第六章细胞质基质与细胞内膜系统

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1、细胞生物学教案邵邻相第六章细胞质基质与细胞内膜系统一．教学目标：1．了解细胞质基质的组成和主要功能。2．深刻理解内质网、高尔基体、溶酶体在结构、功能和发生上的相互关系。3．了解过氧物酶体的结构、功能和发生过程。二．重点：1内质网、高尔基体的结构特点。2溶酶体的结构特点、发生及功能。三．难点：内膜系统各结构之间的关系。四．授课方式与教学方法：讲授、讨论、多媒体辅助教学。五．教学内容:电子显微镜的使用，使人们确认：真核细胞的细胞质内具有发达的内膜系统，形成了细胞质基质以及膜围绕的细胞器。细胞的内膜系统是在结构、功能乃至发生上相关的，由膜围绕的细胞器或细胞结构。主要包括内质网、高尔基体、

2、溶酶体、胞内体、线粒体、叶绿体、核膜和分泌泡等。第一节细胞质基质一、细胞质基质（cytoplasmicmatrixorcytomatrix）细胞质基质是细胞的重要的结构成分，其体积约占细胞质的一半基本概念：用差速离心法分离细胞匀浆物组分，先后除去细胞核、线粒体、溶酶体、高尔基体和细胞质膜等细胞器或细胞结构后，存留在上清液中的主要是细胞质基质的成分。生物化学家多称之为胞质溶胶。主要成分：中间代谢有关的数千种酶类、细胞质骨架结构。主要特点：细胞质基质是一个高度有序的体系；通过弱键而相互作用处于动态平衡的结构体系。完成各种中间代谢过程如糖酵解过程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等蛋白质的分选与

3、运输与细胞质骨架相关的功能维持细胞形态、细胞运动、胞内物质运输及能量传递等蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解¿蛋白质的修饰¿控制蛋白质的寿命　蛋白酶体　泛素¿降解变性和错误折叠的蛋白质　　¿帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠，形成正确的分子构象二、细胞内膜系统细胞内膜系统概述¿细胞内膜系统是指细胞内在结构、功能及发生上相关的由膜包绕形成的细胞器或细胞结构。10细胞生物学教案邵邻相¿真核细胞细胞内的区域化（compartmentalization）：²细胞骨架纤维为组织者的Cytomatrix形成有序的动态结构；²细胞内的膜相结构----细胞器（organelles）。细胞内膜系统的

4、研究方法DeDuve,A.ClaudeandG.Palade,1974NobelPlrize²放射自显影（Autoradiography）;²生化分析（Biochemicalanalysis）;²遗传突变分析（Geneticmutants）第二节内质网一、内质网的形态结构内质网的两种基本类型粗面内质网（roughendoplasmicreticulum，rER）光面内质网（smoothendoplasmicreticulum，sER）微粒体（microsome）二、ER的功能ER是细胞内蛋白质与脂类合成的基地，几乎全部脂类和多种重要蛋白都是在内质网合成的。rER的功能¿蛋白质合成¿

5、蛋白质的修饰与加工¿新生肽的折叠与组装¿脂类的合成sER的功能¿类固醇激素的合成（生殖腺内分泌细胞和肾上腺皮质）¿肝的解毒作用（Detoxification）¿肝细胞葡萄糖的释放（G-6P¦G）¿储存钙离子：肌质网膜上的Ca2+-ATP酶将细胞质基质中Ca2+泵入肌质网腔中¿蛋白质合成分泌蛋白；整合膜蛋白；内膜系统各种细胞器内的可溶性蛋白（需要隔离或修饰）。其它的多肽是在细胞质基质中“游离”核糖体上合成的：包括：细胞质基质中的驻留蛋白、质膜外周蛋白、核输入蛋白、转运到线粒体、叶绿体和过氧物酶体的蛋白。注意：细胞中蛋白质都是在核糖体上合成的，并都是起始于细胞质基质中“游离”核糖体。蛋

6、白质的修饰与加工修饰加工：糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成等¿糖基化在glycosyltransferase作用下发生在ER腔面N-linkedglycosylation（Asn）(发生在天冬酰胺残基)O-linkedglycosylation（Ser/ThrorHylys/Hypro）（发生在丝氨酸或苏氨酸残基）¿酰基化发生在ER的细胞质基质侧：软脂酸→Cys10细胞生物学教案邵邻相新生肽的折叠与组装新生肽的折叠组装：非还原性的内腔，易于二硫键形成；正确折叠涉及驻留蛋白：具有KDELorHDEL信号蛋白二硫键异构酶（proteindisulfideisomerase，PDI）切

7、断二硫键，帮助新合成的蛋白重新形成二硫键并处于正确折叠的状态²结合蛋白（Bindingprotein，Bip，chaperone）识别错误折叠的蛋白或未装配好的蛋白亚单位，并促进重新折叠与装配。脂类的合成¿ER合成细胞所需绝大多数膜脂（包括磷脂和胆固醇）。两种例外：鞘磷脂和糖脂（ER开始→Golgicomplex完成）；Mit/Chl某些单一脂类是在它们的膜上合成的。¿ 各种不同的细胞器具有明显不同的脂类组成：phosphatidylcholine（PC）：ER→G