溶酶体与过氧化物酶体学习教案.pptx

《溶酶体与过氧化物酶体学习教案.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《溶酶体与过氧化物酶体学习教案.pptx（60页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、会计学1溶酶体与过氧化物溶酶体与过氧化物(u yn hu w)酶体酶体第一页，共60页。第四节第四节 溶酶体与过氧溶酶体与过氧化物化物(u yn hu w)酶体酶体一、溶酶体一、溶酶体n n溶酶体：Lysosome，由单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器。其主要功能(gngnng)是进行细胞内的消化和保护作用。第1页/共60页第二页，共60页。1、溶酶体的形态、溶酶体的形态(xngti)结构结构n n1949年，Christian de Duve 和他的同事在研究亚细胞组分时发现了溶酶体，1955年，de Duve与Novikoff首次用电子显微镜证明了溶酶体的存在。n n溶酶体是一

2、种异质性(heterogeneous)的细胞器,不同来源的溶酶体形态、大小,甚至所含有酶的种类都有很大的不同。溶酶体呈小球状,大小变化很大，直径一般0.250.8m，最大的可超过1m,最小的直径只有2550nm。n n溶酶体存在于所有的原生动物与多细胞动物，少数细胞如哺乳动物(brdngw)红细胞除外，植物有类似的液泡和圆球体。第2页/共60页第三页，共60页。具吞噬作用的肝具吞噬作用的肝具吞噬作用的肝具吞噬作用的肝KupperKupperKupperKupper细胞中不同细胞中不同细胞中不同细胞中不同(b tn)(b tn)(b tn)(b tn)大小的溶酶体大小的溶酶体大小的溶酶体大小的溶

3、酶体 第3页/共60页第四页，共60页。2、溶酶体膜的稳定性、溶酶体膜的稳定性n n由于溶酶体中含有各种不同的水解酶类,所以溶酶体在生活细胞中必须是高度稳定的。溶酶体的稳定性与其膜的结构组成(z chn)有关：n n溶酶体膜中嵌有质子运输泵(H+-ATPase)和Cl-离子通道蛋白，维持溶酶体内部的酸性环境(pH约为4.64.8)。n n溶酶体膜含有各种不同酸性的、高度糖基化膜整合蛋白,防止自身膜蛋白的降解。n n溶酶体膜含有较高的胆固醇,促进了膜结构的稳定。第4页/共60页第五页，共60页。3、溶酶体的酶类、溶酶体的酶类n n溶酶体内含有60多种酶类，多数为可溶性的酶，少数整合于膜上，最适p

4、H值是5.0，故均为酸性水解酶(acid hydrolases)。n n酸性磷酸酶是溶酶体的标志(biozh)酶 n n包括蛋白酶、核酸酶、脂酶、糖苷酶等 第5页/共60页第六页，共60页。溶酶体的形态溶酶体的形态溶酶体的形态溶酶体的形态(xngti)(xngti)(xngti)(xngti)、大小、大小、大小、大小、V V V V型质子泵及所含主要酶类示意图型质子泵及所含主要酶类示意图型质子泵及所含主要酶类示意图型质子泵及所含主要酶类示意图 第6页/共60页第七页，共60页。4、溶酶体的类型、溶酶体的类型(lixng)n n根据溶酶体处于完成其生理功能的不同阶段分：初级溶酶体、次级(c j)

5、溶酶体、残余体第7页/共60页第八页，共60页。初级初级(chj)(chj)溶酶体溶酶体(primary lysosome)(primary lysosome)n n刚刚从反面高尔基体形成的小囊泡,仅含有水解酶类，但无作用底物，外面只有(zhyu)一层单位膜，其中的酶处于非活性状态。第8页/共60页第九页，共60页。次级次级(c j)(c j)溶酶体溶酶体(secondary(secondary lysosome)lysosome)n n初级溶酶体与细胞内的自噬泡或异噬泡、胞饮泡或吞噬泡融合形成的复合体，有水解酶和相应的底物，是一种将要或正在进行消化作用的溶酶体。n n根据(gnj)所消化的物

