细胞生物学 翟中和版 总结笔记第七章

北京大学生物专业课教材 第七章 学生总结

Cell biology

细胞生物学

第七章 真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输 细胞内被膜区分类：细胞质基质、细胞内膜系统、有膜包被的细胞器

第一节 细胞质基质的含义和功能

一、细胞质基质的含义

（1）含义：在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

主要含有：

（1）与代谢有关的许多酶

（2）与维持细胞形态和物质运输有关的细胞质骨架结构

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细胞质基质是一个高度有序的体系，细胞质骨架纤维贯穿在粘稠的蛋白质胶体中，多数的蛋白质直接或间接地与骨架结合，或与生物膜结合，从而完成特定的功能。 细胞质基质主要是由微管、微丝和中间丝等相互联系形成的结构体系，蛋白质和其他分子以凝聚或暂时的凝聚状态存在，与周围溶液的分子处于动态平衡。

差速离心获得的胞质溶胶的组分和细胞质基质溶液成分很大不同。胞质溶胶中的多数蛋白质可能通过弱键结合在基质的骨架纤维上。

二、细胞质基质的功能

（1）蛋白质分选和转运

N端有信号序列的蛋白质合成之后转移到内质网上，通过膜泡运输的方式再转运到高尔基体。其他蛋白质的合成都在细胞质基质完成，并根据自身信号转运到线粒体、叶绿体、细胞核中，也有些蛋白驻留在细胞质基质中。

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（2）锚定细胞质骨架

（3）蛋白的修饰、选择性降解

1 蛋白质的修饰

辅基、辅酶与蛋白的结合

磷酸化和去磷酸化

糖基化

N端甲基化（防止水解）

酰基化

2 控制蛋白质寿命

N端第一个氨基酸残基决定寿命

细胞质基质能够识别N端不稳定的氨基酸信号将其降解，依赖于泛素降解途径

3 降解变性和错误折叠的蛋白质

4 修复变性和错误折叠的蛋白

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热休克蛋白的作用

第二节 细胞内膜系统及其功能

细胞内膜系统是指在结构、功能乃至发生上相互关联、由膜包被的细胞器或细胞结构。

研究方法：电镜技术 免疫标记和放射自显影 离心技术和遗传突变体分析

一、内质网的形态结构和功能

内质网是由封闭的管状或扁平囊状膜系统及其包被的腔形成的互相沟通的三维网络结构。

（一）内质网的两种基本类型

糙面内质网和光面内质网。

糙面内质网：扁囊状 整齐 附着有大量核糖体

功能：合成分泌性蛋白和膜蛋白 光面内质网： 分支管状，小

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功能：脂质合成，出芽位点

部分细胞合成固醇类激素

糙面内质网有20多种和光面内质网不同的蛋白，说明有特殊装置隔开两种内质网的组分。

光面内质网与高尔基体关系密切。糙面内质网与线粒体紧密相依。

内质网分布与微管走向一致，驱动蛋白与内质网结合。内质网可能一端固定在核膜上，另一端在驱动蛋白的牵引下沿微管向外延伸形成网络结构。

(二)内质网的功能

1 蛋白质的合成是糙面内质网的主要功能

（1）向细胞外分泌的蛋白质

（2）膜的整合蛋白

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（3）构成内膜系统细胞器中的可溶性驻留蛋白

（4）和高尔基体配合对蛋白进行修饰和加工 2 光面内质网是脂质合成的重要场所

内质网合成构成几乎全部的膜脂。合成磷脂的酶都在内质网膜上，活性部位在基质侧。

合成的磷脂几分钟后就转位到内质网腔面，可能借助磷脂转位因子或者转位酶。

合成的磷脂向外转运的两种方式：

出芽

凭借PEP蛋白形成水溶性复合物在膜之间转运 3 蛋白质的修饰与加工

在内质网腔，糖基转移酶将寡糖链转移到Asn残基上成为N-连接糖基化，与Asn直接结合的糖食N-乙酰葡糖胺（O-连接的糖基化发生在高尔基体中，修饰发生在Ser/Thr 羟赖氨酸和羟脯氨酸上，直接连接的糖是N-

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乙酰半乳糖胺）

4 新生多肽的折叠和组装

畸形肽链被识别后通过Sec61p复合体从ER转运到细胞质基质，通过泛素途径被蛋白酶体降解

PDI（蛋白二硫键异构酶） 切断二硫键，帮助折叠 Bip 识别不正确折叠的蛋白，促进重新折叠，Hsp70家族成员

PDI和Bip都有KDEL货HDEL信号保证它们滞留在内质网中维持高浓度

5 内质网的其他功能

光面内质网：解毒

肌质网（特殊的光面内质网）：储存钙，在接受冲动刺激后释放钙引起肌肉收缩

（三）内质网与基因表达调控

三种从内质网到细胞核的转导途径：

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（1）内质网腔未折叠蛋白的超量积累

（2）折叠好的蛋白的超量积累

（3）内质网膜上膜脂成分的变化

二、高尔基体的形态结构和功能

（一）高尔基体的形态结构与极性

特征结构：堆叠在一起的排列整齐的扁平膜囊，有极性。靠近细胞核的一面是凸面形成面和顺面，考级质膜的一面是凹面、成熟面和反面。

电镜染色的标识酶：

顺面：嗜锇反应

反面：CMP酶 TPP酶

中间膜囊：甘露糖酶 NADP酶

GERL：CMP和酸性磷酸酶染色，在高尔基体一侧的结构

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高尔基体的精细结构

1 高尔基体顺面膜囊或顺面高尔基体管网状结构

高尔基体顺面最外侧的扁平膜囊，cis膜囊，管网结构。 顺面高尔基体管网状结构，CGN，比高尔基体其他部位略薄，与内质网厚度相近。接受来自内质网物质并转运入高尔基体中间膜囊。具有KDEL(HDEL)序列。可能有O-链接糖基化等其他生物活性。

2 高尔基体中间膜囊

功能：糖基修饰 糖脂形成 与高尔基体有关的多糖合成 3 高尔基体反面膜囊及反面高尔基体管网状结构 TGN

pH比其他部位低

CMP阳性反应的TGN就是GERL区域

功能：分类包装蛋白，最后从高尔基体输出。 晚期蛋白修饰。

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高尔基体周围有许多囊泡。顺面一侧囊泡可能是ER-Golgi运输泡，叫作ERGIC或者VTCs

高尔基体与细胞骨架关系密切，在没有极性的细胞中，高尔基体分布在微管组织中心处。在高尔基体膜囊上有微丝依赖和微管依赖的马达蛋白。

（二）高尔基体的功能

将内质网合成的多种蛋白质进行加工、分类和包装，然后分门别类地运送到细胞特定的部位或分泌到细胞外。高尔基体是糖类合成的工厂。

1 高尔基体与细胞的分泌活动

分泌性蛋白、膜蛋白、溶酶体酶和胞外基质成分都通过高尔基体完成定向转运。

比如：溶酶体酶在内质网合成时发生N-连接糖基化，在高尔基体中寡糖链中甘露糖残基发生磷酸化形成M6P。

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高尔基体trans面上有M6P受体，溶酶体酶与受体亲和起到局部浓缩的作用。

但糖链的修饰并不是高尔基体蛋白分选的唯一途径。肝细胞中有不依赖M6P修饰的另一种分选途径。 2 蛋白质的糖基化及其修饰

糖基化的作用：

给蛋白质打上标记，利于高尔基体分类和包装 帮助蛋白折叠，增 …… 此处隐藏：2510字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……