第5章 细胞内膜系统

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第五章 细胞内膜系统与囊泡运输第一节 内质网

第二节 高尔基体第三节 溶酶体

第四节 过氧化物酶体

2013-7-12

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内膜系统概念介绍

与原核细胞物不同的是真核细胞具有复杂的由内膜构成 的功能区阈。细胞内膜系统指在结构、功能或发生上相 关的细胞内膜形成的细胞结构，包括核被膜、内质网、 高尔基体及其形成的溶酶体和分泌泡等，以及其它细胞 器如线粒体，质体和过氧化物酶体等膜包围的细胞器 (膜性细胞器)。 内膜系统形成了一种胞内网络结构，其功能主要在于两 个方面：其一是扩大膜的总面积，为酶提供附着的支架， 如脂肪代谢、氧化磷酸化相关的酶都结合在细胞膜上。 其二是将细胞内部区分为不同的功能区域，保证各种生 化反应所需的独特的环境。2013-7-12 2

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第一节 内质网(endoplasmic reticulum,ER)一、内质网是遍布于细胞质内的连续网状膜系统

由KR. Porter、A. Claude 和 EF. Fullam等人于1945年 发现，他们在观察培养的小鼠成纤维细胞时，发现细 胞质内部具有网状结构，这些结构多聚集在细胞核附 近区域，叫做内质网。 内质网膜约占细胞总膜面积的一半，是真核细胞中最 多的膜。除哺乳动物的红细胞外，所有真核细胞均含 内质网，内质网由膜构成的小管、小泡或扁囊连接成 的三维网状膜系统。膜围成的空间称为ER腔(lumen)。

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内质网的特点

内质网的形态结构，分布状态和数量多少在不同的细胞中 各不相同。不同的内质网在不同的细胞中分布不同。鼠肝细胞中为扁囊结构，浆细胞中内质网含量多。

卵细胞和胚胎细胞随细胞增殖和分化，内质网数量不断增 加。肌肉细胞中的内质网是一种特化的滑面内质网，称为肌质 网，可贮存Ca2+,引起肌肉收缩。 靠近细胞核的内质网较稠密并形成复杂的三维结构，而细 胞核以远的内质网则分布较散，甚至伸展到细胞边缘并延 伸到不同形状的细胞突起而形成不同的结构形态。2013-7-12 4

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一、内质网膜的化学构成

ER膜和大多细胞内的生物膜一样，含大约2/3的蛋白

和1/3的脂类，脂类主要成分为磷脂，磷脂酰胆碱含量较高，鞘磷脂含量较少，没有或很少含胆固醇。

ER约有30多种膜结合蛋白，另有30多种位于内质网 腔，这些蛋白的分布具有异质性，如：葡糖-6-磷酸 酶，普遍存在于内质网，被认为是标志酶，核糖体 结合糖蛋白只分布在rER,P450酶系只分布在sER。

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二、内质网的结构

内质网是内膜构成的封闭的网状管道系统。具有高度的多型性。可分为粗面型内质网(rough endoplasmic reticulum,rER)和滑面型内质网 (smooth endoplasmic r

eticulum,sER)两类。rER呈 扁平囊状，排列整齐，膜外有核糖体附着。sER呈 分支管状或小泡状，无核糖体附着。细胞不含纯粹 的rER或sER,它们分别是ER连续结构的一部分。 用蔗糖密度梯度离心技术将rER或sER分离出来。

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rER的形态

sER的形态

引自http://www.uni-mainz.de/

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(一) 粗面内质网表面附有核糖体

rER附着大量核糖体，与细胞核的外核膜相连，使内质网腔与核 周间隙相同。细胞功能和分化状态与粗面内质网结构的复杂程度 相关。在旺盛合成分泌蛋白的胰腺细胞、肝细胞rER发达，而在 未成熟或未分化的干细胞和胚胎细胞不发达。 核糖体：由大、小两个亚单位构成，游离与细胞质中为游离核糖 体，附着于内质网膜表面为膜结合核糖体。mRNA分子可串联许 多核糖体形成多聚核糖体(polyribosome)或多聚体，被串联的核 糖体少则几个，多的可达四五十个或更多。 游离核糖体：主要合成细胞本身所需要的蛋白质。膜结合核糖体：能合成跨膜蛋白和水溶性蛋白。合成的跨膜蛋白 一部分作为膜蛋白，构成内质网的成分。另一部分成为其他模性 细胞器，如高尔基体，溶酶体的组成蛋白。2013-7-12 8

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(二) 滑面内质网表面光滑

又称无颗粒内质网，主要特征为膜表面没有核糖体， 多由分支小管和圆形小泡构成，多数细胞中sER不发 达，多为rER结构中不附着核糖体的区域。 肝细胞中sER为细胞的主要细胞器，与解毒功能有关。 骨骼肌中的sER具有钙泵功能，能以泵出和泵入Ca2+, 调节肌肉收缩。 微粒体：细胞经匀浆被破坏后，内质网断裂称许多的 封闭小泡。即微粒体(microsome),含有核糖体的为粗 面微粒体，不含核糖体的为滑面微粒体。2013-7-12 9

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四、内质网的功能(一)蛋白质合成折叠加工运输

蛋白质都是在核糖体上合成的，并且起 始于细胞质基质，但是有些蛋白质在合 成开始不久后便转在内质网上合成

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1.做为核糖体附着的支架 1.

内质网上合成的蛋白主要有： 向细胞外分泌的蛋白、如抗体、激素；

2.3.

膜的整合蛋白；需要与其它细胞组分严格分开的酶，如溶酶体的

各种水解酶；4.

需要进行修饰的蛋白，如糖蛋白。

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A. Functions of the rER 1. Proteins synthesized on ribosomes of rER include: secretory proteins, integral membrane proteins, soluble proteins of organelles.

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2. 分子伴侣对新生多肽链进行折叠与装配

分子伴侣：指能识别正在合成的或已部分折叠的 多肽，并与其一定部位结合后能正确折叠的分子。 蛋白二硫键异构酶(protein disulfide isomerase, PDI)、结合蛋白(binding protein, Bip)、葡萄糖调 节

蛋白94 (glucose regulated protein94,Grp94) 和 钙网素(calreticulin)。分子伴侣的C端末尾具有滞 留信号肽，使之驻留与内质网腔而不被转运，所 以分子伴侣又称为驻留蛋白(retention protein)。2013-7-12 13

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3. 蛋白质在内质网腔内进行糖基化

新合成的蛋白质在内质网腔内进行糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成等，其中最主要的是糖

基化，几乎所有内质网上合成的蛋白质最终被糖基化。糖基化的作用是： ① 使蛋白质能够抵抗消化酶的作用； ② 赋予蛋白质传导信号的功能； ③ 某些蛋白只有在糖基化之后才能正确折叠。2013-7-12 14

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糖基一般连接在4种氨基酸上，分为2种：

O-连接的糖基化(O-linked glycosylation): 与Ser、Thr和Tyr的OH连接，连接的糖为半乳糖或N-乙酰半乳糖胺，在高尔 基体上进行O-连接的糖基化。

N-连接的糖基化(N-linked glycosylation): 与天冬酰胺残基的 NH2连接，糖为N-乙酰葡糖胺。内质网上进行的为N-连接的

糖基化。糖的供体为核苷糖(nucleotide sugar)。

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4. 蛋白质的胞内运输

由核糖体合成的分泌蛋白质进入在 …… 此处隐藏：1739字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……