6、质来源不同,分为自噬性溶酶体、异噬性溶酶体。n n自噬性溶酶体：作用底物是内源性的,即细胞内的蜕变、破损的某些细胞器或局部细胞质 n n异噬性溶酶体：它的作用底物是外源性的,即细胞经吞噬、胞饮作用所摄入的胞外物质第9页/共60页第十页，共60页。第10页/共60页第十一页，共60页。残余残余(cny)(cny)体（体（residual residual lysosomelysosome）n n未被消化的物质残余在溶酶体中形成残余小体或后溶酶体，以胞吐外排。也可能留在细胞内逐年增多(zn du)，如表皮细胞的老年斑，肝细胞的脂褐质第11页/共60页第十二页，共60页。第12页/共60页第十三页，

7、共60页。溶酶体的类型及在细胞消化溶酶体的类型及在细胞消化溶酶体的类型及在细胞消化溶酶体的类型及在细胞消化(xiohu)(xiohu)(xiohu)(xiohu)过程中的作用过程中的作用过程中的作用过程中的作用 第13页/共60页第十四页，共60页。5、溶酶体的发生、溶酶体的发生(fshng)n n甘露糖-6-磷酸途径(mannose 6-phosphate sorting pathway)：溶酶体的酶类在内质网上起始合成,跨膜进入内质网的腔,在顺面高尔基体带上甘露糖6-磷酸标记后在高尔基体反面网络形成溶酶体分泌(fnm)小泡,最后还要通过脱磷酸才成为成熟的溶酶体。第14页/共60页第十五页，

8、共60页。溶酶体酶蛋白溶酶体酶蛋白(dnbi)(dnbi)的的M6PM6P标记标记 n n糖基化：粗面内质网进行N-连接糖基化,经加工后形成带有8个甘露(gnl)糖残基和2个N-乙酰葡萄糖胺残基的糖蛋白转运到高尔基体 n n磷酸化：高尔基体第15页/共60页第十六页，共60页。磷酸化磷酸化第16页/共60页第十七页，共60页。溶酶体酶的溶酶体酶的M6P分选途径分选途径(tjng)第17页/共60页第十八页，共60页。6、溶酶体的功能、溶酶体的功能(gngnng)n n溶酶体的主要功能是消化作用。其消化底物的来源有三种途径:自体吞噬(autophagy),吞噬的是细胞(xbo)内原有的物质;通过

9、吞噬形成的吞噬体(phagosome)提供的有害物质;通过内吞作用(endocytosis)提供的营养物质。第18页/共60页第十九页，共60页。第19页/共60页第二十页，共60页。消化和防御消化和防御(fngy)功能功能n n吞噬作用：phagocytosis，外来的有害物质被吞入细胞后,即形成由膜包裹的吞噬小体(phagosome),初级溶酶体很快同吞噬体融合形成次级溶酶体，为异噬性溶酶体 n n吞噬细胞：巨噬细胞(macrophages)和中性(zhngxng)粒细胞(neutrophils)n n保护防御、获取营养及衰老的、进入编程死亡的细胞的吞噬 第20页/共60页第二十一页，共6

10、0页。吞噬作用吞噬作用(tn sh zu yn)(tn sh zu yn)第21页/共60页第二十二页，共60页。在细胞器更新在细胞器更新(gngxn)中的作中的作用用n n自噬作用(zuyng)：autophagy清除降解细胞内受损伤的细胞结构、衰老的细胞器、以及不再需要的生物大分子等n n吞噬过程：被吞噬的细胞器和生物大分子先要被内质网的膜包裹起来形成自噬泡(autophagic vacuole),然后与初级溶酶体融合形成次级溶酶体,即自噬性的溶酶体n n饥饿、老化第22页/共60页第二十三页，共60页。自体吞噬泡形成自体吞噬泡形成自体吞噬泡形成自体吞噬泡形成(xngchng)(xngch

