第九章 细胞内膜系统
细胞内部的间隔化——内膜系统
? 1． 间隔化对真核细胞的意义：扩大膜的面积，提供各种反应所需的适当环境，使
之互不干扰
? 2． 内膜：内质网，高尔基体，核膜，溶酶体，微体，线粒体，质体（植物） 一，细胞质基质（cytoplasmic matrix),也称细胞液（cytosol）
? 概念： 内膜胞质侧的部分，为均质半透明的胶状物质，约占细胞总体积的55%。 --化学组成：小分子：水，无机盐
中等分子：脂类，糖类，氨基酸，核苷酸等 大分子：多糖，蛋白质，RNA等
? 功能：中间代谢的场所
– 糖酵解，糖原合成，脂肪酸合成
– 部分蛋白质的合成--在游离的核糖体上进行
第二节 内质网
1） 粗面内质网，典型的为相互平行的扁平囊，有核糖体附着，与核膜相连2） 光面内质网：管状，泡状，表面无核糖体粗面内质网（rough endoplasmic reticulum，RER）滑面内质网（smooth endoplasmic reticulum，SER）骨骼肌的滑面内质网是 肌质网 内质网的分离： 蔗糖密度梯度离心技术
微粒体：人为的产物，匀浆后离心的一种成分，主要为内质网的碎片 糙面微粒体 光面微粒体 内质网与其他细胞器的关系
内质网膜的组成 脂类：1/3 蛋白质 ：2/3 内质网的功能：
1. 蛋白合成：分泌蛋白（酶，多肽激素等），膜蛋白，溶酶体酶在粗面内质网上合成 （1）分泌蛋白质的合成、转运和修饰加工 a.信号肽引导核糖体结合到内质网膜
蛋白质的定向释放——信号学说
? 信号肽：N-端的一段顺序，15-30个氨基酸，一级顺序无特征，但多疏水性氨基酸，
由信号密码所编码（signal codon）
? 信号肽识别颗粒（signal recognition particle，SRP） ? SRP受体：位于内质网膜上
信号肽的作用：经由SRP的携带，将游离的核糖体引导到内质网膜的表面并与之结合，
继续其蛋白质的合成
b.核糖体合成的新生肽链到内质网腔的跨膜转运
核糖体合成的多肽链穿入内质网膜是与翻译是同时进行的，这种边翻译边转移的方式称为协同翻译转移（co-translational translocation） c.蛋白质在 内质网腔内的折叠
内质网腔中含有一些与蛋白质折叠有关的蛋白和酶类，如结合蛋白Bip（属于伴侣蛋白的一种），它们与多肽链结合，帮助它折叠为正确的形式。 ? 分子伴侣（伴侣蛋白，伴娘蛋白，chaperone protein）：
这类蛋白能特异性地识别新生肽链或部分折叠的多肽并与之结合，帮助这些多肽进行折叠、装配和转运，但其本身并不参与最终产物的形成 d.蛋白质在内质网腔内的糖基化
? 连在天冬酰胺残基NH2上的糖链是在内质网中开始加上去的，先加上一个含有甘露
糖和氨基乙酰葡萄糖的寡糖核心（通过一种多帖醇作为载体），然后再修饰。 ? 糖基化的过程在高尔基体中继续进行，直到完成 e.内质网合成的蛋白质经由高尔基体排出细胞 2.跨膜蛋白的内质网转移
可溶性蛋白 分泌蛋白 驻留蛋白
跨膜蛋白 单次跨膜蛋白 多次跨膜蛋白 单次跨膜蛋白内质网转移的简单过程
具有内信号肽的多次跨膜蛋白的内质网转移 2 .内质网与脂类的合成
? 磷脂的合成，合成在胞质侧，可能存在翻转酶，使之翻转到腔面一侧（不对称性）。 ? 胆固醇和甾类激素的合成 3.糖原在内质网的合成与分解 肝糖原的合成和分解 4.内质网的解毒功能
? 与解毒有关的酶系：如细胞色素P450，NAPH- 细胞色素C还原酶等 如：内质网上的电子传递链，细胞色素P450，使底物加-OH NADPH + H+ +O2 + R-H→NADP+ +H20 + R-OH
? 在内质网酶的作用下，致癌物的前体变为致癌物 内质网的病理改变
1 病理条件下的内质网肿胀和肥大 2 癌变细胞中的内质网改变
3 由内质网合成的蛋白质变化引起的疾病
如 蛋白质构象病（protein conformational diseases) 第三节，高尔基体（高尔基器，高尔基复合体）（Golgi complex)
发现 1898年，意大利人Golgi 在猫头鹰的神经细胞中用银染方法发现。后人以其名命之。初称\内网器\，多有争议。50年代初，电镜确认为一种真实的结构
形态结构：4-8个扁平囊泡平行排列形成高尔基堆，周围有些小泡和大泡 高尔基体具有一定的极性： 顺式面（cis-)（或生成面，未成熟面），反式面(trans-)（或分泌面、成熟面） 高尔基体的标志化学反应：
