋白(adaptor)构成,连 接网格蛋白与膜受体
3.蛋白质分选途径
• 共转移(cotranslocation) ,在信号肽的作用下,新 生肽边合成边转入糙面内质网腔中,随后经高尔基体 运至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外。
细胞质 基质
线粒体 过氧化物酶体
细胞核
• 后转移(post translocation) ,蛋白质在细胞质基质
中合成以后再在某种信号序列的指导下进入到线粒体、
二、高尔基体
1 形态
• 靠细胞核的一面, 呈凸面,称顺面 (cis face),
• 面向细胞膜的一面, 呈凹面,反面 (trans face)
中间膜囊(medial)
2 功能
sER上合成蛋白质→ 进 入ER腔→以出芽形式 形成囊泡→进入 CGN→在medial Golgi 中加工→在TGN形成 囊泡→囊泡运送到质膜 →融合、排出
• 与细胞质骨架相关的功能,维持细胞形态、 细胞运动、胞内物质运输及能量传递等
• 蛋白质的分选与运输
• 蛋白质的修饰及选择性降解
细胞内部组成的区分
• 细胞核 • 内膜系统 • 线粒体和叶绿体
1 内质网的形态结构
• 粗面内质网(rER):呈扁平囊状, 有核糖体附 着。合成蛋白质。
• 光面内质网(sER):分支管状或小泡状,无核 糖体附着。是脂化修饰、糖脂的形成、与高尔 基体有关的多糖的合成。

第六章 细胞质基质与细胞内膜系统

第六章 细胞质基质与细胞内膜系统

第六章细胞质基质与细胞内膜系统填空题1.在内质网上合成的蛋白主要包括、、等。

2.蛋白质的糖基化修饰主要分为,指的是蛋白质上的与直接连接,和,指的是蛋白质上的与直接连接。

3.肌细胞中的内质网异常发达,被称为。

4.原核细胞中核糖体一般结合在,而真核细胞中则结合在。

5.真核细胞中,是合成脂类分子的细胞器。

6.内质网的标志酶是。

7.细胞质中合成的蛋白质如果存在,将转移到内质网上继续合成。

如果该蛋白质上还存在序列,则该蛋白被定位到内质网膜上。

8.高尔基体的标志酶是。

9.具有将蛋白进行修饰、分选并分泌到细胞外的细胞器是。

10.被称为细胞内大分子运输交通枢纽的细胞器是。

11.蛋白质的糖基化修饰中,N-连接的糖基化反应一般发生在,而O-连接的糖基化反应则发生在和中。

12.蛋白质的水解加工过程一般发生在中。

13.从结构上高尔基体主要由、和和组成。

14.植物细胞中与溶酶体功能类似的结构是、和糊粉粒。

15.根据溶酶体所处的完成其生理功能的不同阶段,大致可将溶酶体分为、和。

16.溶酶体的标志酶是。

17.被称为细胞内的消化器官的细胞器是。

18.真核细胞中,酸性水解酶多存在于中。

19.溶酶体酶在合成中发生特异性的糖基化修饰,既都产生。

20.电镜下可用于识别过氧化物酶体的主要特征是。

21.过氧化物酶体标志酶是。

22.植物细胞中过氧化物酶体又叫。

23.信号假说中,要完成含信号肽的蛋白质从细胞质中向内质网的转移需要细胞质中的和内质网膜上的的参与协助。

1.在内质网上进行的蛋白合成过程中,肽链边合成边转移到内质网腔中的方式称为。

而含导肽的蛋白质在细胞质中合成后再转移到细胞器中的方式称为。

1.在内质网上继续合成的蛋白中如果存在序列,则该蛋白将被定位到细胞膜上。

2.在细胞质内以膜的分化为基础形成很多重要的细胞器:是生物分子合成的基地,脂质、糖类与很多蛋白质分子在其表面合成并分选运输;是合成物加工、包装、与运输的细胞器;使细胞内的消化系统;主要供应细胞生命活动所需要的能量,它们均为双膜封闭系统。

