细胞生物学高尔基体.ppt

n内膜系统、信号肽的概念内膜系统、信号肽的概念n内质网的形态结构和类型内质网的形态结构和类型n何为信号假说？试述新生肽链向内质何为信号假说？试述新生肽链向内质网转移的步骤网转移的步骤n粗面内质网、滑面内质网的功能粗面内质网、滑面内质网的功能1Section 2 Golgi complex高尔基复合体2l高尔基复合体（高尔基复合体（Golgi complex））:1898年由意年由意大利科学家大利科学家Golgi首先发首先发现l高尔基复合体是由许多高尔基复合体是由许多扁平囊泡堆在一起形成扁平囊泡堆在一起形成的高度有极性的以分泌的高度有极性的以分泌为主要功能的为主要功能的细胞器细胞器3内容内容一、高尔基复合体的形态结构一、高尔基复合体的形态结构二、高尔基复合体的数量与分布二、高尔基复合体的数量与分布三、高尔基复合体的极性及其鉴别三、高尔基复合体的极性及其鉴别四、高尔基复合体的化学组成四、高尔基复合体的化学组成五、高尔基复合体的功能五、高尔基复合体的功能六、高尔基复合体的异常与医学的关系六、高尔基复合体的异常与医学的关系4n光镜下，大多数细胞的高尔基复合体呈网状，内光镜下，大多数细胞的高尔基复合体呈网状，内网器网器(internal reticulum apparatus)。

n电镜下有三种电镜下有三种基本形态基本形态：：小囊泡小囊泡、、扁平囊扁平囊和和大囊大囊泡泡n每种成分都由一层单位膜构成，执行不同功能每种成分都由一层单位膜构成，执行不同功能一、高尔基复合体的形态结构一、高尔基复合体的形态结构5电电镜镜扁平囊扁平囊成熟面成熟面小囊泡小囊泡大囊泡大囊泡形成面形成面6扁扁 平平 囊囊主体，呈盘状，主体，呈盘状，3-8层称层称———高尔基堆高尔基堆扁平囊间距：扁平囊间距：20-30nm；囊腔宽：；囊腔宽：15-20nm 凹面：成熟（反）面凹面：成熟（反）面凸凸 面：形成（顺）面；面：形成（顺）面；凸面：形成（顺）面；凸面：形成（顺）面；形成面膜厚：形成面膜厚： 6nm ; 成熟面膜厚：成熟面膜厚：8nm小小 囊囊 泡泡生成面附近，生成面附近，40-80nm球形小泡球形小泡，， 膜厚：膜厚：6nm;囊腔内含：中等电子密度的物质囊腔内含：中等电子密度的物质泡内含物质：低电子密度物质，较透明泡内含物质：低电子密度物质，较透明来来 源：小囊泡融合源：小囊泡融合来来 源：由源：由rER‘芽生芽生’而来大大 囊囊 泡泡分泌面附近，分泌面附近，100-500nm; 膜厚：膜厚：8nm;泡内含物质：高电子密度物质，浓缩泡。

泡内含物质：高电子密度物质，浓缩泡来来 源：扁平囊周边或局部球状膨源：扁平囊周边或局部球状膨突脱落形成突脱落形成凹凹 面：成熟（反）面面：成熟（反）面7二、高尔基复合体的数量与分布二、高尔基复合体的数量与分布n高尔基体在真核细胞中普遍存在，在不同的细胞高尔基体在真核细胞中普遍存在，在不同的细胞中分布位置不同中分布位置不同p胰腺细胞、甲状腺细胞、肠上皮细胞，高尔基复胰腺细胞、甲状腺细胞、肠上皮细胞，高尔基复合体分布在细胞核周围合体分布在细胞核周围p肝细胞高尔基复合体分布在细胞边缘肝细胞高尔基复合体分布在细胞边缘p大多数无脊椎动物细胞和植物细胞中的高尔基复大多数无脊椎动物细胞和植物细胞中的高尔基复合体呈分散状合体呈分散状n在不同的细胞、细胞不同的时期数量不同，一般在不同的细胞、细胞不同的时期数量不同，一般分泌性强的细胞及分化好的细胞数量较多分泌性强的细胞及分化好的细胞数量较多8三、高尔基复合体的极性及其鉴别三、高尔基复合体的极性及其鉴别n高尔基复合体是一种具有极性的细胞器：高尔基复合体是一种具有极性的细胞器：根据细胞化学特性可以划分四个不同的根据细胞化学特性可以划分四个不同的功能区域，含有不同的酶系，执行不同功能区域，含有不同的酶系，执行不同的功能，又严格按照程序进行。

