内质网的结构域功能.ppt

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1、第八章 内质网endoplasmic reticulum, ER,内膜系统(Endomembrane system)：真核细胞胞质中除线粒体和叶绿体外，由其它膜性细胞器在结构和功能上相互关联而组成的庞大、精密而复杂的膜体系称为内膜系统，主要包括内质网、高尔基体、溶酶体、核膜等。 了解一下：线粒体和叶绿体为什么不属于内膜系统？ 线粒体和叶绿体作为半自助细胞器具有独立的遗传体系，与其他结构不进行膜结构上的沟通，所以不属于内膜系统。,内膜系统,Endoplasmic Reticulum,(ER),内 质 网,内质网的一般形态与结构 内质网的种类与其结构特点 内质网的化学组成 内质网的功能 粗面内质网

2、(RER)的功能 滑面内质网(SER)的功能 内质网与疾病,内质网的发现,光学显微镜下观察细胞结构，仅在部分组织的细胞胞质中见到被碱性染料着色，呈斑块状或线条状的结构。 1945年，Poter用电子显微镜观察到成纤维细胞中的网状结构将其定义为内质网。 近年来，有了较深了解并重新定义了内质网 内质网（endoplasmic reticulum,ER)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。,1、扁平囊排列： 内质网膜之间为狭窄的腔，形状扁而长，不封闭，相互连通。 2.小泡状排列 泡状，如气球，腔较大，小池，少有孔道相通。 3.小管状排列 呈分支

3、而细长的管子，相互连通，交错成网状，常与核膜相连。,第一节ER的一般形态与结构,形态,扁平囊,小泡,小管,内质网实际上还有很多过渡类型。各种形态的内质网可以相互转化。 内质网的形态变异很大，其形态、数量和分布在不同细胞中不同，常与细胞的类型、生理功能状态、分化程度以及环境条件有关。同一细胞不同区域的内质网其形态也会随发育时期、生理状态不同而不同。,第一节ER的一般形态与结构,结构,第一节ER的一般形态与结构,核糖体,细胞核,2、内质网腔： 由内质网膜围成的空腔。充满着同质的、均匀一致的、极其细微的颗粒，其化学成分主要为多肽、蛋白质和糖。其大小随细胞种类和生理状态而不同。,3、核糖体,1、内质网

4、膜： 内质网是交织分布在细胞质中高度分化、十分复杂的内膜管道系统。管道膜结构与细胞膜相似，由单位膜组成，比细胞膜稍薄，厚约5-6nm 。能与核膜外层、其他细胞器相连，少数可与细胞膜相连。,内质网的种类：有两种,粗面内质网 (rough endoplsmic reticulum, RER) 又称为颗粒内质网(granular endoplasmic reticulum GER) 滑面内质网(smooth endoplsmic reticulum, SER) 又称为无颗粒内质网(agranular endoplasmic reticulum AER),第二节内质网的种类与结构特点,RER是一种有动

5、态变化的细胞器，其形态和数量在各种细胞中有很大差异，主要与细胞的功能状态有关。 在分泌活动旺盛的细胞中，RER特别丰富，如胰腺细胞和浆细胞等； 在分化较完善的细胞，RER发达，而未成熟或未分化好的细胞，RER则不发达； 因此RER的发达程度，可作为判断细胞分化和功能状态的形态指标。,1. 粗面内质网的特点,第二节内质网的种类与结构特点,核糖体以单个和多聚体的形式附着在ER膜上，结构临时性，数量不固定，导致嗜碱性（被碱性染料着色）。,1. 粗面内质网的特点,第二节内质网的种类与结构特点,形态：多为板层状排列互通的扁平囊以及少数小的游离的囊泡。如胰岛外分泌细胞和浆细胞。 RER的腔常与核周腔相连，

6、核外膜通常也附着有核糖体。,1. 粗面内质网的特点,第二节内质网的种类与结构特点,A,B,C,胰腺细胞的RER A: Transmission electron micrograph (TEM) B: Scanning electron micrograph (SEM) C: Imunofluorescent staining for the enzyme PDI,第二节内质网的种类与结构特点,浆细胞,第二节内质网的种类与结构特点,在形态上多为分枝的小管或小泡的细网，很少扩大形成扁平囊，膜较RER薄，多数细胞中，SER较少； 膜表面无核糖体附着，嗜酸性（伊红，红色）; 在一些细胞中SER丰富并

