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Endomembranesystem内膜系统陈辉MedicalcollegeZhengzhouUniversity内膜系统（endomembranesystem）指位于细胞质内，在结构、功能乃至发生上有一定联系的膜性结构的总称，包括细胞核、内质网、高尔基体、溶酶体、内体和分泌泡等。第一节内质网endoplasmicreticulum,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。分泌性蛋白质；粗面内质网的功能膜整合蛋白质；驻留在rER的蛋白质；合成蛋白质对蛋白质进行加工和修饰对蛋白质进行分选与转运蛋白质折叠蛋白质糖基化修饰多肽链上二硫键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；RER与膜脂的合成糖原代谢合成脂类解毒作用储存和调节Ca2＋浓度滑面内质网的功能与胃酸的生成有关与胆汁的生成有关与血小板的形成有关Example磷脂酰胆碱(卵磷脂)合成过程•几乎所有生物膜所需脂类的合成都在内质网中完成酰基转移酶磷脂酸酶胆碱转移酶胆碱脂肪酸磷酸甘油三种基本底物三种催化酶（在细胞质基质内）（位于内质网的脂质双层）（磷脂、胆固醇、糖脂）胆碱脂肪酸磷酸甘油缩合非水溶性化合物酰基转移酶磷脂酸酶胆碱转移酶酸磷脂甘油酯二脂酰缩合二磷酸胞苷二磷酸胞苷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。合成过程磷脂合成：最先形成的磷脂被包埋在SER膜中,朝向胞质,与胞质中的磷酸甘油结合,然后脱磷,在胆碱磷脂转移酶的作用下,与CDP-胆碱结合形成磷脂酰胆碱,在膜中磷脂转位酶的作用下翻转到内质网的腔面。胞液面腔液面翻转酶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，都是通过膜性小泡进行的；运输至线粒体和微体的膜则是通过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。磷脂的运输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。氧化酶体系转移酶体系细胞色素酶P450NADPH-细胞色素c还原酶细胞色素酶b5NADH-细胞色素b5还原酶细胞色素酶P450还原酶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，化合物的水溶性增强，易于排泄。氧化酶系的核心成员是细胞色素P-450。它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P-450结合→细胞色素P-450中的铁原子被NADPH还原→氧同细胞色素P-450结合→底物结合一个氧原子被氧化,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,容易被分泌排出。糖原代谢肝细胞的一个重要功能是维持血液中葡萄糖水平的恒定,这一功能与葡萄糖-6-磷酸酶的作用密切相关。光面内质网中的葡萄糖-6-磷酸酶将葡萄糖-6-磷酸水解生成葡萄糖和无机磷，释放游离的葡萄糖进入血液，供细胞之用。磷酸化的葡萄糖不能通过细胞质膜葡萄糖-6-磷酸在SER上被水解储存和调节Ca2+浓度内质网的病理性改变1．肿胀2．肥大3．有包含物的内质网内质网与阿尔茨海默病大脑皮层β-淀粉样蛋白聚集内质网Ca2+信号调节紊乱，将改变β-淀粉样前体蛋白在内质网的加工，过量生成β-淀粉样蛋白，沉积于内质网、胞质和分泌到细胞外，形成AD病变。Segment2高尔基复合体1898意大利,高尔基（CamilloGolgi)----光镜----枭、猫----神经细胞发现。结构？功能？ClinicallinkContentsStructureofGolgicomplexChemicalcompositionofGolgicomplexPolarityofGolgicomplexFunctionofGolgicomplexCamilloGolgi1843-1926Italianphysician/scientistSharedNobelPrize(1906)withSantiagoRamónyCajal(Spanish)fortheirworkonthestructureofthenervoussystem.(reticularistvs.neuronalist)TheGolgiisusuallylocatednearthecellnucleusandthecentrosome.Golgicomplexinananimalcell.Ⅰ.StructureofGolgicomplex高尔基复合体是由一层单位膜包围而成的复杂的囊泡系统，电镜下由小囊泡、扁平囊和大囊泡组成。Ⅰ.StructureofGolgicomplex高尔基体的发达程度与细胞分化程度呈正相关。