内膜系统课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,原核细胞,质膜构成的单一区室,真核细胞,内膜,各种细胞器,2013,年诺贝尔生理学或医学奖,詹姆斯,E,罗斯曼（,James E.Rothman,）,兰迪,谢克曼（,Randy W.Schekman,）,托马斯,聚德霍夫（,Thomas C.Sdhof,）,第五章 内膜系统,endomenbrane system,刘慕君,内膜系统：,指位于细胞质内，在,结构,，,功能,乃至,发生,上有一定,联系,的膜性结构的总称为细胞提供了足够的表面积，,各种重要生命活动区域化内质网,高尔基复合体,溶酶体,过氧化物酶体,线粒体虽然也是由膜结构组成的，但不属于内膜系统转运小泡,内质网,Endoplasmic reticulum,1945,年，,K.R.Poter-,电子显微镜,-,小鼠成纤维细胞,图,A,图,B,图,A,荧光标记培养的哺乳动物细胞内质网透射电镜图,图,B,荧光标记生活的植物细胞内质网透射电镜图,主要内容：,一、形态结构,二、类型,三、化学组成,四、功能,五、病理变化,核膜外层,一,.,内质网的形态结构,内质网,内质网,是膜性结构细胞器，由一层单位膜围成的形状大小不同的,小管,，,小泡,，,扁囊状,结构，相互连接形成一个连续的网状膜系统。

小管,小泡,扁囊状,细胞膜,核膜,内质网,细胞膜,内质网的内腔相互连通2,、内质网腔：,是由内质网膜围成的腔1,、内质网膜：,厚度约,5-6nm,，面积占整个内膜系统的一半左右二、内质网的类型,依据不同的形态结构特征，可将内质网划分为两种基本类型，即：,粗面内质网,（,rough endoplasmic reticulum,RER,）,滑,面内质网,（,smooth endoplasmic reticulum,SER,）,粗面内质网,滑面内质网,特点,膜表面附着大量颗粒状的核糖体，常由板层状排列的扁平囊构成，腔内有蛋白质等物质是一种动态的可变的细胞器，变化体现在形态、大小、数量和附着的核糖体数目一）粗面内质网,特点,表面光滑无核糖体附着，通常由分支小管或圆形小泡组成某些特化细胞中，滑面内质网非常丰富例如肌细胞的肌浆网二）滑面内质网,两种内质网的分布根据细胞类型的不同而不同,胰腺外分泌细胞,全为粗面内质网,肌细胞,全为滑面内质网,肾上腺皮质细胞 两者均存在,三、内质网的化学组成,粗面微粒体：,粗面内质网,滑面微粒体：,滑面内质网,高尔基复合体,线粒体,细胞膜,保存内质网的基本特征,（一）脂类和蛋白质是内质网的主要化学组成成分,1.,脂类和蛋白质二者比例大约为,1:2,。

2.,内质网膜类脂双分子层组成以磷酯含量最多3.,内质网中可分辨出,30,多种不同的多肽二）内质网膜含有以,G-6-,酶为标,志酶的诸多酶系,主要包括：,与解毒功能相关的氧化反应电子传递酶系,与脂类物质代谢功能反应相关的酶类,与碳水化合物代谢功能反应相关的酶类,与蛋白质加工转运的多种酶类,四、粗面内质网的功能,与外输性蛋白质的合成、加工修饰及转运过程密切相关,蛋白质合成时，为什么有的核糖体能与内质网膜结合？,是什么机制引导核糖体与内质网的结合？,合成后的蛋白质怎样穿过内质网膜进入腔,并进行加工？,The 1999 Nobel Prize in,Physiology or Medicine,Gnter Blobel,信号密码：,signal codon,在,mRNA,的,5,端起始密码,AUG,之后，有一组编码特殊氨基酸序列的密码，称为信号密码信号肽：,signal peptide,当氨基酸合成时，先在游离核糖体上由信号密码翻译出一段肽链，由,16-30,个氨基酸组成，称为信号肽识别信号肽区域,与核糖体的,A,位点结合的区域,5 3,7sRNA,信号识别颗粒,信号识别颗粒,(SRP),：,signal recognition particle,存在于细胞质基质中，由,6,条多肽链和一个,7sRNA,分子组成。