的功能，又严格按照程序进行9高尔基体的精细结构高尔基体的精细结构高尔基体的精细结构高尔基体的精细结构transtranstrans -tubular network-tubular network-tubular networktrans sacculestrans sacculestrans sacculescis cis cis sacculessacculessacculescis-tubular networkcis-tubular networkcis-tubular network10顺面管网具有蛋白质分选站的作用顺面管网具有蛋白质分选站的作用p顺面管网是高尔基体生成面的第一层结构，顺面管网是高尔基体生成面的第一层结构，嗜锇反应嗜锇反应阳性阳性p顺面管网顺面管网接受来自接受来自RER新合成的物质并将其新合成的物质并将其分类，大部分转入中间膜囊，小部分蛋白质分类，大部分转入中间膜囊，小部分蛋白质再运回再运回RERü运回运回RER的蛋白质在的蛋白质在C-端都具有一个特殊的端都具有一个特殊的四肽序列四肽序列KDEL/HDELüRER腔中的驻留蛋白都具有这四肽序列腔中的驻留蛋白都具有这四肽序列。

11RER内的蛋白质内的蛋白质(含有含有KDEL)中间膜囊中间膜囊顺面膜囊顺面膜囊COP I包被囊泡包被囊泡COP II包被囊泡包被囊泡KDEL 受体受体(KKXX)RER12顺面膜囊顺面膜囊p顺面顺面膜囊是由靠近顺面管网结构的膜囊是由靠近顺面管网结构的2-32-3层扁平层扁平囊构成，标志酶是烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸囊构成，标志酶是烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶酶（（NADPNADP酶）酶）13反面膜囊反面膜囊p反面反面膜囊是由位于顺面膜囊下的膜囊是由位于顺面膜囊下的2-4层扁平囊层扁平囊构成，标志酶是焦磷酸硫胺素酶构成，标志酶是焦磷酸硫胺素酶（（TPP酶）酶）p顺反面膜囊共同完成高尔基体中糖蛋白修饰、顺反面膜囊共同完成高尔基体中糖蛋白修饰、糖脂形成、多糖合成等主要功能糖脂形成、多糖合成等主要功能14反面管网主要功能是蛋白质的分类与包装反面管网主要功能是蛋白质的分类与包装p反反反反面面面面管管管管网网网网是是是是扁扁扁扁平平平平囊囊囊囊反反反反面面面面最最最最后后后后1-21-2层层层层，，，，标标标标志志志志酶酶酶酶是是是是胞胞胞胞嘧啶单核苷酸酶（嘧啶单核苷酸酶（嘧啶单核苷酸酶（嘧啶单核苷酸酶（CMPCMP酶）酶）酶）酶）。

