【正文】 第七章 真核細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)、蛋白質(zhì)分選與膜泡運(yùn)輸 第一節(jié) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的涵義與功能 第二節(jié) 細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)及其功能 第三節(jié) 細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與膜泡運(yùn)輸 真核細(xì)胞的細(xì)胞內(nèi)區(qū)室化 （ partmentalization）： 細(xì)胞內(nèi)區(qū)室化是真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的基本特征之一 . 細(xì)胞內(nèi)膜被分為三類結(jié)構(gòu)：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)、膜包被的各種細(xì)胞器 1. Plasma membrane 2. Cytoplasmic matrix 3. Pinocytotic vesicle 4. Mitochondria 5. Endoplasmic reticulum 6. Ribosomes 7. Lysosomes 8. Vacuoles 9. Golgi apparatus 10. Centrioles 11. Nuclear membrane 12. Nucleus 13. Nucleolus 第一節(jié) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的涵義與功能 一、 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的涵義 二、 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的組成 三、 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的功能 一 、 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的涵義 ? 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（ cytoplasmic matrix） ： 在真核細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中，除去可分辨的細(xì)胞器外的膠狀物質(zhì)。 ? 用差速離心法分離細(xì)胞勻漿物組分，先后除去細(xì)胞核、線粒體 、 溶酶體、高爾基體和細(xì)胞質(zhì)膜等細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)后，存留在上清液中的主要是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的成分。生物化學(xué)家多稱之為胞質(zhì)溶膠。 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的體積占細(xì)胞的一半。 完成各種中間代謝過程 如糖酵解過程、磷酸戊糖途徑、糖醛酸途徑等 蛋白質(zhì)的 分選與運(yùn)輸 與細(xì)胞質(zhì)骨架相關(guān)的功能 維持細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸及能量傳遞等 蛋白質(zhì)的修飾、蛋白質(zhì)選擇性的降解 （ 1） 蛋白質(zhì)的修飾 （ 2） （ 3） 降解變性和錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì) （ 4） 幫助變性或錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)重新折疊 ， 形成正確的分子構(gòu)象 三、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的功能 第二節(jié) 細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)及其功能 一、 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能 二、 高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu) 與 功能 三、 溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能 與原核細(xì)胞不同的是真核細(xì)胞具有復(fù)雜的由 內(nèi)膜構(gòu)成的功能區(qū)隔 。 細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng) 是指在結(jié)構(gòu)，功能乃至發(fā)生上相互關(guān)聯(lián)、由膜包被的細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)，主要包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、胞內(nèi)體和分泌泡等。 內(nèi)膜系統(tǒng)形成了一種胞內(nèi)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其 功能 主要在于兩個(gè)方面：① 擴(kuò)大膜的總面積，為酶提供附著的支架，如脂肪代謝、氧化磷酸化相關(guān)的酶都結(jié)合在細(xì)胞膜上；② 是將細(xì)胞內(nèi)部區(qū)分為不同的功能區(qū)域，保證各種生化反應(yīng)所需的獨(dú)特的環(huán)境。 第二節(jié) 細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)及其功能 ? 內(nèi)膜系統(tǒng)將細(xì)胞中的生化合成、分泌和內(nèi)吞作用連接形成動(dòng)態(tài)的、相互作用的網(wǎng)絡(luò)。 ? 在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的蛋白和脂質(zhì)通過分泌活動(dòng)進(jìn)入分泌小泡運(yùn)送到工作部位；細(xì)胞通過內(nèi)吞途徑將細(xì)胞外的物質(zhì)送到溶酶體降解。 胞外分泌 Regulated Secretory 分泌調(diào)節(jié)示意圖 調(diào)節(jié)分泌途徑 組成分泌途徑 膜泡運(yùn)輸途徑 一、 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) （ endoplasmic reticulum， ER） 由封閉的管狀或扁平囊狀膜系統(tǒng)及其包被的空腔形成互相溝通的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的化學(xué)組成 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的類型 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)構(gòu) 微粒體 一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的兩種基本類型 根據(jù)結(jié)構(gòu)與功能 ， 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)可以分為兩種基本結(jié)構(gòu)類型： 1 、 糙 面 內(nèi) 質(zhì) 網(wǎng) （ rough endoplasmic reticulum， rER） ? 