7、具有特异的功能， 如分泌甾类激素的细胞、汗腺细胞、胃壁细胞中的SER丰富； 在肌细胞中SER以肌质网的形式存在。,2、滑面内质网的特点,第二节内质网的种类与结构特点,浆细胞,有机体死后，SER容易自溶。 戊二醛固定 小管形态很好，呈网状，接近细胞生活状态。 四氧化锇固定 小管破碎成小泡。 SER与RER、核膜以及高尔基复合体相连，偶尔与细胞膜也相连。 一般细胞内SER与RER为此多彼少的状态 但肝细胞例外，皆丰富，可互转。,2、滑面内质网的特点,第二节内质网的种类与结构特点,线粒体,RER,SER,糖原颗粒,睾丸间质细胞的SER,大鼠肝脏细胞的SER和RER,第二节内质网的种类与结构特点,特点

8、:膜表面无核糖体,形态:多为分支小管或小泡,分布: 肌细胞、合成类固醇激素的细胞中较丰富,第二节内质网的种类与结构特点,类型,3、微粒体(microsome),细胞匀浆离心后，内质网断裂形成的封闭囊泡称为微粒体,常用大鼠肝细胞ER的微粒体来分析其化学组成。,在体外实验中,具有蛋白质合成、蛋白质糖基化和脂类合成等内质网的基本功能。,第二节内质网的种类与结构特点,3、微粒体,A: 粗面微粒体(来自RER),A,B,B: 滑面微粒体(多来自SER，部分来自细胞膜和高尔基体或其他膜性碎片,第二节内质网的种类与结构特点,4、环孔板（annulate lamellae）,一、AL 的形态结构及分布特征 A

9、L在形态上与内质网十分相似，其基本结构单位类似内质网的潴泡，是由双层膜围成的扁平囊状结构。 但AL与内质网也存在明显区别，即双层膜上具有规律性分布的、与核孔十分相似的膜孔结构。膜孔上常有弥散的非膜性无定形物质分布。 因此在形态结构上AL 兼有内质网和核膜的特征。,在许多睛况下AL与细胞内其它膜性细胞器连续，其中与内质网相连续的情况最为常见，同时，AL与细胞内的非膜性细胞器在空间结构上的联系也很紧密。,第二节内质网的种类与结构特点,二、环孔板的功能 AL在分布上的特点表现了这种细胞器的特殊意义。 迄今， 已发现AL存在于多种类型的细胞中， 而以动物卵母细胞中分布最为广泛， 其次在各种肿瘤细胞、胚

10、胎细胞和一些雄性生殖细胞中亦常常观察到AL结构， 正常体细胞中相对较少。在植物细胞和原生动物中亦有所发现 。 另外，许多经过适当处理(如病毒感染 、辐射损伤 、激素诱导 )的细胞亦会产生AL 或使原有的AL增生。 AL 在不同细胞内的分布明显地表现出这样一种规律： 即发育和分化迅速的细胞较之发育缓慢和已高度分化的细胞、恶性细胞较之正常细胞更可能具有AL。,4、环孔板（annulate lamellae）,第二节内质网的种类与结构特点,4、环孔板（annulate lamellae）,二、环孔板的功能 人们推测AL 在胞质、核质互换和转运过程中发挥重要的作用，AL对发育信息物质的贮存、释放和激活

11、过程有重要的调控作用。 AL较多地分布于分裂旺盛的细胞(如胚胎细胞、肿瘤细胞)中，因此AL与细胞分裂相关。一般认为AL为细胞分裂准备核膜及膜孔结构。认为AL是核孔的暂时贮存状态。在病毒感染、辐射损伤和激素诱导的细胞中，AL 的形成可能与改变细胞的分裂状态有关。,第二节内质网的种类与结构特点,4、环孔板（annulate lamellae）,电镜下观察到的孔环状片层体型内质网,第二节内质网的种类与结构特点,类脂：30-40%较细胞膜少，主要成分为磷脂。 磷脂酰胆碱含量较高，鞘磷脂含量较少。 含糖脂和胆固醇较少，SER含类脂较RER多。 蛋白质：60-70%较细胞膜多，酶蛋白至少30种以 上。 葡

