第四章內(nèi)膜系統(tǒng)及囊泡轉(zhuǎn)運本章要給大家講述的內(nèi)容內(nèi)膜系統(tǒng)及細胞器的概念分泌蛋白形成的過程膜蛋白形成的過程溶酶體蛋白的形成過程囊泡與囊泡轉(zhuǎn)運內(nèi)膜系統(tǒng)中特殊的細胞器（過氧化物酶體）內(nèi)膜系統(tǒng)與疾病本章要給大家講述的內(nèi)容內(nèi)膜系統(tǒng)及細胞器的概念分泌蛋白形成的過程膜蛋白形成的過程溶酶體蛋白的形成過程囊泡與囊泡轉(zhuǎn)運內(nèi)膜系統(tǒng)中特殊的細胞器（過氧化物酶體）內(nèi)膜系統(tǒng)與疾病

細胞內(nèi)發(fā)生與功能相關(guān)的單層膜組成的細胞器。包括細胞的核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體及細胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運小泡，多數(shù)人把過氧化物酶體也歸于內(nèi)膜系統(tǒng)。1.內(nèi)膜系統(tǒng)的概念：Ageneralprokaryoticcell

Aeukaryoticanimalcell細胞器（organelle）：存在于細胞質(zhì)基質(zhì)之中，具有一定化學(xué)組成、一定形態(tài)結(jié)構(gòu)、執(zhí)行特定生理功能，并且為細胞所固有的有形結(jié)構(gòu)小體。內(nèi)膜系統(tǒng)：細胞內(nèi)在結(jié)構(gòu)、功能及其發(fā)生上相互密切關(guān)聯(lián)的膜性結(jié)構(gòu)細胞器之總稱。包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、過氧化物酶體、核膜及各種轉(zhuǎn)運小泡等。

細胞質(zhì)中包括內(nèi)膜系統(tǒng)：非膜系統(tǒng)：核糖體、中心體、細胞骨架

線粒體分為膜相結(jié)構(gòu)非膜相結(jié)構(gòu)

內(nèi)膜系統(tǒng)出現(xiàn)的意義：

擴大了細胞內(nèi)代謝活動的表面積。 內(nèi)膜系統(tǒng)為細胞內(nèi)生命活動提供了足夠的表面積，大大提高了代謝效率。使各種代謝活動區(qū)域化。內(nèi)膜系統(tǒng)細胞器各自形成區(qū)域分隔，這種分隔保證了各細胞器獨特的生化反應(yīng)之間互不干擾。相互依存與協(xié)調(diào)。構(gòu)成內(nèi)膜系統(tǒng)的各細胞器之間相互依存和協(xié)調(diào)，其中蛋白質(zhì)的合成與分選是內(nèi)膜系統(tǒng)的主要功能。2.分泌蛋白的形成過程分泌蛋白、膜蛋白及溶酶體蛋白通過相近的途徑合成于粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，加工于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體，分選于高爾基體的反面并離開高爾基體的反面分泌蛋白的形成過程分泌蛋白、膜蛋白及溶酶體蛋白通過相近的途徑合成于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，加工于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體，分選于高爾基體的反面并離開高爾基體的反面分泌蛋白形成的第一站：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)微粒體（microsome)的概念標(biāo)志酶：葡萄糖-6-磷酸酶(Glucose-6-phosphatase)Microsomevsmicrobody內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的基本類型（插曲1）?以膜外表面是否有核糖體附著分為：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（RER）（顆粒內(nèi)質(zhì)網(wǎng),GER）滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（SER）（無顆粒內(nèi)質(zhì)網(wǎng),AER）?兩者在不同細胞中比例不同，如胰腺外分泌細胞中全部為粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)；肌細胞中全為滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)；肝細胞中二者都有。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的化學(xué)組成脂質(zhì)神經(jīng)節(jié)苷脂縮醛脂中性脂磷脂卵磷脂55%磷脂酰乙醇胺20-25%磷脂酰肌醇5-10%磷脂酰絲氨酸5-10%鞘磷脂4-7%蛋白質(zhì)30-33條，分子從15-150KD脂：蛋白=1：2蛋白質(zhì)與解毒有關(guān)的氧化反應(yīng)電子傳遞酶系與脂類代謝反應(yīng)相關(guān)的酶系與碳水化合物代謝相關(guān)的酶系cytP450,NADPHcytP-450reductase,cytb5,cytb5reductase,NADPHcytcreductaseFattyacidCoAligase,Cholestrolhydroxylase,etalGlucose-6-phosphatase（葡萄糖-6-磷酸酶）,

β-glucuronidase(β-葡萄糖醛酸酶），glucuronyltransferase，GDP-mannosyltransferase（甘露糖基轉(zhuǎn)移酶）

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)Roughendoplasmicreticulum,RERSmoothendoplasmicreticulum,SER

OtherspecifiedERstructureattachedwithRibosomesFinenetworkoftubulestructure髓樣體孔環(huán)狀片層粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與外輸性蛋白質(zhì)的分泌合成、加工修飾及轉(zhuǎn)運過程密切相關(guān)(1).作為核糖體附著的支架附著核糖體合成的蛋白外輸性的或分泌性的蛋白質(zhì)膜整合蛋白構(gòu)成細胞器中駐留蛋白（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，高爾基體）溶酶體蛋白信號肽學(xué)說核糖體是怎樣附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，新形成的肽是怎樣穿越內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜而進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的？(2).新生多肽鏈的折疊與裝配內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)：GSSG,附著與網(wǎng)內(nèi)腔的蛋白二硫鍵異構(gòu)酶（proteindisulfideisomerase,PDI),使得二硫鍵形成及多肽折疊加快內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的重鏈結(jié)合蛋白（heavy-chainbindingprotein,Bip)，識別折疊錯誤及未完成裝配的蛋白亞單位，并滯留。HeatShockprotein70,SHP70.“伴侶”蛋白（chaperoneprotein).這類蛋白還有鈣網(wǎng)素（calreticulin),葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白94（glucoseregulatedprotein94,GRP94).后者為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)標(biāo)志性分子伴侶。-Lys-Asp-Glu-Leu(inshortKDEL)四氨基酸滯留信號肽（retentionSignalpeptide)endoplasmin