分化好的细胞中，高尔基体较发达；在未分化的细胞中，高尔基体往往较同类成熟型细胞少的多。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；而肌细胞及淋巴细胞中，高尔基体则罕见。高尔基复合体的结构可分为三个部分：顺面高尔基网（cis-Golginetwork，CGN），中间高尔基网（medialGloginetwork，MGN）反面高尔基网（transGloginetwork，TGN）Ⅰ.StructureofGolgicomplex光镜电镜扁平囊成熟面小囊泡大囊泡形成面网状结构Ⅰ.StructureofGolgicomplex扁平囊呈盘状，3-10层称——高尔基堆扁平囊间距：20-30nm；凹面：成熟（反）面凸面：形成（顺）面；凸面：形成（顺）面；形成面膜厚：6nm;囊腔内含：中等电子密度的物质.来源：小囊泡融合。凹面：成熟（反）面成熟面膜厚：8nm.囊腔宽：6–15nm小囊泡直径：30-80nm球形小泡膜厚：6nm;泡内含物质：低电子密度物质，较透明。来源：由rER‘芽生’而来。直径：100–500nm;膜厚：8nm;泡内含物质：高电子密度物质，浓缩泡。来源：扁平囊周边或局部球状膨突脱落形成。大囊泡凸面、顺面、未成熟面、形成面凹面、反面、成熟面、分泌面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。高尔基复合体的形态结构膜脂种类内质网膜高尔基体膜质膜脂类总量30.035.042.0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磷脂酰丝氨酸1.31.21.2磷脂酰肌醇2.12.62.1胆固醇1.01.75.2糖脂0.41.52.5ChemicalcompositionofGolgicomplexⅡ.chemicalcompositionofGolgicomplex脂类成分脂类成分的含量介于内质网和质膜之间。脂类成分的种类与内质网和质膜相同。酶成分磺基-糖基转移酶：催化糖脂合成。糖基转移酶:催化糖蛋白合成。酰基转移酶：催化磷脂合成。糖苷酶：去除糖分子。其他酶:氧化还原酶、磷酸酶、激酶、磷酯酶。特征性酶Ⅱ.chemicalcompositionofGolgicomplex蛋白质合成溶酶体蛋白寡糖的磷酸化作用去除3分子甘露糖去除2分子甘露糖；加入N-乙酰葡萄糖加入半乳糖；加入唾液酸糖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；分选内质网反面扁囊顺面高尔基网顺面扁囊反面高尔基网质膜中间扁囊Ⅲ.PolarityofGolgicomplexⅣ.FunctionofGolgicomplex高尔基复合体与细胞的分泌活动高尔基复合体对蛋白质的修饰加工高尔基复合体对蛋白质的分选运输Ⅳ.FunctionofGolgicomplex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（一）高尔基复合体与细胞的分泌活动高尔基复合体在细胞分泌活动中起着重要的运输作用；在分泌颗粒的形成过程中起着浓缩、修饰、加工等作用。3分钟17分钟117分钟3H标记亮氨酸放射性探测（二）高尔基复合体对蛋白质的修饰加工1.参与糖蛋白的合成和修饰N-连接的寡糖链：在rER腔内合成。糖蛋白3H标记甘露糖3H标记半乳糖；唾液糖3H标记N-乙酰葡萄糖胺O-连接的寡糖链：蛋白质的酪氨酸、丝氨酸、苏氨酸残基的OH基与寡糖共价结合。甘露糖N-乙酰葡萄糖胺半乳糖唾液酸高尔基复合体中糖的终加工内质网中完成糖的初加工（二）高尔基复合体对蛋白质的修饰加工M-6-P是溶酶体酶的分选信号，这种磷酸化甘露糖的形成，一方面保护了甘露糖免受高尔基网中甘露糖酶的切割，同时，也防止了高尔基体中N-乙酰葡萄糖胺，半乳糖，唾液酸等的掺入而形成其他分泌蛋白。2.溶酶体酶的磷酸化溶酶体的酶内含有甘露糖-6-磷酸，高尔基复合体反面扁囊膜上有甘露糖-6-磷酸受体，能特异与其结合，诱导溶酶体酶聚集并‘出芽’离开高尔基复合体形成溶酶体。有些多肽，在转运至高尔基体的TGN或TGN所形成的分泌小泡中时，经特异地水解，才成为有生物活性的多肽。3.蛋白酶的水解（三）高尔基复合体对蛋白质的分拣运输蛋白质合成溶酶体寡聚糖磷酸化切除甘露糖加N-乙酰葡萄糖胺加半乳糖加唾液酸；分拣溶酶体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),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。高尔基复合体的病理性变化药物中毒高尔基复合体囊泡肿胀肿瘤细胞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keyPoint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功能内质网的类型与功能