12、萄糖-6-磷酸酶被认为是标志酶，,内质网膜,第三节ER的化学组成,1.与氧化反应电子传递相关的酶系 NADPH-细胞色素c还原酶、Ctyb5、细胞色素P-450 2.与脂类物质代谢功能反应相关的酶类 脂肪酸CoA连接酶 3.与碳水化合物代谢功能反应相关的酶类 葡萄糖-6-磷酸酶 4.参与蛋白质加工转运的多种酶类,第三节ER的化学组成,酶蛋白含量多是内质网膜区别于高尔基体膜囊和质膜的主要标志,核糖体结合糖蛋白（ribophorin）只分布在RER，P450酶系只分布在SER。,第四节ER的功能,重点,一、RER的功能 进行蛋白质合成 合成蛋白的修饰与加工 膜的生成 物质运输,第四节ER的功能,一

13、、RER的功能,蛋白质合成两个特定区域 1、游离核糖体（合成结构蛋白） 2、RER表面的核糖体（非膜蛋白、镶嵌蛋白） 蛋白质都是在核糖体上合成的，且都是起始于细胞质基质中“游离”核糖体 ，但是有些蛋白质在合成开始不久后便转到内质网上合成，这些蛋白质主要有： 向细胞外分泌的蛋白如抗体； 膜蛋白，并且决定膜蛋白在膜中的排列方式； 需要与其它细胞组分严格分开的酶，如溶酶体的各种水解酶； 需要进行修饰的蛋白，如糖蛋白,（一）进行蛋白质合成,1975年，G. Blobel等提出了“信号假说”：最初合成的一些氨基酸残基具有信号功能，决定了相应的蛋白质是否被分泌。,(1) 信号序列的发现和信号肽假说,G.

14、Blobel，因对蛋白质分子中信号肽（signal peptide）的开创性研究，获得了1999年度诺贝尔生理学或医学奖。,第四节ER的功能,当时的研究旨在了解，在核糖体上合成的新生肽链是通过何种途径被分泌到细胞外的。, 早期的信号假说： 1975年, 、根据对信号序列的研究成果,正式提出了信号假说(signal hypothesis),要点是: (1)分泌蛋白的合成始于细胞质中的游离核糖体; (2)合成的N-端信号序列露出核糖体后,靠自由碰撞与内质网膜接触,然后靠N-端信号序列的疏水性插入内质网的膜; ？ (3)蛋白质继续合成,并以袢环形式穿过内质网的膜; (4)如果合成的是分泌的蛋白,除了

15、信号序列被信号肽酶切除外,全部进入内质网的腔,若是膜蛋白,则由一个或多个停止转移信号将蛋白质锚定在内质网膜上。,(1) 信号序列的发现和信号肽假说,第四节ER的功能,信号肽一般由1530个aa残基组成，富含疏水性aa(Met, Leu, Phe等)；由信号肽的N端、疏水核心区和信号肽的C端三部分。 疏水核心区易形成螺旋，有利于与磷脂双分子层相互作用 信号肽在肽链成熟过程中常常被信号肽酶剪切。,信号肽酶作用位点,疏水核心区,信号肽的N端,信号肽的C端,信号肽(signal peptide),信号肽的主要作用是指导核糖体结合于ER膜，并使新生肽链插入ER膜进入ER腔。,信号肽(signal pep

16、tide),信号识别颗粒(signal recognition particle, SRP) 信号识别颗粒受体(SRP receptor) 转位子(translocon),(2) 信号序列指导核糖体结合于ER膜 的其它协同作用结构,信号识别颗粒(signal recognition particle, SRP),是一种细长形的RNA蛋白。由6条多肽链和一个7SL RNA(300bp) 组成。SRP具有信号肽识别结构域和与核糖体A位点结合的结构域。 作用：一方面与核糖体结合，另一方面与ER膜的SRP受体结合，通过其“桥梁”作用，使核糖体结合于ER膜上。,信号识别肽区域,与核糖体A位点结合的区域,