细胞生物学6(1)

细胞生物学6(1)

第六章细胞质基质与细胞内膜系统1. M6P受体蛋白是高尔基体反面网络上特有的受体蛋白,主要起到分拣溶酶体酶的作用。

F,M6P受体也位于细胞质膜上。

2. 网格蛋白和外被体蛋白小泡的装配都需要衔接蛋白。

F,外被体蛋白小泡的装配不需要衔接蛋白。

3. TGN是高尔基复合体的反面管状和球状结构,其功能是分拣由粗面内质网合成的蛋白质,分送到不同部位。

T4. 溶酶体的膜中有质子泵,可利用ATP将氢质子泵出溶酶体,维持溶酶体腔内的低pH。

F,将氢质子泵进溶酶体。

5. 光面内质网具有下列功能∶糖原分解、解毒作用、蛋白质的糖基化以及脂的合成。

F,不能进行蛋白质的糖基化;6. 内质网中滞留的蛋白质之所以不能外运,是因为它们不能正确折叠。

F,是因为具有KDEL信号。

7. 膜脂是在内质网上合成的,它的运送也是靠小泡运输的方式完成的。

F,除了小泡运输外,还有脂交换蛋白。

8. 核糖体同内质网的结合是功能性的,同时也是暂时性的。

T,核糖体同内质网的结合是由新生肽的信号序列决定的,即由mRNA中的密码决定的,这种肽的运输起始于内质网,核糖体同内质网的结合是为了新生肽的运输,所以是功能性的。

