内质网高尔基体.pptx

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1、内质网高尔基体内质网高尔基体 第一节第一节 内内 质质 网网 endoplasmic reticulum,ERendoplasmic reticulum,ER内质网 是由一层单位膜围成的形状大小不同的小管，小泡，扁囊状结构，相互连接形成一个连续的网状膜系统。第1页/共43页分泌性蛋白质；分泌性蛋白质；粗 面 内 质 网 的 功 能膜整合蛋白质；膜整合蛋白质；驻留在驻留在rERrER的蛋白质；的蛋白质；合成蛋合成蛋白质白质对蛋白质进行对蛋白质进行 加工和修饰加工和修饰对蛋白质进行分选与转运对蛋白质进行分选与转运蛋白质蛋白质折叠折叠蛋白质蛋白质糖基化糖基化修饰修饰多肽链上多肽链上二硫键二硫键的形成

2、的形成定位于高尔基复合体、光面内质网和溶酶体的蛋白质；定位于高尔基复合体、光面内质网和溶酶体的蛋白质；RER与膜脂的合成第2页/共43页糖原代糖原代谢谢合成脂合成脂类类解毒解毒作用作用储存和调储存和调节节CaCa2 2浓浓度度滑 面 内 质 网 的 功 能与胃酸的生成有关与胃酸的生成有关与胆汁的生成有关与胆汁的生成有关与血小板的形成有关与血小板的形成有关第3页/共43页Example Example 磷磷脂脂酰酰胆胆碱碱(卵卵磷磷脂脂)合合成成过过程程 几乎所有生物膜所需几乎所有生物膜所需几乎所有生物膜所需几乎所有生物膜所需脂类脂类脂类脂类的合成都在内质网中完成的合成都在内质网中完成的合成都在

3、内质网中完成的合成都在内质网中完成酰基转移酶酰基转移酶磷脂酸酶磷脂酸酶胆碱转移酶胆碱转移酶胆碱胆碱胆碱胆碱脂肪酸脂肪酸磷酸磷酸甘油甘油三种基本底物三种基本底物三三种种催催化化酶酶（在细胞质基质内）在细胞质基质内）（位于内质网的脂质双层）（位于内质网的脂质双层）（磷脂、胆固醇、糖脂）（磷脂、胆固醇、糖脂）第4页/共43页胆碱胆碱脂肪酸脂肪酸磷酸磷酸甘油甘油缩合缩合非水溶性化合物非水溶性化合物酰基转酰基转移酶移酶磷脂磷脂酸酶酸酶胆胆碱碱转转移移酶酶酸酸酸酸磷磷磷磷脂脂脂脂甘甘甘甘油酯油酯油酯油酯二二二二脂脂脂脂酰酰酰酰缩合缩合二二磷磷酸酸胞胞苷苷甘甘甘甘油酯油酯油酯油酯二二二二脂脂脂脂酰酰酰酰胆碱

4、胆碱二二磷磷酸酸胞胞苷苷嵌入内质网胞质面嵌入内质网胞质面导致内质网膜内外成分差异，膜面积伸展不平行。导致内质网膜内外成分差异，膜面积伸展不平行。合合 成成 过过 程程 第5页/共43页磷脂合成：最先形成的磷脂被包埋在磷脂合成：最先形成的磷脂被包埋在SER膜中膜中,朝向胞质朝向胞质,与胞质中的磷酸与胞质中的磷酸甘油结合甘油结合,然后脱磷然后脱磷,在在胆碱磷脂转移酶胆碱磷脂转移酶的作用下的作用下,与与CDP-胆碱结合形成磷胆碱结合形成磷脂酰胆碱脂酰胆碱,在膜中在膜中磷脂转位酶磷脂转位酶的作用下翻转到内质网的腔面。的作用下翻转到内质网的腔面。第6页/共43页胞液胞液胞液胞液面面面面腔液面腔液面腔液面

