溶酶体蛋白

真核细胞细胞膜细胞质细胞核细胞质基质（胞质溶胶）细胞器（有膜、无膜）内含物（如糖原、色素）第八章细胞的内膜系统细胞的内膜系统（endomembranesystem）是指细胞质内在形态结构、功能和发生上具有相互联系的膜相结构的总称，包括核膜、内质网、高尔基复合体、溶酶体以及各种膜性小泡等。§1核糖体（ribosome）一、形态结构•大亚基：有几个不规则的隆起物，形状似扶手椅，内部存在新生肽链管状通道。•小亚基：较细长，平躺于大亚基上。•蛋白质合成时，大、小亚基结合在一起，形成完整的核糖体，之间有明显的间隙，mRNA分子从间隙穿过。两种存在形式•附着核糖体：附着在质膜上（原核细胞）或附着在内质网膜的外表面、细胞核外表面（真核细胞）的核糖体。•游离核糖体：在细胞质中呈游离状态的核糖体。二、化学组成主要由rRNA和蛋白质组成。三、功能（一）合成蛋白质的场所游离核糖体：主要合成结构蛋白。附着核糖体：主要合成分泌蛋白、膜蛋白和溶酶体蛋白。（二）功能单位多聚核糖体（polyribosome）许多核蛋白体借助mRNA串联在一起，成为一个功能单位，共同合成蛋白质。常为2~8个，多达30个或更多。§2内质网（endoplasmicreticulum）一、形态结构与类型（一）形态结构细胞质中由单位膜围成的小管、小泡或扁囊连接成的连续的网状膜系统。膜厚约5~6nm，与核膜相连续。（二）类型类型特征形态结构主要功能rER有核糖体附着扁囊合成分泌蛋白、溶酶体蛋白、膜蛋白sER无核糖体附着小管、小泡合成类固醇激素、解毒内质网的电镜观滑面内质网的电镜图二、化学组成由脂类和蛋白质组成。标志酶：葡萄糖-6-磷酸酶三、功能（一）粗面内质网（rER）的功能*主要是为负责蛋白质合成的细胞器核糖体提供支架，同时也进行新合成蛋白质的粗加工和蛋白质的转运。1、rER与蛋白质合成（1）信号肽假说（signalhypothesis）1975年Blobel和Doberstein提出。信号肽（signalpeptide）：是引导新合成肽链转移到内质网上的一段多肽，位于新合成肽链的N端，通常由18~30个疏水氨基酸组成，可被信号识别颗粒（SRP）所识别。信号学说示意图（2）蛋白质在内质网腔内的折叠和组装需要驻留蛋白参与，包括蛋白二硫异构酶和内质网分子伴侣等。驻留蛋白在ER腔高浓度存在，是因为有驻留信号肽，即在蛋白羧基端有4个氨基酸（-Lys-Asp-Glu-Leu-COO–）。（3）蛋白质在内质网腔内的糖基化在糖基转移酶的催化下，寡聚糖链与蛋白质的氨基酸残基共价连接的过程称为蛋白质糖基化。蛋白质的糖基化主要在高尔基复合体中进行，rER腔内也进行部分糖基化。rER腔中进行的糖基化主要是N-连接糖基化。N-连接的糖蛋白多为分泌性蛋白和溶酶体蛋白。（4）蛋白质由ER向高尔基复合体的运输脉冲-追踪实验2rER与膜脂的合成新合成的脂类分子最初只嵌入内质网脂双层的细胞质基质面。翻转酶(flipase)，能选择性地将脂类分子从细胞质基质面的膜层“翻转”到ER腔面的膜层中。（二）sER的功能*1类固醇激素的合成与脂类代谢（是sER最明显的功能）sER合成的脂质分子运输到细胞其它部位可能通过二种方式。一种是通过“芽生”形成运输小泡运送；另一种方式可通过特殊的磷脂交换蛋白送往各膜性细胞器。2解毒作用肝脏解毒作用由sER完成。在肝细胞sER上分布有氧化酶系、羟化酶系，对毒物进行氧化或羟化，从而降低毒性（氧化），易排出体外（羟化）。3肌肉收缩sER在肌肉细胞中形成一种特殊结构称为肌质网。肌细胞中的sER通过释放和摄取Ca2+参与肌肉的运动。§3高尔基复合体（Golgicomplex，GC）*高尔基复合体是真核细胞中重要的中介细胞器，在糖蛋白合成、加工、修饰、分泌以及溶酶体形成过程中起重要作用。