能够识别信号肽，并与核糖体结合，形成,SRP-,核糖体复合体内质网腔,细胞质,SRP,受体,信号识别颗粒,(SRP),核糖体结合蛋白,tRNA,A,P,核糖体,mRNA,信号肽,A,信号假说,信号肽,（,signal peptide,）,信号识别颗粒,(,signal recognition particle,SRP,),SRP,受体,(,SRP receptor,),核糖体结合蛋白（,ribophorin,）,核糖体,（,ribo,s,omes),信号假说,游离核糖体上合成信号肽；,SRP,识别信号肽，形成,SRP-,核糖,体复合体，翻译暂停；,核糖体与粗面内质网结合，形成,转运体,-SRP,受体,-,核糖体复合物；,SRP,脱离核糖体，多肽链继续合成；,新生肽在,信号肽,引导通过运转体通道穿膜；,信号肽切除，肽链延伸2,、新生肽链的折叠与装配,PDI,蛋白二硫键异构酶,Bip,同未折叠蛋白质的疏水氨基酸结合，防止蛋白质不正确折叠和聚合，并促使它们重新折叠和装配3,、蛋白质,的修饰,新生肽链进入内质网腔之后，要经过各种不同的修饰和正确的折叠之后才能运送到其他的部位如：,糖基化、,羟基化、酰基化、,二硫键的形成等,蛋白质糖基化,是指单糖或寡糖与蛋白质共价结合成糖蛋白的过程。

蛋白质和寡糖的连接方式,N-,连接,糖基化,寡糖连接在蛋白质的天冬酰氨残,基,侧链上,的,氨基上O-,连接,糖基化,寡糖连接在蛋白质的丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸等残基侧链的羟基上多,萜,醇,p,p,甘,甘,甘,甘,甘,葡,葡,葡,甘,甘,甘,甘,多,萜,醇,p,p,甘,甘,甘,甘,甘,sn,葡,葡,葡,甘,甘,甘,甘,甘,甘,甘,甘,甘,多,萜,醇,p,p,rER,腔,rER,膜,核糖体,多,萜,醇,p,p,多萜醇,N-,乙酰葡萄糖胺,甘,甘露,糖,葡,葡萄,糖,糖基转移酶,、蛋白质的转运,分泌蛋白,膜蛋白,驻留蛋白,溶酶体蛋白,1,）分泌蛋白质的转运,分泌蛋白进入内质网腔,糖基化,高尔基复合体,修饰加工,分泌泡,细胞外,运输小泡,细胞外,糖基化,2,）跨膜蛋白的膜转移,单次跨膜蛋白,多次跨膜蛋白,起始转移,信号,(,start transfer signal,）,信号肽除了引导核糖体到内质网上外，还具有作为肽链穿过内质网膜进行转移的作用终止转移,信号,（,stop transfer signal,）,肽链中有些序列与内质网膜有很强的亲和力而能结合在内质网膜中，这段序列不再转移到内质网腔中。

协同翻译插入,内信号肽作为起始转移信号启动多肽链的转移，当内信号肽到达转移器时，则保留在内质网膜的脂质双层中，成为单次跨膜的,-,螺旋结构内信号肽能以两个不同的方向与转移器结合，转移的方向取决于内信号肽两端氨基酸节段携带的电荷内信号肽,（,internal signal peptide,）,多次穿膜蛋白,3,）驻留蛋白,带有驻留信号（,retenton signal),-Lys(,赖）,-Asp,（天冬）,-Glu,（谷）,-Leu,（亮）,-COO-,例,蛋白二硫键异构酶结合蛋白,作用,能对新生成的肽链进行修饰、转运和折叠等分泌性蛋白质,粗 面 内 质 网 的 功 能,膜整合蛋白质,驻留在,rER,的蛋白质,合成蛋白质,对蛋白质进行加工和修饰,对蛋白质转运和分选,蛋白质糖基化,肽链折叠装配,多肽链上二硫键的形成,定位于高尔基复合体、光面内质网和溶酶体的蛋白质,（二）滑面内质网的功能,脂类的合成与转运,糖原代谢,解毒作用,Ca,2+,的储存及调节,1.,脂类的合成与转运,Example,磷脂酰胆碱,(,卵磷脂,),合成过程,几乎所有生物膜所需脂类的合成都在内质网中完成,酰基转移酶,磷脂酸酶,胆碱转移酶,胆碱,脂肪酸,磷酸,甘油,三种基本底物,三种催化酶,（,在细胞质基质内）,（位于内质网的脂质双层）,（磷脂、胆固醇、糖脂）,（,2,）脂类分子合成后的转运,翻转：,从细胞质基质面,“,翻转,”,到腔,面的膜层中。