多呈扁囊狀，排列較為整齊，因在其膜表面分布著大量的顆粒（核糖體） ? 是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與核糖體共同形成的復(fù)合功能結(jié)構(gòu)。 ? 主要功能：合成分泌性的蛋白和多種 膜 蛋白。 ? 在分泌細(xì)胞和分泌抗體的漿細(xì)胞中，粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)非常發(fā)達(dá)。 （ smooth endoplasmic reticulum， sER） ? 表面沒有核糖體 的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)稱光滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng) ， 常呈分支管狀或小泡狀 。 ? 是 脂質(zhì) 合成的重要場(chǎng)所 ， 廣泛存在于能合成 類固醇 的細(xì)胞中 。 （二）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能 ER是細(xì)胞內(nèi)除核酸以外的生物大分子 ， 是蛋白質(zhì)與脂類 合成的基地 。 幾乎全部脂類和多種重要蛋白質(zhì)都是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的 。 蛋白質(zhì)合成 脂類的合成 蛋白質(zhì)的修飾與加工 新生肽的折疊與組裝 sER的功能 細(xì)胞中的蛋白質(zhì)都是在核糖體上合成的 ， 并都是起始于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中 。 有些蛋白質(zhì)剛合成不久便轉(zhuǎn)移至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上 ， 繼續(xù)進(jìn)行蛋白質(zhì)合成 ， 這些蛋白質(zhì)包括： ⑴ 向細(xì)胞外分泌的蛋白質(zhì)：酶 、 抗體 、 多肽類激素 、 胞外基質(zhì)成分等； ⑵ 膜的整合蛋白：細(xì)胞質(zhì)膜以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 、 高爾基體 、 溶酶體膜上的膜蛋白； ⑶ 構(gòu)成內(nèi)膜系統(tǒng)細(xì)胞器中的可溶性駐留蛋白：溶酶體和植物液泡中的酸性水解酶 、 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 、 高爾基體中固有的蛋白 。 ? 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的構(gòu)成細(xì)胞所需要的包括磷脂和膽固醇在內(nèi)的幾乎全部的膜脂，其中最主要的是磷脂酰膽堿（卵磷脂）。合成磷脂所需要的三種酶（酰基轉(zhuǎn)移酶、磷酸酶、膽堿磷酸轉(zhuǎn)移酶）都定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上。 ? 在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上合成的磷脂幾分鐘后，就由細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)一側(cè)轉(zhuǎn)向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔面，這種轉(zhuǎn)運(yùn)可能借助一種磷脂轉(zhuǎn)位因子 （ phospholipid translocator） 或稱轉(zhuǎn)位酶（ flippase） 來完成。 膽堿磷酸酯轉(zhuǎn)移酶 甘油磷脂 磷脂酰膽堿 甘油磷脂 磷脂酸鹽 二磷酸甘油酯 ?；D(zhuǎn)移酶 磷脂轉(zhuǎn)位因子 ? 合成的磷脂 由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向其它膜轉(zhuǎn)運(yùn)主要有兩種方式： ⑴ 以出芽的方式轉(zhuǎn)運(yùn)到高爾基體、溶酶體和細(xì)胞膜上； ⑵ 憑借水溶性的載體蛋白－磷脂轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（ phospholipid exchange proteins， PEP） 在膜之間轉(zhuǎn)運(yùn)磷脂 。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜 小泡 細(xì)胞質(zhì)膜 進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)發(fā)生的主要化學(xué)修飾作用有糖基化 、羥基化 、 酰基化和二硫鍵的形成等 ， 其中最主要的是糖基化 ,幾乎所有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白質(zhì)最終被糖基化 。 糖基化的作用 : 。 。 . 糖基化伴隨多肽合成同時(shí)進(jìn)行，是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中最常見的蛋白質(zhì)修飾。 在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔面，寡糖鏈連接在插入膜內(nèi)的磷酸多萜醇上，當(dāng)與糖基化有關(guān)的氨基酸殘基出現(xiàn)后，通過在膜上的 糖基轉(zhuǎn)移酶 （ glycosyltranferase） 的作用，將寡糖基由磷酸多萜醇轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的天冬酰胺殘基上。 儲(chǔ)藏方式 活動(dòng)方式 脂類耦聯(lián)的寡聚糖 ? 不同的蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)停留的時(shí)間長短不一 。 不能正確折疊的畸形肽鏈或未裝配成寡聚體的蛋白質(zhì)亞單位 ， 一般不能進(jìn)入高爾基體 。 ? 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔是非還原性的內(nèi)腔 ， 易于二硫鍵形成； ? 正確折疊涉及駐留蛋白：具有 KDEL（ 賴天谷亮 ） 或 HDEL（ 組天谷亮 ） 信號(hào)蛋白 二硫鍵異構(gòu)酶 （ protein disulfide isomerase， PDI） 切斷二硫鍵 ， 幫助新合成的蛋白重新形成