這些伴侶蛋白都有下列特殊序列作為滯留的信號(3).蛋白質(zhì)的糖基化（glycosylation)AsnN-linkedglycosylationTargetsequences:Asn-X-SerorAsn-X-Thr滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能（插曲）（1）.脂質(zhì)合成（2）.糖原代謝（3）.解毒作用（4）.胞內(nèi)鈣濃度調(diào)節(jié)（5）.胃酸、膽汁的合成與分泌（1）.脂質(zhì)合成

包括磷脂、膽固醇、脂肪、皮質(zhì)激素、糖脂等?；鎯?nèi)質(zhì)網(wǎng)能合成脂類和膽固醇；含有合成膽固醇的全套酶系和能夠使膽固醇轉(zhuǎn)化為類固醇激素的酶類及脂類合成酶類，如磷脂酸合成酶等在分泌類固醇激素的細胞中，SER很發(fā)達。在生殖腺和腎上腺的內(nèi)分泌細胞中，SER參與甾體類激素的合成。

脂質(zhì)合成特點：①ER合成細胞所需絕大多數(shù)膜脂（包括磷脂和膽固醇）兩種例外：

鞘磷脂和糖脂（ER開始→Golgicomplex完成）

Mit/Chl某些單一脂類是在它們的膜上合成的。②

各種不同的細胞器具有明顯不同的脂類組成：

phosphatidylcholine（PC）：

ER→GC→PM（高→低）

phosphatidylserine（PS）：

PM→GC→ER（高→低）③合成磷脂所需的三種酶均為ER膜上的整合蛋白：

脂?；D(zhuǎn)移酶

磷脂酸酶

膽堿磷酸轉(zhuǎn)移酶

＊磷脂合成酶的活性部位在ER膜的細胞質(zhì)側(cè)

＊說明合成磷脂所需底物來源于細胞質(zhì)基質(zhì)④基本過程：3步

以卵磷脂（磷脂酰膽堿）的合成過程：新合成磷脂去向（三種）①膜脂的翻轉(zhuǎn)：新合成磷脂最初位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的胞質(zhì)側(cè)，部分磷脂在磷脂轉(zhuǎn)位因子（phospholipdtranslocator/flippase翻轉(zhuǎn)酶）的作用下，將其從胞質(zhì)側(cè)翻轉(zhuǎn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔面。在RER中的磷脂反轉(zhuǎn)

②運輸小泡的轉(zhuǎn)運：新合成磷脂或者以出芽形成小泡的形式運至高爾基體、溶酶體、質(zhì)膜等。磷脂交換蛋白的作用③在膜之間轉(zhuǎn)移磷脂:

在磷脂轉(zhuǎn)換蛋白（phospholipidexchangeproteins，PEP）的作用下完成。以形成復(fù)合物的形式自由擴散至細胞質(zhì)基質(zhì)，然后運至線粒體、過氧化物酶體等。磷脂轉(zhuǎn)換蛋白：水溶性載體蛋白，每一載體蛋白識別特殊類型的磷脂，且只與一個磷脂分子結(jié)合，成為水溶性復(fù)合物，觸到缺乏磷脂的線粒體和過氧化酶體便會釋放結(jié)合的磷脂分子，安插到該膜的脂雙層中。（2）.糖原代謝參與糖原分解：肝細胞滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(胞質(zhì)面?)

糖原顆粒→磷酸化酶催化→1-磷酸葡萄糖→

6-磷酸葡萄糖，SER膜上的葡萄糖-6-磷酸酶脫掉6-磷酸葡萄糖的磷酸根，葡萄糖轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中，最后被釋放到血液。參與糖原的合成：2種不同觀點

（3）.解毒作用

肝細胞中SER上細胞色素b5，細胞色素P450，NADPH-細胞色素C還原酶，NADH-細胞色素b5還原酶等電子傳遞酶系，具有羥化酶和氧化酶功能，即有解毒作用，通過氧化、羥化有毒物質(zhì)，使毒性破壞、極性增強，代謝為水溶性物質(zhì)排出體外。（4）.Ca2+貯存及調(diào)節(jié)肌細胞中的肌漿網(wǎng)——特化的SER參與肌原纖維收縮中的鈣離子濃度調(diào)節(jié)儲存鈣離子，作為細胞內(nèi)信號物質(zhì)。（5）.胃酸、膽汁的合成與分泌

胃壁腺上皮細胞中，參與胃酸形成肝細胞中參與膽汁的合成與分泌分泌蛋白形成的第二站：高爾基體形態(tài)類型

.扁平囊泡：3-8個,弓形排列(膜厚6-8nm，寬15-20nm，囊間距20～30nm).小囊泡（運輸囊泡）：（40～80nm）

.大囊泡（分泌泡）：（100～500nm）電鏡下：光滑的膜組成的膜性細胞器，分為三個區(qū)室高爾基體的立體三維結(jié)構(gòu)(極性)順面高爾基網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（cisGolginetwork,CGN）——

中間膜囊：糖基化等修飾反面高爾基網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（transGolginetwork,TGN）——

分布形式形態(tài)、分布、生理狀態(tài)與細胞類型及功能有關(guān)；發(fā)達程度與細胞分化程度呈正比；高爾基體與細胞骨架關(guān)系密切：在非極性細胞中，高爾基體分布在MTOC(負端)