磷脂转移蛋白：,转运至线粒体和过,氧化物酶体上运输小泡：,转运到高尔基复合体，,溶酶体和细胞膜上2),脂类分子合成后的转运,（,2,）脂类分子合成后的转运,（,2,）脂类分子合成后的转运,（,2,）脂类分子合成后的转运,（,2,）脂类分子合成后的转运,（,2,）脂类分子合成后的转运,（,2,）脂类分子合成后的转运,（,2,）脂类分子合成后的转运,2,、糖原代谢,合成代谢,证明有关：动物绝食，,SER,变化,证明无关：,SER,无尿苷二磷酸葡萄,糖,-,糖原转移酶,分解代谢,SER,上有葡萄糖,-6-,磷酸酶,磷酸化的葡萄糖,不能通过细胞质膜,葡萄糖,-6-,磷酸,在,SER,上被水解,肝细胞的一个重要功能是维持血液中葡萄糖水平的恒定,这一功能与葡萄糖,-6-,磷酸酶的作用密切相关3,、细胞解毒作用,实验,给动物喂食笨巴比妥,肝细胞滑面内质网增多，与解毒作用相关的酶含量增加SER,含有参与解毒作用的各种酶系解毒作用,机体内的外源性和内源性毒物以及药物均是通过肝细胞的光面内质网完成解毒过程氧化酶体系,转移酶体系,细胞色素酶,P450,NADPH-,细胞色素,c,还原酶,细胞色素酶,b5,NADH-,细胞色素,b5,还原酶,细胞色素酶,P450,还原酶,解毒酶系,催化多种化合物,氧化、羟化,、从而钝化或破坏毒物或药物的毒性；同时，由于羟化作用，化合物的极性改变，水溶性增强，易于排泄。

4,、,Ca,2+,的储存及调节,肌浆网上的,Ca,2+,泵,胞质,肌浆网,胞质,Ca,2+,Ca,2+,细胞膜,外界刺激,ATP,酶,ATP,ADP,Pi,Ca,2,+,糖原代谢,合成脂类,解毒作用,储存和调节,Ca,2,浓度,滑 面 内 质 网 的 功 能,与胃酸的生成有关,与胆汁的生成有关,脂肪肝,五、内质网的病理变化,肿胀,萎缩,肥大,物质沉积,内 质 网 的 病 理 性 改 变,1,肿胀,2,肥大,3,有包含物的内质网,高尔基复合体,Golgi complex,1898,年，意大利学者高尔基(,Camillo Golgi),利用银染技术在光镜下观察猫的神经细胞时，发现在细胞核的周围有一嗜银的黑色网状结构，他称之为内网器以后，在真核生物的细胞中都发现了这种结构，为纪念高尔基本人，将他命名为高尔基器（,Golgi apparatus),一、高尔基复合体,的形态结构,1,、光镜下的形态结构,形状不一，呈不规则网状、颗粒状或线状分布随细胞不同而有差异数量与分化程度、功能有关2,、电镜下的形态结构,电,镜,扁平囊,成熟面,小囊泡,大囊泡,形成面,反面高尔基,网状结构,高尔基中间膜囊,顺面高尔基,网状结构,扁 平 囊,呈盘状，,3-8,层称,高尔基堆,扁平囊间距：,20-30nm,；囊腔宽：,6-15nm,凸面：形成（顺）面；,小 囊 泡,30-80nm,球形小泡,膜厚：,6nm;,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。

来 源：小囊泡融合来 源：由,RER,芽生而来大 囊 泡,100-500nm;,膜厚：,8nm;,泡内含物质：高电子密度物质，浓缩泡来 源：扁平囊周边或局部球状膨,突脱落形成凹 面：成熟（反）面,膜厚：,8nm,膜厚,：,6nm,3.golgi complex,是一个极性细胞器,形态结构,从顺面到反面膜厚,度增加、囊腔增宽化学组成,居于内质网与细胞膜,之间功 能,不同膜囊有不同功能Cis Golgi network(CGN),位置：靠近内质网，位于高尔基复 合体顺面的最外侧，又称为 形成面（,forming face,）形态：连续分支的管网状结构，有许多由粗面内质网芽生 出来的圆形小泡，称为运 输小泡（,transfer vesicle,）,功能：,分选,由内质网合。