5、腔液面翻转酶翻转酶翻转酶翻转酶内质网膜上脂类分子从一侧翻转至另一侧示意图内质网膜上脂类分子从一侧翻转至另一侧示意图脂类分子膜上分布的平衡方式脂类分子膜上分布的平衡方式第7页/共43页光面内质网合成的磷脂运输至质膜，高尔基复合体、溶酶体以及胞内体膜，都是通过光面内质网合成的磷脂运输至质膜，高尔基复合体、溶酶体以及胞内体膜，都是通过膜性小泡膜性小泡进行的；进行的；运输至线粒体和微体的膜则是通过运输至线粒体和微体的膜则是通过磷脂转移蛋白磷脂转移蛋白介导的。磷脂转移酶是一种水溶性载体蛋白，可将磷脂埋藏在其分子内转移。介导的。磷脂转移酶是一种水溶性载体蛋白，可将磷脂埋藏在其分子内转移。磷脂的运输第8页/

6、共43页解 毒 作 用 机体内的外源性和内源性毒物以及药物均是通过肝细胞的光面内质网完成解毒过程。机体内的外源性和内源性毒物以及药物均是通过肝细胞的光面内质网完成解毒过程。氧化酶体系氧化酶体系转移酶体系转移酶体系细胞色素酶细胞色素酶P450P450NADPH-NADPH-细胞色素细胞色素c c还原酶还原酶细胞色素酶细胞色素酶b5b5NADH-NADH-细胞色素细胞色素b5b5还原酶还原酶细胞色素酶细胞色素酶P450P450还原酶还原酶解毒酶系解毒酶系形成光面内质网的电子传递体系，在电子传递、氧化还原过程中，催化多种化合物氧化、羟化、从而钝化或破坏毒物或药物的毒性；同时，由于羟化作用，化合物的水

7、溶性增强，易于排泄。形成光面内质网的电子传递体系，在电子传递、氧化还原过程中，催化多种化合物氧化、羟化、从而钝化或破坏毒物或药物的毒性；同时，由于羟化作用，化合物的水溶性增强，易于排泄。第9页/共43页 氧化酶系氧化酶系的的核心成员是细胞色素核心成员是细胞色素P-450。它它参与有毒物质以及类固醇和脂肪酸的羟基化参与有毒物质以及类固醇和脂肪酸的羟基化。被氧化的物质同细胞色素被氧化的物质同细胞色素P-450结合结合细胞色素细胞色素P-450中的铁原子被中的铁原子被NADPH还原还原氧同细胞色素氧同细胞色素P-450结合结合底物结合一个氧原子被氧化底物结合一个氧原子被氧化,另一个氧原子用于形成水。

8、被氧化的底物由于带上羟基另一个氧原子用于形成水。被氧化的底物由于带上羟基,增强水溶性增强水溶性,容易被分泌排出。容易被分泌排出。第10页/共43页 糖原代谢糖原代谢糖原代谢糖原代谢 肝细胞的一个重要功肝细胞的一个重要功肝细胞的一个重要功肝细胞的一个重要功能是维持血液中葡萄能是维持血液中葡萄能是维持血液中葡萄能是维持血液中葡萄糖水平的恒定糖水平的恒定糖水平的恒定糖水平的恒定,这一这一这一这一功能与葡萄糖功能与葡萄糖功能与葡萄糖功能与葡萄糖-6-6-6-6-磷磷磷磷酸酶的作用密切相关。酸酶的作用密切相关。酸酶的作用密切相关。酸酶的作用密切相关。光面内质网中的葡萄光面内质网中的葡萄光面内质网中的葡萄

9、光面内质网中的葡萄糖糖糖糖-6-6-6-6-磷酸酶将葡萄磷酸酶将葡萄磷酸酶将葡萄磷酸酶将葡萄糖糖糖糖-6-6-6-6-磷酸水解生成磷酸水解生成磷酸水解生成磷酸水解生成葡萄糖和无机磷，释葡萄糖和无机磷，释葡萄糖和无机磷，释葡萄糖和无机磷，释放游离的葡萄糖进入放游离的葡萄糖进入放游离的葡萄糖进入放游离的葡萄糖进入血液，供细胞之用。血液，供细胞之用。血液，供细胞之用。血液，供细胞之用。磷酸化的葡萄糖磷酸化的葡萄糖不能通过细胞质膜不能通过细胞质膜葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸在在SER上被上被水解水解第11页/共43页储存和调节储存和调节CaCa2+2+浓度浓度第12页/共43页内 质 网 的 病 理 性