? 嗜锇反应：生成面的标志反应
? 焦磷酸硫胺素酶（TPP酶）反应： 成熟面的标志反应
? 烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶（NADP酶）反应：中间膜囊的标志反应 ? 胞嘧啶单核苷酸（CMP酶）反应：成熟面的标志反应 GERL结构 高尔基的主要功能
一、参与细胞的分泌活动
高尔基体是膜蛋白和分泌蛋白的分选中心，同时对蛋白质进行广泛的加工 二、蛋白质和糖脂的加工修饰
蛋白质糖基化修饰：O-连接糖基化、寡糖与蛋白质的酪氨酸、丝氨酸和苏氨酸残基侧链的羟基基团共价结合 糖脂的糖基化修饰：
糖蛋白和蛋白多糖的硫酸盐化：
高尔基体每个区隔含有修饰蛋白质的特定的酶： a) 加上磷酸基团（顺面扁囊）
c）接受N-乙酰葡萄糖胺（中间扁囊） d）接受半乳糖和唾液酸（反面扁囊）
? 半乳糖苷转移酶是高尔基体的标记酶 蛋白质的分选
可能与糖链的识别有关 三、蛋白质的水解加工
如： 蛋白质水解酶 神经肽前体----------------------有活性的神经肽
高尔基体内的转变酶 胰岛素原-------------------------有活性的胰岛素 四、参与膜的转化
膜流活动： 参与细胞内物质运输
使膜性细胞器的膜成分不断得到补充和更新 放射性自显影跟踪分泌蛋白的合成
内质网 高尔基体 分泌泡
不同病变下的高尔基体的异常改变 癌细胞： 高尔基不发达
中毒细胞： 高尔基结构受到破坏，甚至消失 功能亢进的细胞： 高尔基结构肥大 第四节 溶酶体lysosome
发现 1949年，de Duve，大鼠肝的匀浆，分析酸性磷酸酶，发现酶活性在存放后反而升高。究其根源，发现此酶是位于一种膜结构中，存放后（特别是冻存后）膜破坏，酶释放出来，故活力升高。1955年，电镜下确认。 形态结构与标记酶
? 为异型细胞器，形态多样，但都含有多种酸性水解酶。这些酶都是糖蛋白，最适PH
在5左右。
? 溶酶体的标记酶：酸性水解酶，作为细胞化学鉴定的依据。 分类
? 内体性溶酶体（endolysosome）： 由运输小泡和内体合并而成 ? 吞噬性溶酶体（phagolysosome）： 由内体溶酶体和作用底物融合 包括：异噬性溶酶体（heterophage lysosome） 自噬性溶酶体（autophage lysosome） 残余体：脂褐质、含铁小体、多泡体、髓样体等 内体性溶酶体的产生
? 高尔基体→出泡（包被小泡，M6P-M6P受体）→内体性溶酶体→M6P与受体分离
（酸性PH）→出泡（包被小泡，带着M6P受体）→脱去包被→高尔基体
吞噬性溶酶体的吞噬作用
? 异噬作用：吞噬底物为外源性物质，包括细胞和大分子物质
? 自噬作用：吞噬底物为内源性物质，如细胞内衰老细胞器（如线粒体）的清除，一
些分泌颗粒的降解等
? 细胞的自溶作用： 溶酶体膜破坏→水解酶释放→细胞溶解
生理性的：发育过程中某些结构的去除（如昆虫变态，
骨骼的生长） 病理性的：矽肺，类风湿性关节炎 溶酶体的主要功能
对细胞内吞物质的消化 对细胞自身物质的分解 参与激素的形成与浓度的调节 在骨骼发生中消除旧骨质 在机体的器官组织变态与萎缩中的作用 协助精子与卵细胞
? 一，概细受精
溶酶体缺陷与疾病
? 各种贮积症（storage disease） 如： 泰-萨氏病(Tay-Sachs disease) ? 矽肺的形成
? 类风湿关节炎的形成 ? 与癌症的发生有关
第五节 过氧化物酶体(peroxisome) （微体,microbody）
? 概念：形态上相似、但功能各异的一些泡状结构。
? 形态：单位膜，圆形、卵形、哑铃状小泡，有些含有类核体（尿酸氧化酶结晶） ? 特点：全部含有过氧化氢酶或过氧化物酶
分布 几乎所有的真核细胞，动物的肝、肾中丰富（肝、肾中的过氧物酶体比较大，其他细胞中的比较小——微过氧物酶体）
功能：氨基酸、羟酸、胺、乙醇等的氧化，通过氧化反应分解有毒物质 反应：RH2 + O2→H2O2+ R
H2O2→H2O + 1/2 O2 R'H2 + H2O2→R' + 2H2O
微体的来源：膜可能来自内质网，通过磷脂转运蛋白运来；它的酶类是在游离的核糖体上合成、然后转移到过氧物酶体中
病变细胞中的过氧化物酶体 过氧化物酶体的数量和结构均发生明显变化。