一旦新生肽合成完毕,核糖体就要同内质网脱离,进入再循环,所以是暂时性的。

9. 真核细胞内脂的合成主要是在光面内质网上进行。

T10. 高尔基复合体是具有极性的细胞器,有形成面和成熟面之分,但它们的功能都是一样的。

F,两面的功能是不同的,反面网络具有分选作用。

11. 粗面内质网除参与蛋白质合成外,还具有脂合成作用。

F,不能进行脂合成。

12. 转运内吞是一种特殊的内吞作用,受体和配体在内吞过程中并未作任何处理,只是从一个部位转运到另一个部位。

T13. 信号斑(Signal patch)是一种特殊的信号肽,它通过形成三维结构来引导蛋白质的运输。

T14. Fe3+离子的跨膜运输是通过载体蛋白的变构作用进行的。

F,由载铁蛋白通过受体介导的胞吞作用进行的。

15. COPⅠ和COPⅡ两种被膜小泡都是介导从内质网向高尔基体的运输。

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可溶性蛋白质转入内质网合成的过程: 翻译进行到50-70个氨基酸残基,信号肽与SRP结 合→肽链延伸终止→SRP与受体结合→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。
四.蛋白质共翻译转运的机理:信号假说 Cotranslational translocation
(a) 在不含RER小泡的无细胞体 系中翻译分泌蛋白,其N-端有信 号序列,故比从细胞中分泌出来 的相同蛋白质肽链长;
(b)在加有RER小泡的无细胞 体系中翻译分泌蛋白,信号序 列在RER小泡中被切除,得到 的产物与从细胞中合成分泌 的相同。
4.蛋白水解酶水解实验
Mic: Microsome (= ER memb) Trp: trypsin; (胰蛋白酶) Tx: Triton-X 110; Detergent(mb降解)
必须有极好的运输机制进行分选定位,信号肽 假说。
信号序列的发现和证实( Signal Hypothesis)
1. 微粒体实验 Colvin Redman 和 David Sabatini用分离的 RER小泡(微粒体)进行无细胞系统的蛋白质合成, 证明了膜结合核糖体上合成的蛋白质进入了微 粒体的腔。
Blobel 于1972年提出信号序列的建议 1975年正式提出信号假说,揭示了细胞中不同 蛋白质在合成后是如何找到自己的工作岗位的 秘密,发现了蛋白质与生具来的“地址签”。 1999年诺贝尔医学奖。
三.新蛋白复合物的发现与信号假说的补充
1. 信号识别颗粒(signal recognition particle,SRP),
有20余种与光面内质网不同的蛋白质;
光面内质网(smooth endoplasmic reticulum,sER)
呈分支管状或小泡状,无核糖体附着。 脂质合成的场所 细胞不含纯粹的RER或SER,它们分别是ER连 续结构的一部分。 与高尔基体结构、功能与发生上的关系密切 驱动蛋白与内质网结合 肌肉细胞中的肌质网是一种特化的SER,称为 肌质网,可贮存Ca2+,引起肌肉收缩。
⑤信号序列与通道中受体结合(Sec61 complex )。蛋白质继续
合成,随着SRP的释放,核糖体上的多肽插入到内质网的蛋白通 道之后,信号序列与通道中的受体(或称信号结合蛋白)结合, 蛋白质的合成重新开始,并向内质网腔转运,在此过程不需要 能量驱动。 ⑥信号肽酶切除信号序列。 当转运完成之后,若转运多肽的信号 序列是可切割的序列则被内质网膜中信号肽酶(signal peptidase)所切割,释放出可溶性的成熟蛋白,切下的信号序列 将被降解。 蛋白质合成结束。蛋白转运通道关闭,核糖体与内质网脱离, 进入细胞基质,开始新的蛋白质合成。
Two main pathways Proteins destined for the ER,Golgi, lysosomes, PM and secretion: synthesized on rER Proteins destined for Mitochondria, Chloroplast, Peroxisome,Nucleus: synthesized on ribosome
Post-translational translocation
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Co-translational translocation
信号假说
① ER转运蛋白质合成的起始。通过ER转运的蛋白合成仍然起 始于胞质溶胶中的游离核糖体。核糖体是蛋白质合成的基本 装置,它并不决定合成蛋白质的去向,合成的蛋白质何去何 从,是由mRNA决定的,也就是说是由密码决定的。
信号假说证明: 基因重组实验(Lingappa的杂合蛋 白研究结果)
(β-lactamase)的信号序列DNA 黑猩猩的α-球蛋白
无细胞的转录和翻译体系+狗组织中分离的ER膜
杂合蛋白出现在ER腔中,而且信号序列被切除 证实了信号假说的正确性 揭示信号序列的重要特性:信号序列没有特异性,并 且原核生物的信号序列在真核生物也是有效的。
为什么有些核糖体合成蛋白质时不同内质网结合,有些 正在合成蛋白质的核糖体要同内质网结合,并将合成的 蛋白质插入内质网? 2. Günter Blobel等的建议 ①分泌蛋白的N-端含有一段特别的信 号序列(signal sequence),可将多肽 和核糖体引导到ER膜上; ②多肽通过ER膜上的水性通道进入ER的腔中,并推 测多肽是在合成的同时转移的。
五.膜蛋白的共翻译转运机理
在粗面内质网上合成的蛋白质有两类:
分泌蛋白
膜蛋白
膜蛋白的共翻译转运较为复杂,首先它要靠疏水区 滞留在内质网上,
另外膜蛋白分单次跨膜和多次跨膜;还有膜蛋白 在膜上的定向问题,即羧基端和氨基端位于内质网 膜的内侧(内质网腔面)还是外侧(胞质溶胶一侧), 还是位于同一侧。
真核细胞中膜结合核糖体和游离核糖体合成的某些蛋白
结合核糖体 分泌蛋白、肽类激素、生长因子 游离核糖体 可溶性胞质溶胶蛋白
消化酶类、血清蛋白
细胞外基质蛋白 释放到ER腔中的蛋白 RER中的酶类、高尔基复合体的酶 溶酶体的酶、整合膜蛋白 ER膜的糖蛋白、高尔基体的膜糖蛋 白 溶酶体膜糖蛋白、质膜糖蛋白
③SRP受体(SPR receptor),是膜的整合蛋白,为异二 聚体蛋白,存在于内质网上,可与SRP特异结合。 ④停止转移序列(stop transfer sequence),肽链上的 一段特殊序列,与内质网膜的亲合力很高,能阻止肽 链继续进入内质网腔,使其成为跨膜蛋白质。
⑤转位因子(translocator),由3-4个Sec61蛋白复合 体构成的一个类似炸面圈的结构,每个Sec61蛋白由 三条肽链组成。
三.新蛋白复合物的发现与信号假说的补充
蛋白质转入内质网合成至少涉及5种成分 ①信号肽(signal peptide),是引导新合成肽链转移到内 质网上 的一段多肽,位于新合成肽链的N端,一般16~30个氨基酸残 基,含有6-15个带正电荷的非极性氨基酸,由于信号肽又是
引导肽链进入内质网腔的一段序列,又称开始转移序列
由6种结构不同的多肽组成,结合一个7S RNA,分子 SRP与信号序列结合,导致蛋白质合成暂停。
2. 停靠蛋白 (docking protein, DP) ,即SRP在内质网
量325KD,属于一种核糖核蛋白(ribonucleoprotein)。
膜上的受体蛋白,它能够与结合有信号序列的SRP牢
牢地结合,使正在合成蛋白质的核糖体停靠到内质网 上来。
(start transfer sequence)。 ②信号识别颗粒(signal recognition particle,SRP),由6种结构 不同的多肽组成,结合一个7S RNA,分子量325KD,属于一 种核糖核蛋白(ribonucleoprotein)。SRP与信号序列结合,导
致蛋白质合成暂停。
跨膜蛋白的定位
The membrane-spanning portions of these proteins are usually α-helical regions consisting of 20 to 25 hydrophobic amino acids. The formation of an α helix maximizes hydrogen bonding between the peptide bonds. The hydrophobic amino acid side chains interact with the fatty acid tails of the phospholipids.
Test hypothesis using in vitro cell-free translation system:
3. 信号序列存在的直接证据(Milstein’s experiment) Signal peptide?