高爾基體的膜囊上存在微管的馬達蛋白（cytoplasmicdynein和kinesin）和微絲的馬達蛋白（myosin）。

高爾基復(fù)合體的化學(xué)組成脂類：膜脂成分介于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和質(zhì)膜間，40%；蛋白質(zhì)：60%

酶類：種類較多，如：糖基轉(zhuǎn)移酶、磷脂酶、氧化還原酶……(成熟面含酶多)；糖類：多糖分布從形成面到成熟面呈梯度上升；大白鼠肝細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、細胞膜的脂類含量（%）脂類種類內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體細胞膜脂類總量303542磷脂26.628.529.8鞘磷脂1.33.55.6卵磷脂13.514.614.0磷脂酰乙醇胺6.46.66.9磷脂酰肌醇2.12.62.1膽固醇1.01.75.2糖脂0.41.52.5大白鼠肝細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、細胞膜的脂類含量（%）脂類種類內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體細胞膜脂類總量303542磷脂26.628.529.8鞘磷脂1.33.55.6卵磷脂13.514.614.0磷脂酰乙醇胺6.46.66.9磷脂酰肌醇2.12.62.1膽固醇1.01.75.2糖脂0.41.52.5

種類功能糖基轉(zhuǎn)移酶

參與糖蛋白合成

（標(biāo)志酶）

甘露糖轉(zhuǎn)移酶

N-乙酰半乳糖轉(zhuǎn)移酶

N-乙酰葡萄糖胺轉(zhuǎn)移酶唾液酸轉(zhuǎn)移酶半乳糖基轉(zhuǎn)移酶巖藻糖轉(zhuǎn)移酶高爾基體中的酶順面扁囊反面扁囊中間扁囊

種類功能磺化-糖基轉(zhuǎn)移酶

參與糖脂的合成半乳糖腦苷脂硫酸轉(zhuǎn)移酶

CMP-NANA：GM1

唾液酸基轉(zhuǎn)移酶

UDP-半乳糖：GM2半乳糖基轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移酶

參與磷脂合成

溶血卵磷脂?；D(zhuǎn)移酶磷酸甘油磷脂酰轉(zhuǎn)移酶磷脂酶:磷脂酶A1、磷脂酶A2氧化還原酶:NADH-細胞色素C還原酶，NADPH-細胞色素還原酶磷酸酶：5’-核苷酸梅、腺苷三磷酸酶、硫胺素焦磷酸酶酪蛋白磷酸激酶甘露糖苷酶高爾基體中的酶

種類功能糖基轉(zhuǎn)移酶

參與糖蛋白合成

（標(biāo)志酶）

甘露糖轉(zhuǎn)移酶

N-乙酰半乳糖轉(zhuǎn)移酶

N-乙酰葡萄糖胺轉(zhuǎn)移酶唾液酸轉(zhuǎn)移酶半乳糖基轉(zhuǎn)移酶巖藻糖轉(zhuǎn)移酶高爾基體中的糖基轉(zhuǎn)移酶順面扁囊反面扁囊中間扁囊高爾基復(fù)合體的功能（1）參與細胞內(nèi)物質(zhì)加工、運輸和分泌

外分泌性蛋白、細胞膜蛋白、溶酶體酶蛋白、細胞外基質(zhì)蛋白等都通高爾基體修飾和轉(zhuǎn)運高爾基體是胞內(nèi)物質(zhì)加工合成的重要場所

糖蛋白的糖基化糖脂的糖基化糖基化修飾的蛋白有兩種連接方式：①N－連接：

N－連接在ER腔內(nèi)完成，仍需在高爾基復(fù)合體內(nèi)進一步加工修飾（剪切和補加某些基團）

②O－連接：

O－連接主要發(fā)生在Golgicomplex—--與Ser、Thr和Hyp的OH連接，連接的糖為半乳糖或N-乙酰半乳糖胺。蛋白質(zhì)糖基化類型

(N-連接與O-連接的寡糖比較)

特征N-連接O-連接1.合成部位

粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體2.合成方式

來自同一個寡糖前體一個個單糖加上去3.與之結(jié)合的氨基酸殘基

天冬酰胺絲氨酸、蘇氨酸、羥賴氨酸、羥脯氨酸4最終長度

至少5個糖殘基一般1～6個糖殘基，但ABO血型抗原較長5.第一個糖殘基

N—乙酰葡萄糖胺半乳糖,N—乙酰半乳糖胺ThecorecarbohydrateofN-linkedoligosaccharidesisassembledintherER.ModificationstoN-linkedoligosaccharidesarecompletedintheGolgicomplex.O-linkedoligosaccharidestakesplaceinGolgicomplex.

高爾基復(fù)合體中的蛋白質(zhì)糖鏈的加工修飾具有嚴(yán)格的順序性和區(qū)域性。

RER溶酶體酶寡糖磷酸化去除甘露糖去除甘露糖、加上N-乙酰葡萄糖胺加上半乳糖加上唾液酸、糖蛋白分選溶酶體質(zhì)膜分泌泡高爾基體糖基化修飾的特點高爾基體的糖基化修飾加工酶都是整合膜蛋白；定位區(qū)域不同——酶加工區(qū)室化；加工酶的活性部位面向高爾基體腔面；作用：切去或加上單糖基；糖基化的作用：①對蛋白質(zhì)有保護作用,使蛋白質(zhì)能夠抵抗消化酶的作用；②賦予蛋白質(zhì)運輸信號的功能；某些蛋白只有在糖基化之后才能正確折疊。③參與形成細胞表面的糖被.(1)無生物活性的蛋白原高爾基體切除N-端或兩端的序列成熟的多肽;如胰島素、胰高血糖素及血清白蛋白等。(2)含多個相同氨基酸的蛋白質(zhì)前體高爾基體水解同種有活性的多肽;如神經(jīng)肽等。(3)在高爾基體中進行的肽鏈酪氨酸殘基的硫酸化作用硫酸根轉(zhuǎn)移到酪氨酸羥基上——蛋白聚糖；（2）.參與蛋白質(zhì)的水解加工胰島素的加工過程

