细胞生物学 第七章 细胞内膜系统及蛋白质分选与泡膜运输

❖ 2、内质网的功能 （2）sER的功能 合成细胞所需的包括磷脂和胆固醇的绝大多数膜脂 ，
其中最主要的是卵磷脂。
两种例外：鞘磷脂和糖脂（ER开始→Golgi complex 完成）；
Mit/Chl某些单一脂类是在它们的膜上合成的。 合成磷脂的三种酶：酰基转移酶、磷酸酶、磷酸转移
酶。定位于内质网膜上，其活性部位在膜的细胞质基 质侧。
第二节 细胞内膜系统及其功能
细胞内膜系统（ endomembrane system ） 是指细胞内在结构、功能及发生上相关
的由膜包绕形成的细胞器或细胞结构。 包括：内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体、
分泌泡等
细胞内膜系统
❖ 一、内膜系统的研究方法 ❖ 1、电镜技术 ❖ 研究细胞内膜系统的超微结构 ❖ 2、免疫标记与放射自显影技术 ❖ 用于功能定位 ❖ 3、 生化分析 ❖ 组分分离与分析 ❖ 4、遗传突变分析 ❖ 膜泡运输与功能机制研究
N-连接蛋白质糖基的过程
新生肽的折新叠组生装肽：的折叠与组装
非还原性的内腔，易于二硫键形成；
◎正确折叠：蛋白二硫键异构酶（protein disulfide isomerase，PDI）切断二硫键，帮助新合成的蛋白重 新形成二硫键并处于正确折叠的状态（蛋白质处于自 由能最低的状态）
◎ 结合蛋白（Binding protein，Bip，chaperone）： 识别错误折叠的蛋白或未装配好的蛋白亚单位，并促 进重新折叠与装配。
(chaperones) : that recognize and bind to unfolded or misfolded proteins and give them correct conformation; ❖ Protein disulfide isomerase ( PDI ) ; ❖ GT(glucosyl-transferase, monitoring enenzyme ) recognize unfolded or misfolded proteins and adds a glucose to the end of oligo..
蛋白质的修饰与加工
修饰加工：糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成等 糖基化 在糖基转移酶（glycosyltransferase）作用 下发生在ER腔面。方式： N- 连接的糖基化：寡糖基转移至天冬酰胺残基（Asn） 上； O-连接的糖基化：寡糖基转移至丝氨酸或苏氨酸残基 （Ser/Thr or Hylys/Hypro）上。 酰基化发生在ER的细胞质基质侧：软脂酸 链 连 接 到 跨膜蛋白暴露在外的结构域的Cys上。
❖ 二、内膜系统的结构与功能 ❖ （一）内质网（ endoplasmic reticulum ，ER） ❖ 1、内质网的类型
粗面内质网 （ rough endoplasmic reticulum，rER）
光面内质网 （smooth endoplasmic reticulum，sER）
微粒体（microsome）：由破碎的内质网形成的近似 球形的囊泡结构，通常包含 内质网膜与核糖体。
蛋白质合成
分泌蛋白；整合膜蛋白；内膜系统各种细胞器内 的可溶性蛋白（需要隔离或修饰）。
其它的多肽是在细胞质基质中“游离”核糖体上合 成的 。 包括：细胞质基质中的驻留蛋白、质膜外周蛋 白、核输入蛋白、转运到线粒体、叶绿体和过氧物酶 体的蛋白。 注意：细胞中蛋白质都是在核糖体上合成的，并都是
起始于细胞质基质中“游离”核糖体，只不过有 些合成不久就转移到内质网中继续合成。
内质网的类型
微粒体分离
❖ 二、内膜系统的结构与功能 ❖ （一）内质网（ endoplasmic reticulum ，ER） ❖ 2、内质网的功能
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。
❖ 2、内质网的功能 ❖ （1）rER的功能
蛋白质合成 蛋白质的修饰与加工 新生肽的折叠与组装
从内质网转运至其他膜（两种方式）
❖ 2、内质网的功能 ❖ （2）sER的功能 ❖ 类固醇激素的合成（生殖腺内分泌细胞和肾上
腺皮质）
肝的解毒作用（Detoxification） 肝脏内质网膜上的不溶性代谢废物在cyt p450
2、 蛋白质的分选与运输 （第三节）
3、 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
第一节 细胞质基质的涵义与功能
❖ 二、细胞质基质的功能 ❖ 4、 蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解
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， 形成正确的泡 膜运输
第一节 细胞质基质的涵义与功能
❖ 一、细胞质基质的涵义 用差速离心法分离细胞匀浆物组分，先后除去
细胞核、线粒体 、 溶酶体、高尔基体和细胞质膜等 细胞器或细胞结构后，存留在上清液中的主要是细 胞质基质的成分。生物化学家多称之为胞质溶胶。
第一节 细胞质基质的涵义与功能
❖ 一、细胞质基质的涵义 主要成分：中间代谢有关的数千种酶类、细
胞质骨架结构。 主要特点：细胞质基质是一个高度有序的体
系；通过弱键而相互作用处于动态 平衡的结构体系。
细胞质基质
第一节 细胞质基质的涵义与功能
❖ 二、细胞质基质的功能
1、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
Quality control of newly synthesized proteins---The
role of N-linked glycosylation in ER protein folding
❖ The lumen of rER contains: ❖ Bip and calnexin
卵磷脂的合成过程
❖ 磷脂的运输：
❖ ①从内质网膜的细胞质基质侧转运至腔面
❖
可能借助于磷脂转位因子或转位酶；
❖ ②从内质网转运至其他膜（两种方式）
❖ ◎内质网膜以出芽的形式转运到高尔基体、溶酶体、 细胞质膜上；
❖ ◎与水溶性磷脂转换蛋白（PEP）结合成水溶性复 合物进入细胞质基质，自由扩散至靶膜后将磷脂释 放并安插在膜上。