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第四节高尔基体•最早发现于1855年，1889年，Golgi用银染法，在猫头鹰的神经细胞内观察到了清晰的结构，因此定名为高尔基体。20世纪50年代以后才正确认识它的存在和结构。一、形态与组成•是由数个扁平囊泡堆在一起形成的高度有极性的细胞器。•常分布于内质网与细胞膜之间，呈弓形或半球形。•凸出的一面对着内质网称为形成面或顺面（cisface）。凹进的一面对着质膜称为成熟面或反面（transface）。顺面和反面都有一些或大或小的运输小泡。•扁平囊直径约1um，单层膜构成，中间为囊腔，周缘多呈泡状，4~8个扁平囊在一起(某些藻类可达一二十个)，构成高尔基体的主体(Golgistack)。TheGolgiApparatus•高尔基体膜含有大约60%的蛋白和40%的脂类，具有一些和ER共同的蛋白成分。膜脂中磷脂酰胆碱的含量介于ER和质膜之间，中性脂类主要包括胆固醇，胆固醇酯和甘油三酯。•高尔基体中的酶主要有糖基转移酶、磺基-糖基转移酶、氧化还原酶、磷酸酶、蛋白激酶、甘露糖苷酶、转移酶和磷脂酶等不同的类型。•标志酶为糖基转移酶。二、功能区隔1.高尔基体顺面的网络结构（cisGolginetwork，CGN），是高尔基体的入口区域。2.高尔基体中间膜囊（medialGolgi），多数糖基修饰，糖脂的形成以及与高尔基体有关的糖合成均发生此处。3.高尔基体反面的网络结构（transGolginetwork，TGN），是高尔基体的出口区域，功能是参与蛋白质的分类与包装，最后输出。三、主要功能•1、参与细胞分泌活动•RER上合成蛋白质→进入ER腔→COPII运输泡→进入CGN→在medialGdgi中加工→在TGN形成运输泡→运输与质膜融合、排出。•高尔基体对蛋白质的分类，依据的是蛋白质上的信号肽或信号斑。•2、蛋白质的糖基化•O-连接的糖基化在高尔基体中进行，糖的供体为核苷糖。•3、进行膜的转化功能•内质网上合成的新膜脂转移至高尔基体后，经过修饰和加工，形成运输泡与质膜融合。•4、将蛋白水解为活性物质•如将蛋白质N端或C端切除，成为有活性的物质，如胰岛素（C端）；或将含有多个相同氨基序列的前体水解为有活性的多肽，如神经肽。•5、参与形成溶酶体。•6、参与植物细胞壁的形成，合成纤维素和果胶质。高尔基体分泌功能示意图溶酶体与过氧化物酶体一、溶酶体的结构•溶酶体（lysosome）为C.deDuve与B.Novikoff1955年首次发现。•是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器，其主要功能是进行细胞内消化。•具有异质性，形态大小及内含的水解酶种类都可能有很大的不同。酸性磷酸酶是标志酶。•膜有质子泵，将H+泵入溶酶体，使其PH值降低。•膜蛋白高度糖基化，可能有利于防止自身膜蛋白降解1、初级溶酶体（primarylysosome）直径约0.2~0.5um，有多种酸性水解酶，但没有活性，包括蛋白酶，核酸酶、脂酶、磷酶酶等60余种，反应的最适PH值为5左右。•2、次级溶酶体（secondarylysosome）•是正在进行或完成消化作用的溶酶体，内含水解酶和相应的底物，可分为自噬溶酶体（autophagolysosome）和异噬溶酶体(phagolysosome)。•3、残体（residualbody）•又称后溶酶体（post-lysosome）已失去酶活性，仅留未消化的残渣，故名。残体可通过外排作用排出细胞，也可能留在细胞内逐年增多，如表皮细胞的老年斑，肝细胞的脂褐质。Secondarylysosome肝细胞脂褐质二、溶酶体的功能1.细胞内消化：如高等动物内吞低密脂蛋白获得胆固醇，单细胞真核生物利用溶酶体的消化食物。2.自体吞噬：清除无用的生物大分子，衰老细胞、细胞器、个体发育中多余的细胞。许多生物大分子的半衰期只有几小时至几天，肝细胞中线粒体的平均寿命约10天左右。3.防御作用：如巨噬细胞杀死病原体。4.参与分泌过程的调节：如将甲状腺球蛋白降解成有活性的甲状腺素。5.形成精子的顶体。三、溶酶体的发生•初级溶酶体是在高尔基体的trans面以出芽的形式形成，形成过程：•内质网上核糖体合成溶酶体蛋白→进入内质网腔进行N-连接的糖基化修饰→进入高尔基体cis面膜囊→磷酸转移酶识别溶酶体水解酶的信号斑→将乙酰葡糖胺磷酸转移在1~2个甘露糖残基上→在中间膜囊切去N-乙酰葡糖胺形成M6P配体→与trans膜囊上的受体结合→通过clathrin衣被包装成初级溶酶体。TherecognitionofalysosomalhydrolaseinGolgiandmannosephosphorylationTransportofnewlysynthesizedhydrolasestolysosomes1.矽肺：二氧化硅尘粒（矽尘）吸入肺泡后被巨噬细内吞噬，导致吞噬细胞溶酶体破裂，水解酶释放，细胞崩解，矽尘释出，后又被其他巨噬细内吞噬，如此反复进行。激活成纤维细胞，导致胶原纤维沉积，肺组织纤维化。2.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。3.类风湿性关节炎：溶酶体膜很易脆裂。四、溶酶体与疾病•3．各类贮积症•台-萨氏综合征（Tay-Sachsdiesease）：溶酶体缺少氨基已糖酯酶A，导致神经节甘脂GM2积累。•II型糖原累积病（Pompe病）：缺乏α-1,4-葡萄糖苷酶，糖原在溶酶体中积累。•Gaucher病：缺乏β-葡萄糖苷酶，葡糖脑苷脂沉积。•细胞内含物病（inclusion-celldisease）：N-乙酰葡糖胺磷酸转移酶单基因突变。高尔基体中加工的溶酶体前酶上不能形成M6P分选信号，病人成纤维细胞的溶酶体中没有水解酶，底物在溶酶体中贮积，形成“包涵体”。台-萨氏综合症溶酶体的同心圆结构过氧化物酶体•Rhodin1954发现于鼠肾小管上皮细胞。•是一种具有异质性的细胞器。直径通常0.5um，呈圆形，椭圆形或哑呤形不等，由单层膜围绕而成。•特点：含过氧化氢酶（标志酶）和一至多种依赖黄素（flavin）的氧化酶，已发现40多种氧化酶，各类氧化酶的共性是将底物氧化后生成过氧化氢。而过氧化氢酶又利用H2O2去氧化其它底物。•RH2+O2→R+H2O2Peroxisomeofhepatocyte水仙叶肉细胞微体烟草叶肉细胞的过氧化物酶体（中央具有尿酸氧化酶形成的晶体状核心）1.在动物中：①参与脂肪酸的β-氧化；②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。2.在植物中：①参与光呼吸，将光合作用的副产物乙醇酸氧化为乙醛酸和过氧化氢，②在萌发的种子中，进行脂肪的β-氧化，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。•微体中所有的酶都由核基因编码，在细胞质基质中合成，在信号肽的引导下，进入过氧化物酶体。•引导蛋白质进入微体的信号序列是-Ser-Lys-Leu-COO-。膜脂在内质网上合成后，通过磷脂转移蛋白PTP转移而来。•已有的过氧化物酶体在细胞分裂时，以分裂方式传给子代细胞。再进行进一步的装配。