蛋白質(zhì)由RER合成、修飾后在高爾基體內(nèi)分選，后再由運輸小泡送往細胞的不同靶結(jié)構(gòu)部位。分選基礎(chǔ)：糖蛋白的修飾具有方向性，使蛋白具有特異的分選標(biāo)志；甘露糖基磷酸化也是分選的標(biāo)簽。高爾基體作用：膜泡運輸?shù)闹匾獦屑~；（3）參與蛋白質(zhì)的分選與胞內(nèi)囊泡運輸形式：形成運輸小泡或分泌小泡3.膜蛋白的形成過程核蛋白部分線粒體蛋白過氧化物酶體的蛋白細胞漿中的蛋白外輸性的或分泌性的蛋白質(zhì)膜整合蛋白構(gòu)成細胞器中駐留蛋白溶酶體的形成過程：溶酶體內(nèi)蛋白的形成溶酶體結(jié)構(gòu)功能特點

溶酶體

(lysosome)

它是單層膜圍繞、內(nèi)含多種酸性水解酶類的囊泡狀細胞器，其主要功能是進行細胞內(nèi)消化。具有異質(zhì)性（heterogenous），形態(tài)大小及內(nèi)含的水解酶種類都可能有很大的不同。

溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成大小多為0.2～0.8μm,可從0.05～數(shù)μm，有多種形態(tài)和名稱，因而有稱之異質(zhì)性細胞器。溶酶體的結(jié)構(gòu)特征.單層膜包裹的囊球狀小體，圓形或卵圓形。.溶酶體的主要成分：

含有多種水解酶，但沒有活性，只有當(dāng)溶酶體破裂，或其它物質(zhì)進入，才有酶活性。其水解酶已知60余種，這些酶均屬于酸性水解酶，反應(yīng)的最適PH值為5.0左右。

溶酶體的標(biāo)志酶：酸性磷酸酶（acidphosphatase）小鼠腹腔巨噬細胞.

溶酶體膜蛋白高度糖基化，可有利于防止自身膜蛋白的降解。如lgpA、lgpB.膜上嵌有質(zhì)子泵，形成和維持溶酶體中酸性的內(nèi)環(huán)境；

并且具有多種載體蛋白，用于水解的產(chǎn)物向外轉(zhuǎn)運；

溶酶體酶的消化底物與產(chǎn)物酶作用物反應(yīng)產(chǎn)物核酸酶:

酸性DNA酶DNA大低聚核苷酸

酸性RNA酶RNA大低聚核苷酸蛋白酶:

組織蛋白酶蛋白質(zhì)和肽鏈小肽

膠原酶含脯氨酸的肽鏈較小的肽鏈糖苷酶多糖與寡糖寡糖或單糖脂酶:羥基脂醇與羧酸

磷脂酶磷脂溶血卵磷脂、磷酸

脂肪酶甘油三酯甘油二酯和脂肪酸硫酸酯酶:

芳基硫酸酯酶A和B酚硫酸酯酚與無機磷酸磷酸酶:磷脂酸磷酸酶α-磷脂酸甘油二酯和無機磷酸

酸性磷酸酶O-磷酸單酯醇與無機磷酸溶酶體的類型根據(jù)溶酶體的功能狀態(tài)分為三類初級溶酶體（primarylysosome）次級溶酶體（secondarylysosome）三級溶酶體（tertiarylysosome）后溶酶體（post-lysosome）殘留小體（residualbody）終末溶酶體（telolysosome）溶酶體膜糖蛋白家族的同源性溶酶體結(jié)合蛋白（lysosomal-associatedmembraneprotein，LAMP）溶酶體整合膜蛋白（lysosomalintegralmembraneprotein，LIMP）結(jié)構(gòu)組成

N-端信號肽序列腔內(nèi)區(qū)（高度糖基化）跨膜區(qū)（單次）

C-端胞質(zhì)尾區(qū)（10個AA組成，高度保守）可能是蛋白分選的識別信號二、溶酶體的類型（一）根據(jù)溶酶體的功能狀態(tài)分為三類初級溶酶體（primarylysosome）次級溶酶體（secondarylysosome）三級溶酶體（tertiarylysosome）后溶酶體（post-lysosome）殘留小體（residualbody）終末溶酶體（telolysosome）（1）.初級溶酶體（primarylysosome）直徑約0.2~0.5um，膜厚7.5nm，內(nèi)含物均一，無明顯顆粒，PH為

5.0左右，是高爾基體分泌形成的剛形成的成熟溶酶體，不含底物。前溶酶體含有多種水解酶，但沒有活性，只有當(dāng)溶酶體破裂，或其它物質(zhì)進入，才有酶活性。

小鼠脾臟巨噬細胞中的溶酶體用電鏡細胞化學(xué)技術(shù)顯示其中含有的酸性磷酸酶。M：線粒體，L：溶酶體（樸英杰）（2）.次級溶酶體由初級溶酶體融入來自細胞外或細胞內(nèi)消化底物而形成，是將要或正在進行消化作用的溶酶體，內(nèi)含水解酶和相應(yīng)的底物。分類：根據(jù)與其融合的底物性質(zhì)的不同分為：吞噬溶酶體（phagolysosome）由初級溶酶體和吞噬體融合而成。多泡小體（multivesicularbody）初級溶酶體和吞飲體融合而成。根據(jù)其消化底物的來源不同又分為自噬溶酶體(autophagiclysosome)