Does a leader peptide exist with in vitro translation? Experiment #1: No ER membrane.
(二)ER的功能
ER是细胞内蛋白质与脂类合成的基地,几乎全部
脂类和多种重要蛋白都是在内质网合成的。
rER的功能
sER的功能
rER的功能 主要功能是帮助膜结合核糖体合成的蛋白质转运。 膜结合核糖体上合成的蛋白质与游离核糖体上合成
的蛋白质去向是不同的。
蛋白质合成 蛋白质的修饰与加工 新生肽的折叠与组装
Trypsin
一.信号序列的一般特征及早期信号假说 1. 信号序列的一般特征 长度一般为15~35个氨基酸残基, N-末端含有1个或多个带正电荷的氨基酸,其 后是6~12个连续的疏水残基; 在蛋白质合成中将核糖体引导到内质网,进入 内质网后通常被切除。
二.早期的信号假说
(1)分泌蛋白的合成始于细胞质中的游离核糖体; (2)合成的N-端信号序列露出核糖体后,靠自由碰 撞与内质网膜接触,然后靠N-端信号序列的疏 水性插入内质网的膜; (3)蛋白质继续合成,并以袢环形式穿过内质网的膜; (4)如果合成的是分泌的蛋白,除了信号序列被信号 肽酶切除外,全部进入内质网的腔,若是膜蛋白, 则由一个或多个停止转移信号将蛋白质锚定在 内质网膜上。
③核糖体附着到内质网上。结合有信号序列的SRP通过它的第三 个结合位点与内质网膜中受体(停靠蛋白)结合, 将核糖体附着到 内质网的蛋白质转运通道(protein-translocating channel) 。 ④SRP释放与蛋白质转运通道的打开。当SRP-信号序列-核糖体 -mRNA复合物锚定到内质网膜后,SRP受体将其结合的GTP水解 同时将SRP释放出来,此时蛋白转运通道打开,核糖体与通道结合, 新生的肽插进通道。释放的SRP又回到胞质溶胶中循环使用。内 质网膜蛋白质转运通道是一个多蛋白的复合物。
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