光镜下的高尔基复合体一、形态结构1顺面高尔基网络（形成面）运输小泡2中央扁平囊区顺面扁囊中间扁囊反面扁囊3反面高尔基网络（成熟面）大囊泡高尔基体超微结构模式图高尔基复合体的电镜照片二、化学组成标志酶：糖基转移酶三、功能（一）分泌蛋白的加工与修饰*1糖蛋白的合成与修饰GC内进行O-连接的糖基化。rER内合成的N-连接的寡糖蛋白必须在GC内加工修饰。GC中的蛋白质糖链的加工修饰具有严格的顺序性和区域性。2蛋白质的加工改造由内质网送到高尔基复合体的某些蛋白以酶原形式存在，这类蛋白须加工水解为成熟蛋白。胰岛素原胰岛素AC（二）高尔基复合体与蛋白质的分选和运输（三）高尔基复合体与溶酶体的形成*溶酶体是从反面高尔基复合体以出芽方式形成的。M6P是溶酶体水解酶分选的重要识别信号。溶酶体水解酶的分选与溶酶体形成（四）高尔基复合体与细胞内膜的交通（五）高尔基复合体与细胞的分泌活动*高尔基复合体参与细胞分泌活动。帕内德（Palade）模型认为细胞分泌过程可概括为六个阶段：1核糖体阶段2内质网运输阶段3细胞质基质运输阶段4高尔基复合体加工修饰阶段5细胞内贮存阶段6胞吐阶段§4溶酶体（lysosome）由一层单位膜包裹着丰富的酸性水解酶，是细胞内消化器官。一、形态特点和化学组成1溶酶体是由一层单位膜围界而成的球形或卵圆形结构，其形态大小差异很大，其直径一般在0.2~0.8µm之间，膜厚约6nm。溶酶体与过氧化物酶体电镜照2溶酶体含有丰富的酸性水解酶，目前发现约有60余种，其最适pH为5.0。标志酶：酸性磷酸酶3脂质双分子层中以鞘磷脂居多；膜蛋白异乎寻常高度糖基化。膜上具有质子泵。二、溶酶体的类型*（一）内体性溶酶体是由高尔基复合体芽生的运输小泡和内体合并而成。水解酶无活性，没有作用底物及消化产物。（二）吞噬性溶酶体由内体性溶酶体和将被水解的各种吞噬底物融合而成。水解酶有活性，有作用底物及消化产物。根据底物来源不同，将吞噬性溶酶体分为自噬性溶酶体和异噬性溶酶体。残余小体（residualbody）三、功能*溶酶体的基本功能是酶解消化作用。（一）细胞内消化1自噬作用溶酶体对细胞自身结构组分的消化分解过程称为自噬作用。通过自噬作用细胞结构得以更新，有利于高效率发挥生理功能。2异噬作用溶酶体对外源性异物的消化分解过程称为异噬作用。异噬作用不仅为细胞生存提供了可直接利用的营养物质，而且还能消除外来异物的毒害对机体起着防御保护作用。溶酶体的消化作用（二）对细胞外物质的消化参与受精过程和骨质更新。溶酶体参与受精过程（动画）（三）自溶作用指在细胞内，在一定条件下，溶酶体膜破裂，水解酶溢出致使细胞本身被消化分解，这一过程称为自溶作用。青蛙变态发育阶段尾巴的逐渐消失是溶酶体自溶作用的结果。在人类，子宫内膜的周期性萎缩可部分归因于溶酶体自溶作用。（四）粒溶作用溶酶体分解胞内剩余营养颗粒的作用称为粒溶作用。例如：母体哺乳期内乳腺细胞含有丰富的乳汁颗粒，一旦停止授乳，细胞内多余的乳汁颗粒即可与溶酶体融合而被分解，重新利用。四、溶酶体与疾病（一）先天性溶酶体病是由于溶酶体中某些酶的先天性缺乏造成吞噬性溶酶体内的底物不能被消化和降解的一种代谢性疾病。Ⅱ型糖原沉积病是人类最早发现的先天性代谢病。台-萨氏综合征（Tay-Sachsdiesease）：台-萨氏综合征神经元中同心圆状的溶酶体（二）矽肺矽肺是某些工人的一种职业病，其病因与溶酶体的自溶作用有关。§5过氧化物酶体（peroxisome）一、形态结构和化学组成由一层单位膜包裹的圆形或卵圆形小体。40多种酶。标志酶：过氧化氢酶二、功能参与代谢、解毒。三、发生过氧化物酶体的大部分蛋白（各种酶）是在细胞质中游离核糖体上合成的，由连接于酶蛋白上的信号肽（丝氨酸-赖氨酸-亮氨酸）将它引导到过氧化物酶体之中。