10、 改 变1 1肿胀肿胀2 2肥大肥大3 3有包含物的内质网有包含物的内质网第13页/共43页内质网与阿尔内质网与阿尔茨海默病茨海默病大脑皮层大脑皮层大脑皮层大脑皮层-淀粉样蛋白聚集淀粉样蛋白聚集淀粉样蛋白聚集淀粉样蛋白聚集内质网内质网内质网内质网Ca2+Ca2+Ca2+Ca2+信号调节紊乱，将改变信号调节紊乱，将改变信号调节紊乱，将改变信号调节紊乱，将改变-淀粉样前体蛋白在淀粉样前体蛋白在淀粉样前体蛋白在淀粉样前体蛋白在内质网的加工内质网的加工内质网的加工内质网的加工 ，过量生成，过量生成，过量生成，过量生成-淀粉样蛋白，沉积于内质淀粉样蛋白，沉积于内质淀粉样蛋白，沉积于内质淀粉样蛋白，沉积于

11、内质网、胞质和分泌到细胞外，形成网、胞质和分泌到细胞外，形成网、胞质和分泌到细胞外，形成网、胞质和分泌到细胞外，形成ADADADAD病变。病变。病变。病变。第14页/共43页Segment 2高高 尔尔 基基 复复 合合 体体高高 尔尔 基基 复复 合合 体体18981898意大利意大利,高尔基（高尔基（Camillo Golgi)-Camillo Golgi)-光镜光镜-枭、猫枭、猫-神经细胞发现。神经细胞发现。结结 构构？功功 能能？第15页/共43页Clinical linkContentsStructure of Golgi complexChemical composition of

12、 Golgi complexPolarity of Golgi complexFunction of Golgi complex第16页/共43页Camillo Golgi 1843-1926Camillo Golgi 1843-1926Italian physician/scientistShared Nobel Prize(1906)with Santiago Ramn y Cajal(Spanish)for their work on the structure of the nervous system.(reticularist vs.neuronalist)第17页/共43页The

13、 Golgi is usually located near the cell nucleus and the centrosome.Golgi complex in an animal cell.Structure of Golgi complex第18页/共43页 高尔基复合体是由一层单位膜包围而成的复杂高尔基复合体是由一层单位膜包围而成的复杂的囊的囊泡系统，电镜下由小囊泡、扁平囊和大囊泡组泡系统，电镜下由小囊泡、扁平囊和大囊泡组成。成。.Structure of Golgi complexStructure of Golgi complex第19页/共43页 高尔基体的发达程度与高尔基体

14、的发达程度与细胞分化程度呈正相关。分细胞分化程度呈正相关。分化好的细胞中，高尔基体较化好的细胞中，高尔基体较发达；在未分化的细胞中，发达；在未分化的细胞中，高尔基体往往较同类成熟型高尔基体往往较同类成熟型细胞少的多。细胞少的多。高尔基复合体的分布特点高尔基复合体的分布特点凡是具有分泌作用的细胞，高尔基体均很发达，可见凡是具有分泌作用的细胞，高尔基体均很发达，可见多个高尔基体围成环状或半环状。如杯形细胞、胰腺多个高尔基体围成环状或半环状。如杯形细胞、胰腺细胞、唾液腺细胞和小肠上皮细胞等可见到；而肌细细胞、唾液腺细胞和小肠上皮细胞等可见到；而肌细胞及淋巴细胞中，高尔基体则罕见。胞及淋巴细胞中，高尔

