第3章 膜-胞吞胞吐

Clathrin—coated pits and vesicles 笼形蛋白被膜窦和被膜泡
• 高尔基体“外排”(即“胞吐”)蛋白质和质 膜上内吞物质时都涉及到笼形蛋白被膜窦和 笼形蛋白被膜泡的形成; • 质膜上的被膜区(coated region)内陷形成被 膜窦(coated pits); 被膜窦从膜上脱落后形成 被膜泡(coated vesicles); • 被膜窦和被膜泡的细胞质一侧包裹着一层致 密的物质, 其主要成分是笼形蛋白(clathrin)。
• 所有细胞通过固有途径持续分泌蛋白质,仅有 少数特化的细胞应对一定刺激时通过可调节 的分泌途径分泌蛋白质.
Endocytosis 内吞作用/胞吞
[ˌendəusai'təusis]
• 胞吞是细胞从细胞外空间摄取大分子的过程, 大分子通过(质膜凹陷)形成细胞内囊泡,并从 质膜上脱落而穿越质膜.
Endocytosis 内吞作用/胞吞
Regulated secretory pathway
• 可调节分泌途径：
*分泌蛋白质最初是贮存在从高尔基上出芽
形成的网格蛋白包被的分泌小泡中；
*网格蛋白解聚，而小泡留存在胞质中，直
至有信号使它们与质膜融合，释放内含物。
*存在于针对某一特异刺激迅速分泌产物的特
化细胞（如神经细胞产生神经递质）。
Exocytosis/ 胞吐
• Regulated secretory pathway 可调节分泌途径
Constitutive secretory pathway
1.被分泌的蛋白质在核糖体（连于粗面内质网上） 上翻译，然后以膜被小泡的形式在粗面内质网上出 芽; 2.膜被小泡在胞质中迁移与高尔基体膜融合（在转 运过程中发生翻译后修饰），在高尔基体分选中心 包装成分泌小泡; 3.（含有不同定位信号的分泌小泡将导向细胞相应 的部位，如溶酶体中)，不含定位信号的分泌小泡 经过胞浆，到达质膜，膜与质膜融合，内容物释放， 称为固有分泌途径。 *所有细胞都具有这个途径；
Pinocytosis 胞饮作用
当胞饮小泡形成时， 少量胞外体液被包在 小泡中被摄入细胞
首先以网格蛋白 的形式包被
然后网格蛋白 解体释放内含物 到溶酶体中
Receptor-mediated endocytosis 受体介导的内吞作用
细胞外大分子物质通 过与细胞膜上的专一 性表面受体蛋白结合 后而被选择性内吞。 其中受体与大分子复 合物积累在笼形蛋白 包被的质膜内陷小窝 中，再通过笼形蛋白 介导的囊泡内吞。
大分子的运送
大分子的运送
• Exocytosis 胞吐作用 [.eksəusai'təusis] • Endocytosis 内吞作用 [.endəusai'təusis] • Phagocytosis 吞噬作用 [fægə.sai'təusis]
• Pinocytosis 胞饮作用 [.painəusai'təusis] • Receptor-mediated endocytosis 受体介导的内吞作用 • Clathrin-coated pits and vesicles 笼形蛋白被膜窦和被膜泡
Phagocytosis 吞噬作用
1. 原生动物的捕 食方式： 食物在溶酶体 中消化。 2. 多细胞生物中 保护机体，防止感 染： 通过巨噬细胞 和白血细胞吞噬入 侵的微生物。
Pinocytosis 胞饮作用
所有真核细胞以 小的囊泡的形式 将细胞周围的溶 液（或极小的颗 粒物质）吞入细 胞内的过程。
Transport vesicle 转运小泡
网格蛋白
Lysosome
溶酶体
Golgi
高尔基体
Ribosomes
核糖体
Rough ER
粗面内质网
Exocytosis
['kɔnstitju:tiv]
• Constitutive secretory pathway 固有分泌途径