p由小泡和分枝的小管组成的网状结构由小泡和分枝的小管组成的网状结构由小泡和分枝的小管组成的网状结构由小泡和分枝的小管组成的网状结构p反反反反面面面面管管管管网网网网在在在在蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质与与与与脂脂脂脂类类类类的的的的转转转转运运运运过过过过程程程程中中中中起起起起到到到到了了了了分选、包装和运输的作用分选、包装和运输的作用分选、包装和运输的作用分选、包装和运输的作用15四、高尔基复合体的化学组成四、高尔基复合体的化学组成n高高尔尔基基复复合合体体主主要要由由蛋蛋白白质质和和脂脂类类组组成成大大鼠鼠肝肝细细胞胞的的高高尔尔基基复复合合体体约约含含40%的的脂脂类类和和60%的蛋白质的蛋白质n高尔基复合体中酶类很多如高尔基复合体中酶类很多如p糖基转移酶：催化糖蛋白合成糖基转移酶：催化糖蛋白合成p磺基磺基-糖基转移酶：催化糖脂合成糖基转移酶：催化糖脂合成p参与磷脂合成的酶等参与磷脂合成的酶等n酶类在高尔基体膜上的分布不均一酶类在高尔基体膜上的分布不均一16高尔基体是一种极性细胞器高尔基体是一种极性细胞器高尔基体是一种极性细胞器高尔基体是一种极性细胞器nn形态上：形态上：形态上：形态上：扁平囊顺面的膜较薄，厚约扁平囊顺面的膜较薄，厚约扁平囊顺面的膜较薄，厚约扁平囊顺面的膜较薄，厚约6 6nmnm，，，，近似近似近似近似ERER膜，囊腔小而狭。

随着顺面向反面过渡，膜也膜，囊腔小而狭随着顺面向反面过渡，膜也膜，囊腔小而狭随着顺面向反面过渡，膜也膜，囊腔小而狭随着顺面向反面过渡，膜也逐渐加厚，至反面膜厚约逐渐加厚，至反面膜厚约逐渐加厚，至反面膜厚约逐渐加厚，至反面膜厚约8 8nmnm，，，，与细胞膜相似与细胞膜相似与细胞膜相似与细胞膜相似nn化学组成：化学组成：化学组成：化学组成：反面膜较顺面膜含有更多的酶反面膜较顺面膜含有更多的酶反面膜较顺面膜含有更多的酶反面膜较顺面膜含有更多的酶nn功能：功能：功能：功能：不同的膜囊还有不同的酶，对蛋白质进行有不同的膜囊还有不同的酶，对蛋白质进行有不同的膜囊还有不同的酶，对蛋白质进行有不同的膜囊还有不同的酶，对蛋白质进行有序的加工、修饰序的加工、修饰序的加工、修饰序的加工、修饰17五、高尔基复合体的功能五、高尔基复合体的功能1、蛋白质的糖基化作用、蛋白质的糖基化作用①①N-连接糖蛋白的糖基化连接糖蛋白的糖基化②②O-连接糖蛋白的糖基化连接糖蛋白的糖基化2、蛋白质的水解作用、蛋白质的水解作用3、蛋白质的分选与运输、蛋白质的分选与运输①①溶酶体酶蛋白分选、运输和溶酶体形成溶酶体酶蛋白分选、运输和溶酶体形成②②分泌性蛋白质的分选与运输分泌性蛋白质的分选与运输181、蛋白质的糖基化作用、蛋白质的糖基化作用p糖基与蛋白质的连接方式糖基与蛋白质的连接方式糖基与蛋白质的连接方式糖基与蛋白质的连接方式: :üN N连连连连接接接接的的的的糖糖糖糖蛋蛋蛋蛋白白白白：：：：是是是是蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质分分分分子子子子中中中中AsnAsn氨氨氨氨基基基基与与与与寡寡寡寡糖糖糖糖链链链链共共共共价价价价相相相相连连连连。