17、信号识别颗粒 (SRP) 模式图,7SL RNA,信号识别颗粒(signal recognition particle, SRP),SRP它能特异识别结合信号肽。SRP占据了核糖体的A位，阻挡了携带氨基酸的tRNA进入核糖体，使蛋白质的合成暂时中止，当SRP脱离核糖体后，蛋白质合成又继续进行； 核糖体附着于ER膜上后，SRP与SRP受体分离，回到细胞质中进入下一个循环再被利用。,信号识别颗粒(signal recognition particle, SRP),SRP与核糖体的结合与分离,新生肽链 上的信号肽,SRP,SRP-核糖体复合 体与内质网膜上 的SRP受体结合,核糖体 结合蛋白,蛋白

18、转运器,粗面内质网膜上 的SRP受体蛋白,SRP与信号肽的结合使翻译暂停,细胞质,内质网腔,继续翻译并 开始穿过内 质网膜,SRP释放并再循环,SRP 受体(SRP receptor),为ER膜上的跨膜蛋白，含有、两个亚基。亚基含有SRP的结合部位，亚基以疏水区锚定在ER膜上。 当SRP-核糖体复合体与ER膜上的SRP受体结合后，核糖体则以大亚基与附着于膜上的Ribophorin结合。,信号肽,SRP,SRP 受体(SRP receptor),转位子(translocon),又称为蛋白转移器(translocator)或蛋白导引通道,Translocon (closed),Translocon

19、 (open),哺乳动物细胞的蛋白转移器又被称为Sec61复合体，是由三或四种蛋白质组成的复合体，均为跨膜蛋白，装配成“面包圈”样结构； 作用：使新生的多肽链穿过其中充满液体的孔道进入到ER腔中的。,转位子(translocon),Figure: A ribosome bound to the Sec61 protein translocator,(3) 信号肽跨膜的能量来源,信号肽穿入ER膜并引导新生多肽链进入ER腔中是一个需要GTP的耗能过程。 SRP和SRP受体可结合GTP并具有GTP酶活性；GTP水解释放能量 启动新生的多肽链跨膜向ER腔内转移。 使SRP与SRP受体分离，SRP回到细

20、胞质再被利用，原来暂时终止的蛋白质合成又重新开始。,(3) 信号肽跨膜的能量来源,(4) 非膜蛋白质翻译共转位过程,RER合成的非膜蛋白包括分泌蛋白质和定位于内膜系统的可溶性蛋白； 特点：其多肽链是一边合成一边从胞质转运到ER腔，把这种边翻译边转运的过程称为翻译共转位。 这些蛋白质在RER合成后，再以囊泡的形式，经高尔基体加工、修饰成熟后再分泌到细胞外。,1) 在胞质游离核糖体上以mRNA为模板，合成出N端包含信号肽的最初约70个氨基酸残基。 2) SRP与新生肽链N端的信号肽及GTP结合，并结合核糖体使多肽合成暂停，SRP引导核糖体-多肽-SRP复合体，识别结合ER膜上的与GTP结合的SRP

21、受体通过水解GTP使SRP解离并再利用，多肽链开始继续延长。 3) 核糖体大亚基与核糖体受体结合，锚定于ER膜上，水解GTP供能，诱导蛋白导引通道开放，新生信号肽插入内质网。,(4) 非膜蛋白质翻译共转位过程,4) 信号肽启动肽链转位，延长的多肽直接经核糖体及跨ER膜通道进入内质网腔。 5) 内质网腔HSP70消耗ATP，促进延伸多肽进入ER腔并折叠为功能构象。,(4) 非膜蛋白质翻译共转位过程,RER function,1,2,3,4,5,6,信号肽,细胞质中核糖体在蛋白质合成启动后, 根据mRNA上特定的信号序列合成一段短肽,它可引导核糖体结合到粗面内质网膜上,SRP receptor,通

22、道蛋白移位子,信号识别颗粒(SRP) (signal recognition particle),(4) 非膜蛋白质翻译共转位过程,内质网腔,细胞质,SRP受体,信号识别颗粒 (SRP),核糖体结合蛋白,tRNA,A,P,核糖体,mRNA,信号肽,A,信号假说,(5) 跨膜蛋白质在ER的翻译共转位过程,跨膜蛋白质：存在于质膜和其它细胞器膜上的蛋白质。 在RER上合成，然后经过高尔基体加工运输到其它细胞器的膜上。,跨膜蛋白质又分为两种: 一次跨膜蛋白(single transmembrane proteins) 多次跨膜蛋白(multiple transmembrane proteins) 跨膜