[si'kri:təri]
在胞吞作用中，这些小泡迁移到细胞中，丢失网 格蛋白，形成早期内体；早期内体向高尔基体和 核迁移，在与溶酶体融合前形成晚期内体。
Receptor-mediated endocytosis 受体介导的内吞作用
• 受体介导的内吞作用能特异地浓缩胞外低浓 度的特定大分子，因而增加了摄取的效率而 不必大量地摄入胞外液体。 • 许多病毒和毒素是以受体介导的内吞作用进 入动物细胞的。 • 研究得最深入的受体介导的内吞过程是哺乳 动物细胞摄取胆固醇。
Clathrin 笼形蛋白
Clathrin—coated pits and vesicles 笼形蛋白被膜窦和被膜泡
• 笼形蛋白由三条大的和小的多肽链组成， 形成三臂结构，组成三脚蛋白复合体，可 装配成六面体和十面体，在质膜上呈篮状 凸起，用于形成包被小窝。该蛋白在进化 中高度保守。 • 网格蛋白复合体是质膜发生凹陷的驱动力， 当进一步有网格蛋白加入形成一完整的笼 时，网格蛋白包被的小窝出芽，形成包被 小泡。
来自百度文库
Low density lipoprotein (LDL) and Apo-B protein
• 胆固醇主要在肝细胞 中合成，随后与磷脂 和蛋白质形成低密脂 蛋LDL，释放到血液 中。 • LDL芯部为酯化的胆 固醇分子，周围的脂 单层包含磷脂和未酯 化胆固醇以及一个 apolipoprotein B100，Apo-B 可以和 靶膜上的受体结合。
胆固醇水平的调节
• 细胞对胆固醇的利用具有调节能力，当细胞中的胆 固醇积累过多时，细胞即停止合成自身的胆固醇， 同时也关闭了LDL受体蛋白的合成途径，暂停吸收 外来的胆固醇。 • 有的人因为LDL受体蛋白编码的基因有遗传缺陷， 造成血液中胆固醇含量过高，因而会过早地患动脉 粥样硬化症（atherosclerosis），这种人往往因易 患冠心病而早逝。
Uptake of cholesterol in mammal 哺乳动物摄取胆固醇
• 胆固醇主要在肝细胞中合成，随后与磷脂和蛋白质 形成低密脂蛋白（low-density lipoproteins，LDL）， 释放到血液中。 • LDL颗粒的质量为3 X 106Da，直径20~30nm，芯 部含有大约1500个胆固醇分子，这些胆固醇分子被 酯化成长链脂肪酸。芯部周围由一脂单层包围，脂 单层包含磷脂分子和未酯化的胆固醇以及一个非常 大的单链糖蛋白质阿朴脂蛋白 (apolipoprotein B100)，这个蛋白质分子可以和靶膜上的受体结合。
Endocytosis 内吞作用
• 内吞作用： 细胞通过质膜内陷形成小泡的方式将细胞 外的大分子摄入细胞的过程； • 包括: 吞噬作用/Phagocytosis; [fægəˌsai'təusis] 胞饮作用/Pinocytosis; [ˌpainəusai'təusis] 受体介导的内吞作用 /Receptor-mediated endocytosis
Exocytosis
[ˌeksəusai'təusis]
胞外分泌/胞吐作用
Extracellular space
Regulated secretion
Plasma membrane Constitutive secretion
可调节分泌
Secretory vesicle
固有分泌
分泌小泡
Clathrin
当细胞进行膜合成需要胆固醇时，细胞即合成LDL跨膜受体蛋白， 并将其嵌插到质膜中。
LDL的内吞
(a)膜上受体与 LDL颗粒结合并 形成衣被小泡； (b)进入细胞质 的衣被小泡随 即脱掉笼形蛋 白衣被，成为 平滑小泡，同 早期内体融合;
(c) 内体中pH值低，使受体与LDL颗粒分离,再经晚期内体将LDL送 入溶酶体; (d) 在溶酶体中，LDL颗粒中的胆固醇酯被水解成游离的胆固醇而 被利用。