这这这这种种种种糖糖糖糖基基基基化化化化过过过过程程程程开开开开始始始始于于于于内内内内质网腔，完成于高尔基体质网腔，完成于高尔基体质网腔，完成于高尔基体质网腔，完成于高尔基体üOO连连连连接接接接的的的的糖糖糖糖蛋蛋蛋蛋白白白白：：：：是是是是蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质分分分分子子子子中中中中SerSer和和和和ThrThr羟羟羟羟基基基基与与与与寡寡寡寡糖糖糖糖链链链链共共共共价价价价相相相相连连连连其其其其糖糖糖糖基基基基化化化化过过过过程程程程全全全全部部部部或或或或主要在高尔基体内完成主要在高尔基体内完成主要在高尔基体内完成主要在高尔基体内完成20N-连接糖蛋白的糖基化连接糖蛋白的糖基化üüN N N连连连连连连 接接接接接接 寡寡寡寡寡寡 糖糖糖糖糖糖 链链链链链链 前前前前前前 体体体体体体 的的的的的的 组组组组组组成成成成成成 成成成成成成 分分分分分分 ：：：：：： 2 2 2个个个个个个 N-N-N-乙乙乙乙乙乙 酰酰酰酰酰酰 葡葡葡葡葡葡萄萄萄萄萄萄 糖糖糖糖糖糖 胺胺胺胺胺胺 ( ( (GlcNAc)GlcNAc)GlcNAc)、、、、、、 9 9 9个个个个个个甘甘甘甘甘甘露露露露露露糖糖糖糖糖糖( ( (Man)Man)Man)和和和和和和3 3 3个个个个个个葡葡葡葡葡葡萄萄萄萄萄萄糖糖糖糖糖糖( ( (GlcGlcGlc) ) )。

Asn-X-Ser/ThrAsn-X-Ser/Thr2GlcNAc9Man3Glc21N N连接糖蛋白寡糖前体在连接糖蛋白寡糖前体在连接糖蛋白寡糖前体在连接糖蛋白寡糖前体在ERER腔侧从腔侧从腔侧从腔侧从多萜醇向多肽链的转移过程多萜醇向多肽链的转移过程多萜醇向多肽链的转移过程多萜醇向多肽链的转移过程 pp糖基转移酶糖基转移酶mRNA55''3'3'mRNA55''3'3'pp多萜醇多萜醇AsnAsnER膜膜ER腔侧腔侧细胞质侧细胞质侧22AsnAsn内质网内质网葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶 I & II寡糖转移后，寡糖链中的寡糖转移后，寡糖链中的3个个Glc 23高尔基体中高甘露糖糖蛋白的形成高尔基体中高甘露糖糖蛋白的形成24N-乙酰乙酰葡萄糖胺葡萄糖胺N-乙酰乙酰葡萄糖胺葡萄糖胺天门冬天门冬酰胺酰胺甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘露糖苷酶甘露糖苷酶I甘甘甘甘甘甘甘甘甘甘N-乙酰葡萄糖胺转移酶乙酰葡萄糖胺转移酶甘甘甘甘N-乙酰乙酰葡萄糖胺葡萄糖胺甘露糖苷酶甘露糖苷酶II甘甘甘甘N-乙酰葡萄糖胺转移酶乙酰葡萄糖胺转移酶N-乙酰乙酰葡萄糖胺葡萄糖胺半乳糖转移酶半乳糖转移酶半乳半乳糖糖半乳半乳糖糖唾液酸转移酶唾液酸转移酶唾液酸唾液酸唾液酸唾液酸复合寡糖糖蛋白的形成复合寡糖糖蛋白的形成25ü高尔基体中的糖基化修高尔基体中的糖基化修饰有严格的顺序性和区饰有严格的顺序性和区域性。