初級溶酶體與自噬體融合形成的次級溶酶體，消化細胞自身的組分或衰老、破碎的細胞器

（自噬體+初級溶酶體）異噬溶酶體(heterophagiclysosome)

初級溶酶體與吞噬體或吞飲體融合形成，消化來源于細胞外的物質(zhì)

（吞噬體/吞飲體+初級溶酶體）PhagocytosisandAutophagy（3）.三級溶酶體（tertiarylysosome）又稱后溶酶體（post-lysosome），已失去酶活性也為殘余小體或終末溶酶體（telolysosome）脂褐質(zhì)、含鐵小體、多泡體、髓樣結(jié)構(gòu)1）脂褐色素(lipofusion)內(nèi)含脂滴，外被單位膜，形狀不規(guī)則。常見于神經(jīng)細胞和心肌細胞隨細胞生存時間的延長，數(shù)量增多，而使神經(jīng)細胞等功能急劇下降2）含鐵小體內(nèi)部充滿鐵顆粒，外被單位膜攝入鐵過量時形成。可見肝腎等器官出現(xiàn)許多含鐵小體。3）多泡體內(nèi)含許多小泡在神經(jīng)細胞、卵母細胞中可見。4）髓樣結(jié)構(gòu)內(nèi)含膜性成分，呈同心層狀、板狀、指紋狀排列。常見于巨噬細胞、腫瘤細胞及病毒感染的細胞。肝細胞中的脂褐質(zhì)溶酶體內(nèi)的蛋白是怎樣形成的，又是怎樣轉(zhuǎn)運的？溶酶體蛋白膜蛋白（高度糖基化的蛋白，防止溶酶體的酶破壞膜結(jié)構(gòu)）形成的過程與細胞外膜的蛋白相近溶酶體內(nèi)的酶蛋白（在酸性環(huán)境pH5.0,被活化）形成過程與分泌蛋白相近，分選信號M-6-P溶酶體水解酶的形成從反面高爾基體以出芽方式形成的過程——

甘露糖-6-磷酸發(fā)生途徑（1）.溶酶體酶蛋白的N-糖基化與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)運

粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中酶蛋白合成，進行N-連接糖基化，然后轉(zhuǎn)運小泡運輸?shù)礁郀柣w的形成面。（2）.溶酶體酶蛋白在高爾基體內(nèi)的加工與轉(zhuǎn)移（糖基化與磷酸化）

在順面高爾基網(wǎng)處作標(biāo)記：甘露糖-6-磷酸(mannose-6-phosphate,M6P)甘露糖-6-磷酸化●N-乙酰葡萄糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶

(N-acetyglucosaminephosphotransferase)

●N-乙酰葡萄糖胺磷酸糖苷酶溶酶體酶的加工

（3）.酶蛋白的分選與轉(zhuǎn)運在反面高爾基網(wǎng)有受體識別、結(jié)合M-6-P，出芽，以有被小泡形式脫離高爾基體。（4）.前溶酶體的形成無被小泡與晚期內(nèi)體結(jié)合而成（5）.溶酶體的成熟在酸性環(huán)境下，溶酶體酶去磷酸化；膜M-6-P受體重回到高爾基體trans面高爾基體cis膜囊寡糖鏈上的甘露糖殘基磷酸化M-6-PN-乙酰葡萄糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶高爾基體trans-膜囊和TGN膜（M-6-P受體）溶酶體酶分選與局部濃縮以出芽的方式轉(zhuǎn)運到晚期內(nèi)體磷酸葡萄糖苷酶磷酸化識別信號：信號斑溶酶體酶的合成及N-連接的糖基化修飾（RER）發(fā)生途徑M-6-P與受體分離去磷酸化溶酶體酶內(nèi)體性溶酶體形成受體循環(huán)出芽酸性環(huán)境Therecognitionofalysosomalhydrolase.

TheGlcNAcphosphotransferaseenzymethatrecognizeslysosomalhydrolasesintheGolgiapparatushasseparatecatalyticandrecognitionsites.Thecatalyticsitebindsbothhigh-mannoseN-linkedoligosaccharidesandUDP-GlcNAc.Therecognitionsitebindstoasignalpatchthatispresentonlyonthesurfaceoflysosomalhydrolases.

溶酶體分選的信號斑溶酶體的形成過程——

從反面高爾基體以出芽方式形成過程：①

溶酶體酶的分選信號是甘露糖-6-磷酸(M-6-P)②

在反面高爾基復(fù)合體含有識別M-6-P的膜結(jié)合蛋白受體③

從RER合成的含有M-6-P的酶與反面高爾基復(fù)合體膜上M-6-P受體特異結(jié)合、包裝，從反面高爾基復(fù)合體以出芽方式形成有被小泡。④

有被小泡離開高爾基復(fù)合體后立即脫去衣被，成為無被運輸小泡。⑤

運輸小泡與內(nèi)體（PH=6）融合成為內(nèi)體性溶酶體。M-6-P去P后與受體分離，受體返回Golgi再循環(huán)，內(nèi)體性溶酶體PH值進一步下降成為成熟的溶酶體。溶酶體的功能（1）

作為細胞內(nèi)的消化“器官”:分解細胞內(nèi)物質(zhì)，清除衰老、損壞的細胞器，以維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，并為細胞提供營養(yǎng)

——如血清脂蛋白（膽固醇）（2）防御保護功能（病原體感染刺激單核細胞分化成

巨噬細胞而吞噬、消化）

過程：

phagocytosisphagosomeendocytosis

earlyendosomelateendosomelysosome

autophagyautophagosomeDigestionofbacteriaorvirus（3）參與某些激素的形成

某些分泌腺細胞中，溶酶體攝入分泌顆粒參與分泌過程的調(diào)節(jié)