23、蛋白的形成与定向取决于两种信号序列： 起始转移信号(start-transfer signal) 终止转移序列(stop transfer sequence),(5) 跨膜蛋白质在ER的翻译共转位过程,起始转移信号(start-transfer signal), N-端信号序列 位于N-端，可被切除。以N-端信号序列为 起始转移信号的一般都是分泌蛋白；,内部信号序列 (internal signal sequence) 不位于N-端，不能被切除 (noncleavable)。 以内部信号序列为起始转移信号的一般 都是膜蛋白。,兼有信号序列和起始转移的功能，根据其存在部位可分为：,N端信号序列与

24、内部信号序列,终止转移序列(stop transfer sequence),存在于新生肽链中使肽链终止转移的序列，可导致蛋白质锚定在脂双层中。,起始转移序列与终止转移序列,单次跨膜蛋白的形成与定向,二、若肽链只有一个内部信号序列，而不具有终止转移信号，那么形成单次跨膜蛋白。,形成的情况有两种：,一、若新生肽链有一个N端信号序列和一个 终止转移信号，则形成单次跨膜蛋白（若只有N端信号序列，则形成分泌蛋白）。,单次跨膜蛋白的形成,单次跨膜蛋白的形成,一条总原则：信号序列中含正电荷多的一端总是朝向胞质面。,单次跨膜蛋白的定向,由于N端信号总是朝向胞质侧，所以形成的 单次跨膜蛋白的C端朝向胞质侧。,内

25、部信号序列的带正电荷的一端离N端 较近，则蛋白的N端朝向胞质侧,+,-,内部信号序列的带负电荷的一端与N端较近，则蛋白的C端朝向胞质侧。,+,-,细胞质侧,细胞外侧、ER或GC腔侧,COO-,COO-,NH3+,NH3+,COO-,NH3+,NH3+,COO-,LDL受体,胰岛素受体,半乳糖基转移酶,细胞色素b5,细胞色素P450,一次跨膜蛋白质,( 细胞膜上),(GC膜上),(ER膜上),多次跨膜蛋白的形成与定向,膜蛋白的跨膜次数决定于起始转移序列与 终止转移序列的数目：,方向遵循：信号序列中含正电荷多的一端总是朝向胞质面。,含有多个内部信号序列和多个停止转移序列，则形成多次跨膜蛋白。,含有

26、一个内部信号序列和一个停止转移序列，则形成二次跨膜蛋白；,二次与多次跨膜蛋白,细胞质侧,细胞外侧、ER或GC腔侧,NH3+,NH3+,COO-,COO-,葡萄糖转运蛋白,细菌视紫红质,-肾上腺素能受体,多次跨膜蛋白质,第四节ER的功能,一、RER的功能,（二）合成蛋白的修饰与加工,内质网上合成的蛋白大都要进行修饰加工才能成熟，包括糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成等，其中最主要的是糖基化，几乎所有内质网上合成的蛋白质最终被糖基化。 糖基化的作用是： 使蛋白质能够抵抗消化酶的作用； 赋予蛋白质传导信号的功能； 某些蛋白只有在糖基化之后才能正确折叠。,糖基一般连接在4种氨基酸上，分为2种： N-连

27、接的糖基化：与天冬酰胺残基的NH2连接，糖为N-乙酰葡糖胺，开始于内质网腔，完成于高尔基体。 O-连接的糖基化：与丝氨酸、苏氨酸或羟赖氨酸残基连接，连接的糖为半乳糖或N-乙酰半乳糖胺，在高尔基体上进行。,糖基化,N-糖基化 (N-linked glycosylation),糖的供体为核苷糖，如CMP-唾液酸、GDP-甘露糖、UDP-N-乙酰葡糖胺。共同的前体为2个N-乙酰葡萄糖胺、9个甘露糖、3个葡萄糖组成的14寡糖。 糖分子首先被糖基转移酶转移到膜上的多萜醇分子上，装配成寡糖链。 再被寡糖转移酶转到新合成肽链特定序列(Asn-X-Ser/Thr)的天冬酰胺残基上。 由于糖是同天冬酰胺的自由N