域性Ø甘露糖的去除发生在顺甘露糖的去除发生在顺面膜囊；面膜囊；ØN-乙酰葡萄糖胺的加入乙酰葡萄糖胺的加入部位在中间膜囊；部位在中间膜囊；Ø半乳糖的加入部位在反半乳糖的加入部位在反面膜囊26ü生化区室：高尔基体生化区室：高尔基体的叠层结构中有不同的叠层结构中有不同的生化区室，每个区的生化区室，每个区室由室由1~多个扁囊构成，多个扁囊构成，含有特异酶类，完成含有特异酶类，完成蛋白质的修饰与分选蛋白质的修饰与分选27O-连接糖蛋白的糖基化连接糖蛋白的糖基化üO O连接的糖蛋白：是蛋白质分子中连接的糖蛋白：是蛋白质分子中SerSer和和ThrThr羟基与寡糖链共价相连其糖基化羟基与寡糖链共价相连其糖基化过程全部或主要在高尔基体内完成过程全部或主要在高尔基体内完成üO-O-连接糖蛋白的糖基化在肽链合成后有连接糖蛋白的糖基化在肽链合成后有专一的糖基转移酶逐个加上，没有糖链专一的糖基转移酶逐个加上，没有糖链载体282、蛋白质的水解作用、蛋白质的水解作用无活性的前体物质无活性的前体物质（某些肽类激素）（某些肽类激素）加工改造加工改造有生物活性的物质有生物活性的物质（激素）（激素）内质网内质网高尔基体高尔基体293、蛋白质的分选与运输、蛋白质的分选与运输p在在RER上合成的各种蛋白质，以出芽方式运上合成的各种蛋白质，以出芽方式运至高尔基体，被加工修饰后可被添加上不同至高尔基体，被加工修饰后可被添加上不同的分选信号，可以识别反面管网区的分选信的分选信号，可以识别反面管网区的分选信号专一性受体，从而将各类蛋白质进行分拣、号专一性受体，从而将各类蛋白质进行分拣、独立包装、形成各自的分泌颗粒离开高尔基独立包装、形成各自的分泌颗粒离开高尔基体，运输到靶部位执行功能。

体，运输到靶部位执行功能303132p高尔基体对蛋白质分选与运输的特点：高尔基体对蛋白质分选与运输的特点： ü分选过程属于受体介导的过程分选过程属于受体介导的过程Ø蛋蛋白白质质上上有有分分选选信信号号，，在在反反面面高高尔尔基基复复合合体体内有分选信号的受体内有分选信号的受体Ø分分选选信信号号与与分分选选信信号号受受体体(高高尔尔基基体体膜膜蛋蛋白白)结结合，触发包装运输小泡合，触发包装运输小泡 33ü运输过程是衣被小泡的运输运输过程是衣被小泡的运输Ø运运输输小小泡泡从从反反面面高高尔尔基基复复合合体体出出芽芽，，并并由由衣衣被被包裹，即成衣被小泡包裹，即成衣被小泡Ø衣衣被被小小泡泡在在运运输输过过程程中中逐逐渐渐脱脱被被，，成成无无被被小小泡泡脱下的脱下的“衣被衣被”返回到高尔基体返回到高尔基体Ø运运输输小小泡泡到到达达靶靶部部位位(如如细细胞胞膜膜或或某某些些细细胞胞器器膜膜)时时，，以以膜膜融融合合的的方方式式将将内内容容物物排排出出运运输输小小泡泡与靶部位的结合也是受体介导过程与靶部位的结合也是受体介导过程3435ü分分选选错错误误的的挽挽救救：：在在分分选选发发生生错错误误时时，，特特 异异 的的 挽挽 救救 受受 体体 (specific salvage receptor)可可识识别别因因错错误误分分选选而而丢丢失失的的蛋蛋白，并将它们运回高尔基复合体。

