细胞生物学 第八章内膜系统.ppt
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1、第八章 细胞的内膜系统,Company Logo,,一、原核细胞 无核 细胞膜 细胞质基质(胞质溶胶) 真核细胞 细胞质 细胞器(有膜、无膜) 内含物(如糖原、色素) 细胞核,Company Logo,,Company Logo,,Company Logo,,Company Logo,,是指细胞质内在形态结构、功能和发生上具有相互联系的膜相结构的总称,包括核膜、内质网、高尔基复合体、溶酶体以及各种膜性小泡。,细胞的内膜系统(endomembrane system),Company Logo,,第一节 核 糖 体(ribosome),一、类型 根据核糖体在超速离心中S值的大小,大致分三种类型:
2、70S (原核细胞) 80S (真核细胞) 70S (线粒体),Company Logo,,二、化学组成 主要由rRNA和蛋白质组成。 真核细胞:80S核糖体(60S40S) 60S -3种rRNA(28S、5.8S、5S)+ 49种蛋白 40S-1种rRNA(18S) 33种蛋白 原核细胞:70S核糖体(50S30S) 50S-2种rRNA(23S、5S)34种蛋白 30S-1种rRNA ( 16S ) + 21种蛋白,Company Logo,,Company Logo,,Company Logo,,三、功能 (一)合成蛋白质的场所 游离核糖体 :主要合成结构蛋白。 附着核糖体 :主要合成
3、分泌蛋白、膜蛋白。,Company Logo,,Company Logo,,四个活性部位 P位:肽酰-tRNA结合位点 A位:氨酰-tRNA结合位点 E位:肽链转移后将要被释放的tRNA结合的位点 mRNA结合位点,Company Logo,,四、功能单位 多聚核糖体(polyribosome)许多核蛋白体借助mRNA串联在一起,成为一个功能单位,共同合成蛋白质。常为28个,多达30个或更多。,Company Logo,,Company Logo,,由多少个核糖体串联成一个多聚核糖体,则依mRNA分子的长度以及合成蛋白质分子的大小而定。 多聚核糖体中各核糖体间距为3035nm。 如:血红蛋白多
4、肽链约有150个氨基酸,那么它需要一条约450个核苷酸连成的mRNA链。两个核苷酸之间的距离为0.34nm,这个mRNA分子的长度约为150nm。因此这个mRNA的上面就可接纳56个核糖体。,Company Logo,,第二节 内质网(endoplasmic reticulum),一、形态结构与类型 (一)形态结构 由一层单位膜围成的相互连续的小管、小泡和扁囊样结构组成的三维网状膜系统。 膜厚约56nm,与核膜相连续。,Company Logo,,Company Logo,,Company Logo,,(二) 类型 类型 特征 形态结构 主要功能 rER 有核糖体附着 扁囊 合成分泌蛋白、 溶
5、酶体蛋白、膜蛋白 sER 无核糖体附着 小管、小泡 合成类固醇激 素、解毒,Company Logo,,Company Logo,,二、化学组成 由脂类和蛋白质组成。 标志酶:葡萄糖-6-磷酸酶,Company Logo,,Company Logo,,三、功能,(一) 粗面内质网(rER)的功能* 主要是为负责蛋白质合成的细胞器核糖体提供支架,同时也进行新合成蛋白质的粗加工和蛋白质的转运。,Company Logo,,1、 分泌蛋白质的合成,(1) 信号肽假说(signal hypothesis) 1975年 Blobel 和 Doberstein提出。 1) 信号肽: 由信号密码所编码, 为
6、蛋白质合成中最先被翻译的氨基酸序列, 通常由 1830个疏水氨基酸组成, 可被信号识别颗 粒(SRP)所识别。 作为与粗面内质网膜结合“引导者”指引核糖体与粗面内质网膜结合,并决定新生肽链插入膜内或进入内腔。,Company Logo,,2)SRP 结合信号肽 SRP识别信号肽并结合, SRP另一端插入A位,形成SRP-核糖体复合体,翻译暂停。 3)核糖体在信号肽-SRP引导下结合内质网 SRP识别SRP受体并结合,核糖体则结合核糖体受体,成为附着核糖体。 SRP从核糖体上脱离 ,空出A位。 4)蛋白合成继续,Company Logo,,Company Logo,,信号肽假说(signal h
7、ypothesis): 蛋白合成起始于细胞质溶胶中的核糖体,通过新生肽链上的信号肽将核糖体引导到内质网膜上,而信号肽本身则在在蛋白合成完成之前被内质网腔的信号肽酶切除。,Company Logo,,(2)蛋白质在内质网腔内的折叠和组装 已转移到ER腔内的多肽链在ER腔里进行折叠和组装。只有折叠、组装正确的蛋白质才能进入下一道流水线,从这意义上讲,ER还起到一个“质量控制器”的作用。,Company Logo,,需要驻留蛋白参与,包括蛋白二硫异构酶和内质网分子伴侣等。 分子“伴侣”(molecular chaperones) 细胞中帮助其他蛋白质多肽链转运、折叠或装配,但并不参与最终产物组成的蛋
8、白质分子。因此称为分子“伴侣”。 驻留蛋白在ER腔高浓度存在,是因为有驻留信号肽,即在蛋白羧基端有4个氨基酸(-Lys-Asp-Glu-Leu-COO)。,Company Logo,,(3)蛋白质在内质网腔内的糖基化 在糖基转移酶的催化下,寡聚糖链与蛋白质的氨基酸残基共价连接的过程称为蛋白质糖基化。蛋白质的糖基化主要在高尔基复合体中进行,rER腔内也进行部分糖基化。,Company Logo,,rER腔中进行 的糖基化主要是 N-连接糖基化。 N-连接的糖 蛋白多为分泌性 蛋白和溶酶体 蛋白。,Company Logo,,Company Logo,,(4) 蛋白质由ER向高尔基复合体的运输 r
9、ER中合成和初加工后的蛋白质通过其管腔运送并以“芽生”方式从rER膜上膨出,脱落形成小囊泡。小囊泡内含新合成的可溶性蛋白,泡膜上带有新合成的膜蛋白。小囊泡将这些蛋白质定向地转运到高尔基复合体进一步加工修饰。,Company Logo,,Company Logo,,Company Logo,,2、rER与膜脂的合成,内质网膜能合成几乎所有细胞膜需要的脂类。 1) 新合成的脂类分子最初只嵌入内质网脂双层的细胞质基质面。 2) 翻转酶(flipase),能选择性地将脂类分子从细胞质基质面的膜层“翻转”到ER腔面的膜层中。 脂类去向: 1)嵌入到内质网脂类双层中,补充自身膜损失。 2)输送到其它膜性细
10、胞器,补充其他膜相损失。,Company Logo,,(二) sER的功能* 1、 固醇激素的合成与脂类代谢 (是sER最明显的功能) SER包含一整套合成脂类的酶系,合成几乎所有脂类(除了合成膜脂以外,还合成包括脂肪、磷脂、胆固醇、甾类激素等其它的脂类)。 sER合成的脂质分子运输到细胞其它部位可能通过二种方式。一种是通过“芽生”形成运输小泡运送;另一种方式可通过特殊的磷脂交换蛋白送往各膜性细胞器。,Company Logo,,Company Logo,,2、解毒作用 3、肌肉收缩 sER在肌肉细胞中形成一种特殊结构称为肌质网。肌细胞中的sER通过释放和摄取Ca2+参与肌肉的运动。,Comp
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