11、ng)(xngchng)(xngchng)的机制的机制的机制的机制 第23页/共60页第二十四页，共60页。在发育在发育(fy)过程中的作用过程中的作用n n自溶作用：autolysis，细胞的自我毁灭(cellular self-destruction),即溶酶体将酶释放出来将自身细胞降解。n n 昆虫变态(binti)、青蛙发育、骨骼形成、乳腺退化第24页/共60页第二十五页，共60页。在受精过程在受精过程(guchng)中的作用中的作用n n细胞(xbo)外消化：extracellular digestion，将水解酶释放到细胞(xbo)外消化细胞(xbo)外物质。第25页/共60页第二

12、十六页，共60页。7、溶酶体与疾病、溶酶体与疾病(jbng)n n储积病：台萨氏病，溶酶体缺氨基己糖酯酶，积神经节苷脂，致精神呆滞，死亡。n n肺结核：结核杆菌不产生内、外毒素,也无荚膜和侵袭性酶。但是菌体成分硫酸脑苷脂能抵抗溶酶体的杀伤作用,使结核杆菌在肺泡内大量生长繁殖,导致巨噬细胞裂解,释放出的结核杆菌再被吞噬而重复上述过程，引起肺组织钙化和纤维化。n n矽肺：矽粉末（SiO2），被吞噬，溶酶体膜破裂，释放水解酶，细胞死亡，矽粉释放又被其它细胞吞噬。最后刺激成纤维细胞胶原纤维结的沉积，肺的弹性降低，功能受损。n n风湿性关节炎：残余体经胞吐把残渣和残余酶排到细胞间，如局部出现适合pH，就

13、继续(jx)发挥酶作用。n n致癌与治癌第26页/共60页第二十七页，共60页。二、微体（过氧化物二、微体（过氧化物(u yn hu w)酶体）酶体）n n微体：microbody，peroxisome，由单层膜围绕的、内含一种或几种氧化酶类的细胞器。n n1954年，Rhodin首次在鼠肾的肾小管上皮细胞中观察(gunch)到。n n功能：n n在动物中：参与脂肪酸的-氧化；具有解毒作用，过氧化氢酶利用H2O2将酚、甲醛、甲酸和醇等有害物质氧化，饮入的酒精1/4是在微体中氧化为乙醛。n n在植物中：参与光呼吸，将光合作用的副产物乙醇酸氧化为乙醛酸和过氧化氢，在萌发的种子中，进行脂肪的-氧化，

14、产生乙酰辅酶A，经乙醛酸循环，由异柠檬酸裂解为乙醛酸和琥珀酸，加入三羧酸循环，因涉及乙醛酸循环，又称乙醛酸循环体。第27页/共60页第二十八页，共60页。第28页/共60页第二十九页，共60页。第29页/共60页第三十页，共60页。微体与溶酶体的区别微体与溶酶体的区别(qbi)特征特征溶酶体溶酶体微体微体形态大小形态大小球形，无酶晶体球形，无酶晶体0.20.5m球形，酶晶体球形，酶晶体0.150.25m酶种类酶种类酸性水解酶酸性水解酶氧化酶氧化酶pH57O2不不需需功能功能细胞内消化作用细胞内消化作用多种功能多种功能发生发生酶在酶在rER合成，经合成，经Golgi出芽形成出芽形成酶在细胞质基质

15、合成，经分酶在细胞质基质合成，经分裂与装配形成裂与装配形成标志酶标志酶酸性磷酸酶酸性磷酸酶过氧化氢酶过氧化氢酶第30页/共60页第三十一页，共60页。微体的微体的发生：发生：从已存从已存在的微在的微体通过体通过生长与生长与分裂分裂(fnli)形成形成第31页/共60页第三十二页，共60页。第五节第五节第五节第五节 蛋白质的分选及运输蛋白质的分选及运输蛋白质的分选及运输蛋白质的分选及运输(ynsh)(ynsh)n n蛋白质的定向转运(zhun yn)：protein targeting，分选protein sorting，蛋白质在细胞质基质的核糖体上开始合成，然后转运(zhun yn)到细胞特定