白，并将它们运回高尔基复合体36 信号斑信号斑信号斑信号斑信号斑信号斑( ((Signal patch)Signal patch)Signal patch)RER合成的主要蛋白质合成的主要蛋白质分泌蛋白分泌蛋白膜蛋白膜蛋白溶酶体酶溶酶体酶天冬酰胺天冬酰胺 2 2 GlcNAcGlcNAc9 9 ManMan溶酶体的形成溶酶体的形成溶酶体的形成溶酶体的形成分泌蛋白、膜蛋白分泌蛋白、膜蛋白分泌蛋白、膜蛋白分泌蛋白、膜蛋白分泌蛋白、膜蛋白分泌蛋白、膜蛋白溶酶体酶溶酶体酶溶酶体酶溶酶体酶溶酶体酶溶酶体酶为什么溶酶体酶能定向为什么溶酶体酶能定向为什么溶酶体酶能定向为什么溶酶体酶能定向为什么溶酶体酶能定向为什么溶酶体酶能定向运输到溶酶体中运输到溶酶体中运输到溶酶体中运输到溶酶体中运输到溶酶体中运输到溶酶体中6-6-6-磷酸甘露糖磷酸甘露糖磷酸甘露糖磷酸甘露糖磷酸甘露糖磷酸甘露糖（（（（（（M6PM6PM6P））））））HH2 2N NCOOHCOOHCOOHCOOHHH2 2N N? ?2024/9/337内吞体内吞体溶酶体的发生溶酶体的发生rER顺面管网顺面管网反面管网反面管网高尔基复合体高尔基复合体 溶酶体水解酶前体溶酶体水解酶前体加入磷酸基团加入磷酸基团M-6-P溶酶体酶溶酶体酶前前 溶溶 酶酶 体体ATPADP+PiH+去去除除磷磷酸酸PH=5成熟溶酶体成熟溶酶体2024/9/338内吞体内吞体rER顺面管网顺面管网反面管网反面管网高尔基复合体高尔基复合体 溶酶体水解酶前体溶酶体水解酶前体加入磷酸基团加入磷酸基团M-6-P溶酶体酶溶酶体酶前前 溶溶 酶酶 体体ATPADP+PiH+去去除除磷磷酸酸成熟溶酶体成熟溶酶体PH=52024/9/339溶酶体的形成的过程溶酶体的形成的过程① ① 溶酶体酶的分选信号是信号斑，在顺面管网被磷酸化为甘露溶酶体酶的分选信号是信号斑，在顺面管网被磷酸化为甘露糖糖-6--6-磷酸磷酸(M-6-P)(M-6-P)② ② 在反面管网含有识别在反面管网含有识别M-6-PM-6-P的受体，是跨膜糖蛋白。

的受体，是跨膜糖蛋白③ ③ 含有含有M-6-PM-6-P的酶与反面管网膜上的酶与反面管网膜上M-6-PM-6-P受体特异结合，从反面受体特异结合，从反面管网以出芽方式形成有被小泡管网以出芽方式形成有被小泡④ ④ 有被小泡离开有被小泡离开GolgiGolgi后立即脱去衣被，成为无被运输小泡后立即脱去衣被，成为无被运输小泡⑤ ⑤ 运输小泡与内体（运输小泡与内体（PH=5PH=5）融合成为内体性溶酶体融合成为内体性溶酶体M-6-PM-6-P与与受体分离，受体返回受体分离，受体返回GolgiGolgi再循环，再循环， M-6-PM-6-P去磷酸化，内体性去磷酸化，内体性溶酶体溶酶体PHPH值进一步下降成为成熟的溶酶体值进一步下降成为成熟的溶酶体41分泌性蛋白质的分选与运输分泌性蛋白质的分选与运输42六、高尔基体的异常与医学的关系六、高尔基体的异常与医学的关系肥大肥大萎缩萎缩肿瘤细胞肿瘤细胞生长迅速、分化程度低的，生长迅速、分化程度低的， GolgiGolgi不发达不发达分化好的高的细胞，分化好的高的细胞， GolgiGolgi发达发达细胞分泌活动障碍致高尔基萎缩细胞分泌活动障碍致高尔基萎缩。

eg: eg: 肝中毒时，脂蛋白合成及分泌发生肝中毒时，脂蛋白合成及分泌发生 障障碍可见碍可见GolgiGolgi萎缩、破坏甚至消失萎缩、破坏甚至消失细胞功能亢进时细胞功能亢进时GolgiGolgi可可代偿性肥大代偿性肥大43复习题复习题n高尔基体的形态结构特点高尔基体的形态结构特点n高尔基体的蛋白质加工修饰高尔基体的蛋白质加工修饰n高尔基体的蛋白质分选运输高尔基体的蛋白质分选运输(以溶酶以溶酶体为例体为例)44454647。