15、基体则罕见。第20页/共43页w高尔基复合体的结构可分为三个部分：高尔基复合体的结构可分为三个部分：顺面高尔基网（顺面高尔基网（cis-Golgi networkcis-Golgi network，CGNCGN），），中间高尔基网（中间高尔基网（medial Glogi networkmedial Glogi network，MGNMGN）反面高尔基网（反面高尔基网（trans Glogi networktrans Glogi network，TGNTGN）.Structure of Golgi complex第21页/共43页光光 镜镜电电 镜镜扁平囊扁平囊成成熟熟面面小囊泡小囊泡大囊泡大囊

16、泡形形成成面面网状结构网状结构.Structure of Golgi complex第22页/共43页扁扁 平平 囊囊呈盘状，呈盘状，3-103-10层称层称高尔基堆高尔基堆扁平囊间距：扁平囊间距：20-30 20-30 nmnm；凹凹 面：面：成熟（反）面成熟（反）面凸凸 面：面：形成（顺）面；形成（顺）面；凸面：形成（顺）面；凸面：形成（顺）面；形成面膜厚：形成面膜厚：6 6nm;nm;囊囊 腔腔 内含：内含：中等电子密度的物质中等电子密度的物质.来来 源：源：小囊泡融合。小囊泡融合。凹凹 面：成熟（反）面面：成熟（反）面成熟面膜厚：成熟面膜厚：8 8nm.nm.囊囊 腔腔 宽：宽：6 6

17、 15 15 nmnm第23页/共43页小小 囊囊 泡泡直直 径：径：30-80 30-80nm nm 球形小泡球形小泡膜膜 厚：厚：6 6nm;nm;泡内含物质：低电子密度物质，较透明。泡内含物质：低电子密度物质，较透明。来来 源：由源：由rERrER芽生芽生而来。而来。直直 径：径：100 100 500 500 nm;nm;膜膜 厚：厚：8 8nm;nm;泡内含物质：高电子密度物质，浓缩泡。泡内含物质：高电子密度物质，浓缩泡。来来 源：扁平囊周边或局部球源：扁平囊周边或局部球 状膨突脱落形成。状膨突脱落形成。大大 囊囊 泡泡凸面、顺面、未凸面、顺面、未成熟面、成熟面、形成面形成面凹凹 面

18、、反面、成熟面、分泌面面、反面、成熟面、分泌面第24页/共43页 高尔基体周围有一些膜囊周缘膨大、出芽形成的高尔基体周围有一些膜囊周缘膨大、出芽形成的囊泡，负责膜囊之间的物质运输，称穿梭小泡。囊泡，负责膜囊之间的物质运输，称穿梭小泡。高尔基复合体的形态结构高尔基复合体的形态结构第25页/共43页 膜脂膜脂种类种类 内质网膜内质网膜 高尔基体膜高尔基体膜 质膜质膜 脂类总量脂类总量 30.0 35.0 42.0 磷脂磷脂 26.6 28.5 29.8 鞘磷脂鞘磷脂 1.3 3.5 5.6 卵卵磷脂磷脂 13.5 14.6 14.0 磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺 6.4 6.6 6.9 磷脂酰丝氨酸磷

19、脂酰丝氨酸 1.3 1.2 1.2 磷脂磷脂酰酰肌醇肌醇 2.1 2.6 2.1 胆固醇胆固醇 1.0 1.7 5.2 糖脂糖脂 0.4 1.5 2.5Chemical composition of Golgi complex.chemical composition of Golgi complex第26页/共43页脂类成分脂类成分脂类成分的脂类成分的含量含量介于内质网和质膜介于内质网和质膜之间之间。脂类成分的脂类成分的种类种类与内质网和质膜与内质网和质膜相同相同。酶酶 成成 分分磺基磺基-糖基转移酶：糖基转移酶：催化糖脂合成催化糖脂合成。糖基转移酶糖基转移酶:催化糖蛋白合成催化糖蛋白合成。