16、的部位，装配成结构与功能的复合体，参与细胞的生命活动。第32页/共60页第三十三页，共60页。第33页/共60页第三十四页，共60页。1、信号、信号(xnho)假说（假说（signal hypothesis）n n信号假说：分泌性蛋白信号假说：分泌性蛋白NN端序列作为信号肽，指导分泌性蛋白到内质端序列作为信号肽，指导分泌性蛋白到内质网膜上合成，在蛋白合成结束之前信号肽被切除。网膜上合成，在蛋白合成结束之前信号肽被切除。n n信号肽：信号肽：signal sequencesignal sequence，蛋白质，蛋白质NN端端1626AA1626AAn n信号肽的特点：整体疏水的信号肽的特点：整体

17、疏水的n n 一般位于一般位于NN端，进入膜后被信号肽酶水解，广义可分布于蛋端，进入膜后被信号肽酶水解，广义可分布于蛋白质各部。白质各部。n n 中部常由中部常由1214AA1214AA构成疏水核，易形成构成疏水核，易形成 螺旋，前端为带正螺旋，前端为带正电荷的碱性电荷的碱性AAAA，后端为含，后端为含AlaAla区域，易形成区域，易形成 折叠，信号肽酶切点为折叠，信号肽酶切点为Ala-x-AlaAla-x-Ala。n n 严格的专一性。严格的专一性。n n 成环模型：信号肽成环模型：信号肽NN端先与酸性的脂膜相结合，随后疏水核端先与酸性的脂膜相结合，随后疏水核的残基与脂双层的疏水作用，逐渐插

18、入的残基与脂双层的疏水作用，逐渐插入(ch r)(ch r)形成环状结构。形成环状结构。第34页/共60页第三十五页，共60页。ERER跨膜可切除信号的一般跨膜可切除信号的一般(ybn)(ybn)结构结构 第35页/共60页第三十六页，共60页。信号信号肽在肽在分泌分泌(fnm(fnm)蛋蛋白质白质运输运输中的中的作用作用 第36页/共60页第三十七页，共60页。信号信号识别识别(shbi)颗粒颗粒Signal recognition particle，SRP是一是一种核种核糖核糖核酸蛋酸蛋白复白复合体合体,它的它的作用作用是识是识别别(shbi)信号信号序列序列,并将并将核糖核糖体引体引导到

19、导到内质内质网上。网上。第37页/共60页第三十八页，共60页。信号识别信号识别(shbi)颗粒的受体颗粒的受体n nDocking protein，DP，停泊蛋白，SRP在内质网膜上的受体蛋白,它能够与结合(jih)有信号序列的SRP牢牢地结合(jih),使正在合成蛋白质的核糖体停靠到内质网上来。第38页/共60页第三十九页，共60页。易位子易位子(wi zi)：translocon第39页/共60页第四十页，共60页。信号肽假说信号肽假说(ji shu)的内容的内容n n(1)分泌蛋白的合成始于细胞质中的游离核糖体;n n(2)合成的N-端信号序列（约80AA）露出核糖体后,被细胞质中的S

20、RP识别并结合，翻译暂停，与内质网膜DP相互作用,核糖体与易位子结合，然后将N-端信号序列的疏水性插入内质网的膜;n n(3)SRP释放，蛋白质继续合成,并以袢环形式穿过内质网的膜;n n(4)如果合成的是分泌的蛋白,除了信号序列被信号肽酶切除外,全部进入内质网的腔,若是膜蛋白,则由一个或多个(du)停止转移信号将蛋白质锚定在内质网膜上。第40页/共60页第四十一页，共60页。信号肽假说信号肽假说(ji shu)图解图解第41页/共60页第四十二页，共60页。膜蛋白的共转移膜蛋白的共转移(zhuny)机理机理n n起始信号序列（start transfer sequence)的N-端始终朝向内