——如甲狀腺素、粒溶（分泌性自噬）；濾泡腔甲狀腺球蛋白I2溶酶體甲狀腺素甲狀腺濾泡上皮細胞（4）在個體發(fā)生、發(fā)育過程起重要作用

參與清除贅生組織或退行性變化的細胞；骨骼發(fā)生中骨質(zhì)更新哺乳類動物子宮內(nèi)膜的周期性萎縮

受精過程中的精子的頂體（acrosome）反應(yīng)細胞內(nèi)囊泡與囊泡轉(zhuǎn)運細胞內(nèi)的運載系統(tǒng)（囊泡運輸）有被囊泡的種類及定向轉(zhuǎn)運108

囊泡（vesicle）常見結(jié)構(gòu)屬于內(nèi)膜系統(tǒng)類型多樣，結(jié)構(gòu)多樣高度有組織的物質(zhì)定向運輸109囊泡運輸110◆囊泡運輸?shù)念愋图疤攸c

細胞內(nèi)部內(nèi)膜系統(tǒng)各個部分之間的物質(zhì)傳遞常常通過囊泡運輸方式進行。如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體；高爾基體→溶酶體；細胞分泌物→胞外。★靶細胞器的胞質(zhì)面具有特殊的膜標(biāo)志蛋白?！锇麅?nèi)囊泡運輸沿微管或微絲運行，動力來自馬達蛋白（motorproteins）。111囊泡運輸112囊泡的來源與類型

大多數(shù)運輸小泡是在膜的特定區(qū)域以出芽的方式產(chǎn)生的。其表面具有一個由蛋白質(zhì)構(gòu)成的衣被（coat），衣被在運輸小泡與靶細胞器的膜融合之前解體。

衣被的主要作用：①選擇性的將特定蛋白聚集在一起，促進形成運輸小泡；②如同模具一樣決定運輸小泡的外部特征，所以相同性質(zhì)的運輸小泡才具有相同的形狀和體積及運輸方向。

113

常見的三種類型包被（1）.網(wǎng)格蛋白包被小泡（2）.COPII包被小泡（3）.COPI包被小泡115網(wǎng)格蛋白有被囊泡(clathrin-coatedvesicle)負責(zé)蛋白質(zhì)從高爾基體TGN質(zhì)膜、胞內(nèi)體或溶酶體和植物液泡運輸在受體介導(dǎo)的細胞內(nèi)吞途徑也負責(zé)將物質(zhì)從質(zhì)膜內(nèi)吞泡(細胞質(zhì))

胞內(nèi)體溶酶體運輸高爾基體TGN是網(wǎng)格蛋白包被小泡形成的發(fā)源地，

結(jié)構(gòu)包括兩部分（網(wǎng)格蛋白+銜接蛋白）116Selectivetransportbyclathrincoatedvesicles117包被成分的特性：

1）銜接蛋白：

目前至少發(fā)現(xiàn)4種不同類型，可分別結(jié)合不同類型的受體，形成不同性質(zhì)的轉(zhuǎn)運小泡，如

AP1：高爾基體→內(nèi)體的運輸

AP2：質(zhì)膜→內(nèi)體的運輸

AP3：高爾基體→溶酶體的運輸。

1182）動力素（dynamin）（發(fā)動蛋白，縊斷蛋白）可溶性蛋白，一種GTP酶。當(dāng)籠形蛋白衣被小泡形成時，聚集成一圈圍繞在芽的頸部，將小泡柄部的膜拉近（小于1.5nm），導(dǎo)致膜融合，pinchoff衣被小泡。動力素可以召集其它可溶性蛋白在小泡的頸部聚集，通過改變膜的形狀和膜脂的組成，促使小泡頸部的膜融合，形成衣被小泡，并調(diào)節(jié)小泡以出芽形式脫離膜的速率。當(dāng)衣被小泡從膜上釋放后，衣被很快解體，屬于hsp70家族的一種分子伴侶充當(dāng)衣被解體的ATP酶119衣被小泡的形成與分離過程120COPⅡ包被小泡

(COPⅡ

coatedvesicles)負責(zé)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體的物質(zhì)運輸（順向運輸）；COPⅡ包被蛋白由5種亞基組成，有sec12p、sec24p、sec23p、sec13p、sec31p；

包被蛋白的裝配受Sar蛋白控制；COPⅡ包被小泡對轉(zhuǎn)運物質(zhì)具有選擇性并使之濃縮。

原因：

a.COPⅡ蛋白能識別并結(jié)合跨內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜蛋白胞質(zhì)面一端的信號序列；

b.跨膜內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白腔面一端作為受體與ER腔中的可溶性蛋白結(jié)合。

COPⅡ包被成熟折疊蛋白的衣被小泡從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的過渡成分（無核糖體）出芽。運輸小泡一旦形成，COPⅡ衣被便消失，小泡運輸?shù)巾樏娓郀柣鶑?fù)合體并將內(nèi)容物釋放。121COPII包被小泡的裝配Sar-GTP與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的結(jié)合起始COPII亞基的裝配，形成小泡的包被并出芽，跨膜受體在腔面捕獲并富集被轉(zhuǎn)運的可溶性蛋白COPII衣被小泡形成于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的特殊部位，稱為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)出口（exitsites），這些部位沒有核糖體，由交織在一起的管道和囊泡組成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。122COPⅠ包被小泡(COPⅠcoatedvesicles)負責(zé)回收、轉(zhuǎn)運內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白