20、酰基转移酶：酰基转移酶：催化磷脂合成催化磷脂合成。糖苷酶：糖苷酶：去除糖分子去除糖分子。其他酶其他酶:氧化还原酶、磷酸酶、激酶、磷酯酶。氧化还原酶、磷酸酶、激酶、磷酯酶。特征性酶特征性酶.chemical composition of Golgi complex第27页/共43页蛋白质合成蛋白质合成溶酶体蛋白寡糖的磷酸化作用溶酶体蛋白寡糖的磷酸化作用去除去除3分子甘露糖分子甘露糖去除去除2 分子甘露糖；分子甘露糖；加入加入N-乙酰葡萄糖乙酰葡萄糖加入半乳糖；加入半乳糖；加入唾液酸糖加入唾液酸糖高尔基复合体功能区隔化示意图高尔基复合体功能区隔化示意图溶酶体分泌泡加入分选信号；分选加入分选信号；分

21、选内质网内质网反面扁囊反面扁囊顺面高尔基网顺面高尔基网顺面扁囊顺面扁囊反面高尔基网反面高尔基网质膜质膜中间扁囊中间扁囊.Polarity of Golgi complex.Polarity of Golgi complex第28页/共43页.Function of G o l g i c o m p l e x高尔基复合体与高尔基复合体与高尔基复合体与高尔基复合体与细胞的分泌活动细胞的分泌活动细胞的分泌活动细胞的分泌活动高尔基复合体对高尔基复合体对高尔基复合体对高尔基复合体对蛋白质的修饰加蛋白质的修饰加蛋白质的修饰加蛋白质的修饰加工工工工高尔基复合高尔基复合高尔基复合高尔基复合体对蛋白质体对蛋

22、白质体对蛋白质体对蛋白质的分选运输的分选运输的分选运输的分选运输第29页/共43页.Function of Golgi complex蛋白质的糖基化溶酶体酶的磷酸化高尔基复合体蛋白质的分选分泌性蛋白部分肽链的水解高尔基复合体对蛋白质的加工高尔基复合体与细胞的分泌活动第30页/共43页 （一）高尔基复合体与细胞的分泌活动（一）高尔基复合体与细胞的分泌活动（一）高尔基复合体与细胞的分泌活动（一）高尔基复合体与细胞的分泌活动高尔基复合体在高尔基复合体在细胞分泌活动中细胞分泌活动中起着重要的运输起着重要的运输作用；在分泌颗作用；在分泌颗粒的形成过程中粒的形成过程中起着浓缩、修饰、起着浓缩、修饰、加工等

23、作用。加工等作用。第31页/共43页3分钟分钟17分钟分钟117分钟分钟3 3H H标记亮氨酸标记亮氨酸放射性探测放射性探测第32页/共43页（二）高尔基复合体对蛋白质的修饰加工（二）高尔基复合体对蛋白质的修饰加工（二）高尔基复合体对蛋白质的修饰加工（二）高尔基复合体对蛋白质的修饰加工1.1.参与糖蛋白的合成和修饰参与糖蛋白的合成和修饰N-N-连接的寡糖链：在连接的寡糖链：在rERrER腔内合成。腔内合成。糖糖蛋蛋白白3 3H H标记甘露糖标记甘露糖3 3H H标记半乳糖；唾液标记半乳糖；唾液糖糖3 3H H标记标记N-N-乙酰葡萄乙酰葡萄糖糖胺胺O-O-连接的寡糖链：蛋白质的酪氨酸、丝氨酸、

24、苏氨酸残基的连接的寡糖链：蛋白质的酪氨酸、丝氨酸、苏氨酸残基的OHOH基与寡糖共价结合。基与寡糖共价结合。第33页/共43页甘露糖甘露糖N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺半乳糖半乳糖唾液酸唾液酸高尔基复合体高尔基复合体中糖的终加工中糖的终加工内质网中完成内质网中完成糖的初加工糖的初加工（二）高尔基复合体对蛋白质的修饰加工（二）高尔基复合体对蛋白质的修饰加工（二）高尔基复合体对蛋白质的修饰加工（二）高尔基复合体对蛋白质的修饰加工第34页/共43页第35页/共43页 M-6-P M-6-P是溶酶体酶是溶酶体酶的分选信号，这种磷的分选信号，这种磷酸化甘露糖的形成，酸化甘露糖的形成，一方面保护了甘露糖一方面