21、质网的外侧n n内含信号序列又称内含信号肽(internal signal peptides),它不位于N-末端，但具信号序列的作用,故称为内含信号序列。具有较多正电荷氨基酸的一端朝向胞质溶胶一侧，由于内含信号序列是不可切除的,又是疏水性,所以它是膜蛋白的一部分 n n停止(tngzh)转移信号（stop transfer sequence)，与内质网膜强有力的结合而终止肽链继续转入腔中。也是疏水序列。n n已知的疏水序列，是起始还是停止(tngzh)，决定于其在多肽链中的位置，第一个是起始，第二是停止(tngzh)，第三是起始，第四是停止(tngzh)，依次。第42页/共60页第四十三页，共

22、60页。分泌分泌(fnm)蛋白蛋白第43页/共60页第四十四页，共60页。N端信号肽端信号肽第44页/共60页第四十五页，共60页。内内信信号号肽肽一一次次跨跨膜膜第45页/共60页第四十六页，共60页。跨膜取向跨膜取向(q xin)第46页/共60页第四十七页，共60页。内信号肽内信号肽-二次跨膜二次跨膜第47页/共60页第四十八页，共60页。第48页/共60页第四十九页，共60页。二、蛋白质分选的基本二、蛋白质分选的基本(jbn)途径及类型途径及类型n n基本途径：n n 共转移(zhuny)：cotranslocation，肽链边合成边转移(zhuny)至内质网腔中的方式。经ER、高尔基

23、体运至其本身及溶酶体、细胞膜、细胞外。n n后转移(zhuny)：post translocation,蛋白质在细胞质基质中合成之后再转移(zhuny)至线粒体或叶绿体等细胞器中的方式。第49页/共60页第五十页，共60页。n n类型(lixng)：蛋白质的跨膜转运n n 膜泡运输n n 选择性的门控转运：核孔n n 细胞质基质中的蛋白质的转运第50页/共60页第五十一页，共60页。三、膜泡运输三、膜泡运输(ynsh)第51页/共60页第五十二页，共60页。网格蛋网格蛋网格蛋网格蛋白有被白有被白有被白有被小泡：小泡：小泡：小泡：负责蛋负责蛋负责蛋负责蛋白质从白质从白质从白质从高尔基高尔基高尔基

24、高尔基体体体体TGNTGN向质膜、向质膜、向质膜、向质膜、胞内体、胞内体、胞内体、胞内体、溶酶体溶酶体溶酶体溶酶体和液泡和液泡和液泡和液泡(ypo(ypo)运输运输运输运输第52页/共60页第五十三页，共60页。COPI小小泡：负泡：负责责(fz)回收、回收、转运转运ER逃逸蛋逃逸蛋白返回白返回ER第53页/共60页第五十四页，共60页。COPII小泡：小泡：负责负责(fz)从从ER向高向高尔基体的运尔基体的运输输第54页/共60页第五十五页，共60页。膜选择性融合膜选择性融合(rngh)第55页/共60页第五十六页，共60页。在细胞分泌和内吞途在细胞分泌和内吞途在细胞分泌和内吞途在细胞分泌和

25、内吞途径中三种径中三种径中三种径中三种(sn zhn)(sn zhn)(sn zhn)(sn zhn)类型的被膜小泡及运类型的被膜小泡及运类型的被膜小泡及运类型的被膜小泡及运输途径输途径输途径输途径 第56页/共60页第五十七页，共60页。细细胞胞结结构构体体系系(tx)的的装装配配n n自我(zw)装配第57页/共60页第五十八页，共60页。第58页/共60页第五十九页，共60页。装配装配(zhungpi)意义意义n n减少和校正蛋白质合成中出现的错误n n可大大减少所需的遗传物质信息量n n通过装配(zhungpi)与去装配(zhungpi)更容易调节与控制多种生物学过程第59页/共60页第六十页，共60页。