(escapedproteins）

ER。（如分子伴侶）（逆向運輸）

高爾基體膜內(nèi)蛋白的逆向運輸

COPⅠ包被含有8種蛋白亞基，包被蛋白復(fù)合物的裝配與去裝配依賴于ARF(GTP-bindingprotein)；

裝配過程123COPI衣被小泡124細胞器中保留及回收蛋白質(zhì)的兩種機制：

a.轉(zhuǎn)運泡將應(yīng)被保留的駐留蛋白排斥在外，防止出芽轉(zhuǎn)運；

b.通過識別駐留蛋白C-端的回收信號(lys-asp-glu-leu,KDEL)的特異性受體，以COPⅠ包被小泡的形式捕獲逃逸蛋白。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜蛋白（如SRP受體）在C端有一個不同的回收信號，通常是Lys-Lys-X-X（KKXX，X--任意氨基酸），同樣可保證它們的回收。COPⅡ包被小泡在批量運輸(bulkflow)中行使功能,負責(zé)RERGolgiSVPM。COPⅠ包被小泡除行使Golgi→ER逆行轉(zhuǎn)運外，也可行使順行轉(zhuǎn)運功能,ER→ER-GolgiIC→Golgi。125內(nèi)質(zhì)網(wǎng)駐留蛋白的回收圖解127衣被小泡的類型與功能內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體Sec23/Sec24復(fù)合體，Sec13/31復(fù)合體，

Sec12Sar1COPII高爾基體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)COPαββ’γδεζARFCOPI質(zhì)膜→內(nèi)體高爾基體→內(nèi)體高爾基體→溶酶體高爾基體→植物液泡Clathrin重鏈與輕鏈，AP2Clathrin重鏈與輕鏈，AP1Clathrin重鏈與輕鏈，AP3ARFclathrin運輸方向組成與銜接蛋白GTP結(jié)合蛋白衣被類型128囊泡轉(zhuǎn)運（vesiculartransport）（1）囊泡轉(zhuǎn)運是細胞物質(zhì)定向運輸?shù)幕就緩侥遗蒉D(zhuǎn)運：囊泡以出芽的方式，從一種細胞器膜產(chǎn)生、脫離后又定向地與另一種細胞器膜相互融合的過程。129（2）囊泡轉(zhuǎn)運是一個高度有序并受到嚴(yán)格選擇和精密控制的物質(zhì)運輸過程運輸途徑的選擇控制運輸對象的質(zhì)量檢查、修飾加工130（3）特異性識別融合是囊泡物質(zhì)定向轉(zhuǎn)運和準(zhǔn)確卸載的基本保證特異性識別與融合。包被小泡沿著細胞內(nèi)的“軌道”被運輸?shù)桨屑毎?，馬達蛋白水解ATP提供運輸?shù)膭恿?。各類運輸小泡之所以能夠被準(zhǔn)確地與靶膜融合，是因為運輸小泡表面的標(biāo)志蛋白能被靶膜上的受體識別，其中涉及識別過程的兩類關(guān)鍵性的蛋白質(zhì)是SNAREs（solubleNSFattachmentproteinreceptor）：介導(dǎo)運輸小泡特異性停泊和融合Rabs（targetingGTPase）：其作用是使運輸小泡靠近靶膜，催化融合的發(fā)生。131.SNAREs功能：介導(dǎo)運輸小泡與靶膜的融合。類型：動物細胞中已發(fā)現(xiàn)20多種SNAREs，分別分布于特定的膜上。v-SNAREs：運輸小泡膜上（囊泡相關(guān)膜蛋白）t-SNAREs：靶膜上（聯(lián)接蛋白）132結(jié)構(gòu)：具有一個螺旋結(jié)構(gòu)域，相互纏繞形成跨膜SNAREs復(fù)合體，將小泡與靶膜拉在一起，實現(xiàn)運輸小泡特異性停泊和融合?；钚宰兓涸赟NAREs接到新一輪的運輸小泡停泊之前，SNAREs必須以分離的狀態(tài)存在，NSF催化SNAREs的分離。

NSF是一種類似分子伴侶的ATP酶，能夠利用ATP作為能量通過插入幾個適配蛋白（adaptorprotein）將SNAREs復(fù)合體的螺旋纏繞分開。133SNAREsinvesicletransport（

T-SNARE

，V-SNARE

）134SNARE復(fù)合體的解離135（4）囊泡轉(zhuǎn)運是實現(xiàn)細胞膜及內(nèi)膜系統(tǒng)

結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換和代謝更新的橋梁膜流（membraneflow）：細胞的膜成分在內(nèi)膜系統(tǒng)各結(jié)構(gòu)之間，及在內(nèi)膜系統(tǒng)和細胞膜之間的移位、融合、轉(zhuǎn)換和重組過程。這種膜流不僅在物質(zhì)運輸上起重要作用，還使膜性細胞器的膜成分不斷得到補充。

高爾基體在細胞內(nèi)膜泡蛋白運輸中起重要的樞紐作用136TypesofVesicleTransportandTheirFunctionsA.Threedifferenttypesofcoatedvesicles.Differentcoatproteinsselectdifferentcargoandshapethetransportvesiclesthatmediatethevariousstepsinthebiosynthetic-secretoryandendocyticpathways.DynamicMembraneFlowThroughtheCellSummaryofEndomembraneSystemEndomembraneSystem:ThestructuralandfunctionalrelationshiporganellesincludingER,Golgicomplex,lysosome,endosomes,secretoryvesicles.Membrane-boundstructures(organelles)arefoundinalleukaryoticcells.內(nèi)膜系統(tǒng)中特殊的細胞器（過氧化物酶體）

過氧化物酶體(peroxisome)或微體（microbody)，

是由單層膜圍繞的內(nèi)含一種或幾種氧化酶類的

異質(zhì)性細胞器。?1954年，J.Rhodin首次在鼠腎小管上皮細胞中發(fā)現(xiàn)。

過氧化物酶體的化學(xué)組成已發(fā)現(xiàn)40多種酶1）.氧化酶類:

如尿酸氧化酶、L-氨基酸氧化酶、D-氨基酸氧化酶等。黃素（flavin）依賴性氧化酶2）.過氧化氫酶

標(biāo)志酶3）.過氧化物酶過氧化物酶體的功能1）.解毒作用：

動物細胞（肝細胞或腎細胞）中過氧化物酶體可氧化分解血液中的有毒成分，起到解毒作用。

過氧化物酶體中常含有兩種酶：

依賴于黃素（FAD）的氧化酶：其作用是將底物氧化形成H2O2

RH2+O2→

R+H2O2過氧化氫酶：作用是將H2O2分解，形成水和氧氣

R′H2+H2O2→R′+2H2O

2）.對氧濃度的調(diào)節(jié)作用：

使細胞免受高濃度氧的毒性作用3.脂肪酸的氧化：

過氧化物酶體中有氧化脂肪酸的酶類，可分解

脂肪酸等高能分子向細胞直接提供熱能。4.含氮物質(zhì)的代謝：尿酸氧化酶可將核苷酸和某些蛋白質(zhì)降解代謝的產(chǎn)物進一步氧化去除。在植物細胞中過氧化物酶體的功能：

在綠色植物葉肉細胞中，它催化CO2固定反應(yīng)副

產(chǎn)物的氧化，即所謂光呼吸反應(yīng)；

乙醛酸循環(huán)的反應(yīng)，在種子萌發(fā)過程中，過氧化

物酶體降解儲存的脂肪酸乙酰輔酶A琥珀酸

葡萄糖。過氧化物酶體的發(fā)生

過氧化物酶體經(jīng)分裂后形成子代的細胞器，子代的過氧化物

酶體還需要進一步裝配形成成熟的細胞器。

組成過氧化物酶體的蛋白均由核基因編碼，主要在細胞質(zhì)

基質(zhì)中合成，然后轉(zhuǎn)運到過氧化物酶體中。

過氧化物酶體蛋白分選的信號序列（Peroxisomal-targetingsignal，PTS）：

PTS1為Ser-lys-leu，多存在于基質(zhì)蛋白的C端。PTS2為Arg/Lys-Leu/lle-5X-His/Gln-leu，存在于某些

基質(zhì)蛋白N-端

過氧化物酶體膜上存在幾種可與信號序列相識別的

可能的受體蛋白

過氧化物酶體的膜脂可能在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成后轉(zhuǎn)運而來。

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)也參與過氧化物酶體的發(fā)生過氧化物酶體發(fā)生過程的示意圖過氧化物酶體與溶酶體的區(qū)別過氧化物酶體和初級溶酶體的形態(tài)與大小類似，但過氧化物酶體中的尿酸氧化酶等常形成晶格狀結(jié)構(gòu)，可作為電鏡下識別的主要特征。通過離心可分離過氧化物酶體和溶酶體

過氧化物酶體和溶酶體的差別

過氧化物酶體與初級溶酶體的特征比較

Roadmapofproteinsorting

內(nèi)膜系統(tǒng)與疾病內(nèi)膜系統(tǒng)的任何一部分的結(jié)構(gòu)和功能的異常都導(dǎo)致疾病的發(fā)生。157內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的病理變化?內(nèi)質(zhì)網(wǎng)為十分敏感的細胞器?病理變化：腫脹——水樣變在缺氧、輻射、毒物作用和感染等條件下，ER由于水分和鈉的流入，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)變成囊泡，囊泡相互融合形成更大的囊泡，甚至使內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脹破。肥大囊池塌陷解聚、脫粒物質(zhì)積累腫瘤細胞內(nèi)的ER：呈現(xiàn)多樣性改變細胞內(nèi)膜系統(tǒng)與醫(yī)學(xué)的關(guān)系158舉例：糖原和脂類在ER中積累：

eg：α1－抗胰蛋白酶(肝細胞中合成的糖蛋白)缺乏癥：病人血清中缺乏α1－抗胰蛋白酶，而肝細胞的RER、SER中卻累積有α1－抗胰蛋白酶。

原因：酶（α1－抗胰蛋白酶）分子異常（基因突變造成），因而不能從肝細胞排出，從而血清中缺乏這種酶。臨床表現(xiàn)：新生兒肝炎，嬰幼兒肝硬化及早年發(fā)?。?0～45歲）的阻塞性肺氣腫等。α-1-抗胰蛋白酶是一種急性反應(yīng)蛋白，主要功能是保護組織免受蛋白酶攻擊，因而在應(yīng)激反應(yīng)中和清除毒素、控制感染與炎癥、阻止自身消化等過程起重要作用。159高爾基復(fù)合體的病理形態(tài)變化1）、肥大：細胞功能亢進2）、萎縮、損壞:毒物影響3）、內(nèi)容物改變4）、與細胞分化程度的關(guān)系：正相關(guān)160肥大

功能亢進或代償性肥大的器官，細胞Golgi明顯肥大。大鼠實驗性腎上腺皮質(zhì)再生過程中，在垂體前葉分泌促腎上腺皮質(zhì)激素的細胞內(nèi)，高爾基體顯著肥大，再生完畢，恢復(fù)正常。骨關(guān)節(jié)炎患者的滑膜細胞的高爾基體減少，而相鄰細胞的高爾基體代償性增大，但功能減退，關(guān)節(jié)滑液中透明質(zhì)酸減少。161萎縮

病理情況下細胞分泌活動障礙致高爾基體萎縮。

eg:肝中毒時，脂蛋白合成及分泌發(fā)生障 礙可見Go