25、保护了甘露糖免受高尔基网中甘露免受高尔基网中甘露糖酶的切割，同时，糖酶的切割，同时，也防止了高尔基体中也防止了高尔基体中N-N-乙酰葡萄糖胺，半乙酰葡萄糖胺，半乳糖，唾液酸等的掺乳糖，唾液酸等的掺入而形成其他分泌蛋入而形成其他分泌蛋白。白。2.2.溶酶体酶的磷酸化溶酶体酶的磷酸化 溶酶体的酶内含有甘露糖溶酶体的酶内含有甘露糖-6-6-磷酸，高尔基复合体反面扁囊膜上有磷酸，高尔基复合体反面扁囊膜上有甘露糖甘露糖-6-6-磷酸受体，能特异与其结合，诱导溶酶体酶聚集并磷酸受体，能特异与其结合，诱导溶酶体酶聚集并出芽出芽离开高尔基复合体形成溶酶体。离开高尔基复合体形成溶酶体。第36页/共43页 有些多

26、肽，有些多肽，在转运至在转运至高尔基体高尔基体的的TGNTGN或或TGNTGN所形成所形成的分泌小的分泌小泡中时，泡中时，经特异地经特异地水解，才水解，才成为有生成为有生物活性的物活性的多肽。多肽。3.3.蛋白酶的水解蛋白酶的水解第37页/共43页 （三）高尔基复合体对蛋白质的分拣运输（三）高尔基复合体对蛋白质的分拣运输（三）高尔基复合体对蛋白质的分拣运输（三）高尔基复合体对蛋白质的分拣运输蛋白质合成蛋白质合成溶酶体寡聚糖磷酸化溶酶体寡聚糖磷酸化切除甘露糖切除甘露糖加加N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺加半乳糖加半乳糖加唾液酸；分拣加唾液酸；分拣溶酶体溶酶体蛋白质在高尔基复合体加工过程中，被加上不同

27、的分选信号蛋白质在高尔基复合体加工过程中，被加上不同的分选信号蛋白质在高尔基复合体加工过程中，被加上不同的分选信号蛋白质在高尔基复合体加工过程中，被加上不同的分选信号(如磷酸、半乳糖、唾液酸等如磷酸、半乳糖、唾液酸等如磷酸、半乳糖、唾液酸等如磷酸、半乳糖、唾液酸等),),),),带有不同分选信号的蛋白质可被反面高尔基网膜上的专一受体识别、浓缩、分选，最后形成不同的运输小泡而输送到细胞的不同部位。带有不同分选信号的蛋白质可被反面高尔基网膜上的专一受体识别、浓缩、分选，最后形成不同的运输小泡而输送到细胞的不同部位。带有不同分选信号的蛋白质可被反面高尔基网膜上的专一受体识别、浓缩、分选，最后形成不同

28、的运输小泡而输送到细胞的不同部位。带有不同分选信号的蛋白质可被反面高尔基网膜上的专一受体识别、浓缩、分选，最后形成不同的运输小泡而输送到细胞的不同部位。第38页/共43页第39页/共43页高高 尔尔 基基 复复 合合 体体 的的 病病 理理 性性 变变 化化药物中毒药物中毒高尔基复合体囊泡肿胀高尔基复合体囊泡肿胀肿瘤细胞肿瘤细胞高尔基复合体囊泡解体或塌陷高尔基复合体囊泡解体或塌陷高尔基复合体中内容物的改变高尔基复合体中内容物的改变第40页/共43页key Pointkey Point综合叙述蛋白质的糖基化修饰与运输过程综合叙述蛋白质的糖基化修饰与运输过程综合叙述蛋白质的糖基化修饰与运输过程综合叙述蛋白质的糖基化修饰与运输过程高尔基复合体的形态结构高尔基复合体的形态结构高尔基复合体的形态结构高尔基复合体的形态结构高尔基复合体的功能高尔基复合体的功能高尔基复合体的功能高尔基复合体的功能内质网的类型与功能内质网的类型与功能第41页/共43页第42页/共43页