28、H2连接，故称为N-连接的糖基化。,寡糖,14个糖残基,-连接的糖基化,甘,甘,甘,甘,甘,甘,甘,甘,甘,rER腔,rER膜,寡糖转移酶,(三)、参与膜脂的合成,构成细胞膜和内膜系统的膜脂，包括磷脂和胆固醇等，大部分在RER合成。 在RER合成的主要磷脂是磷脂酰胆碱(PC)，以PC为例说明磷脂的合成过程 合成原料：2脂酰CoA + 1 -磷酸甘油 + 1 CDP-胆碱 催化反应的酶：酰基转移酶、磷酸酶、胆碱磷酸转移酶 反应步骤：分三步反应,第四节ER的功能,-磷酸甘油,2CoA,酰基转移酶,脂酰CoA,OH,磷酸酶,胆碱磷酸 转移酶,胆碱,CDP-胆碱,胆碱,磷脂酸,甘油二酯,磷脂酰胆碱,细

29、胞质侧,RER腔侧,磷脂酰胆碱的合成过程,外叶,内叶,+,+,(三)、参与膜脂的合成,第四节ER的功能,新合成的磷脂分子都位于内质网膜脂双层的胞质层面，如果合成后不转移到脂双层的内质网腔面，将使内质网膜变成脂单层。实际上在内质网中脂双层是不断达到平衡的，这些平衡是由磷脂转运蛋白来介导的。 内质网膜中的一种磷脂转运蛋白是搅杂酶。没有磷脂特异性，能使各种类型的磷脂在内质网膜脂双层两侧达到平衡。 还有另一种磷脂转运蛋白，称翻转酶(flippase)位于内质网膜中，其翻转作用具选择性，从而保证膜中磷脂分布的不对称性。,第四节ER的功能,(三)、参与膜脂的合成,合成的磷脂由RER向其它生物膜转运的方式：

30、 以出芽的方式运输到高尔基体、溶酶体和细胞膜上等； 借助于一种水溶性载体蛋白磷脂交换蛋白 (phosphlipid exchange proteins, PEP)，在膜之间转运磷脂。（从RER到线粒体和过氧化物酶体）,内质网膜,胞质,线粒体外膜,磷脂交换蛋白,大部分细胞器的膜含有酶，可修饰膜中已存在的脂类，并将一种磷脂变为另一种磷脂。,二、SER的功能,脂蛋白合成 机械支持作用 与糖原的代谢关系 参与横纹肌的收缩 渗透膜的性质 参与解毒作用(肝细胞) 与水和电解质代谢关系 与胆汁生成关系 内质网与细胞分化,第四节ER的功能,（一）脂蛋白合成,RER与类固醇激素的生成 分泌类固醇激素的细胞如肾上

31、腺细胞、黄体细胞和睾丸间质细胞都有丰富的滑面内质网， 并在滑面内质网上含有合成胆固醇并将胆固醇转化为激素的全套酶系， 所以滑面内质网能够合成胆固醇，然后将胆固醇氧化、还原、水解，进一步转变成各种类固醇激素。,SER与脂类代谢 SER是脂类合成的主要部位之一，许多与合成甘油三酯、磷脂、和胆固醇有关的酶类在SER中都存在。 因此脂类代谢旺盛的细胞有较丰富的SER： 小肠上皮细胞是肠管吸收脂肪的主要细胞，内有很多SER。 肝细胞从血液摄取脂肪酸，在SER内合成脂肪，再与由RER合成的蛋白质结合成脂蛋白颗粒，它们先位于SER内，然后经由高尔基体释放到细胞外，并通过血流带到身体的其他部位。如低密度脂蛋白

32、（LDL）和极低密度脂蛋白,（一）脂蛋白合成,（二）机械支持作用,内质网和细胞基质一起参与细胞的机械功能。内质网在细胞中形成大量的管道，使细胞内部分为两部分， 一为腔(管道)内的部分，这一部分实际上可看作是与细胞外界相通连的; 另一部分是膜（管道）外的部分，即细胞质基质部分，这一部分与外界以质膜为界限，这样就使细胞质分割成很多区域，即所谓分隔性或分室性。 因此内质网给细胞质的胶体结构提供了补充的机械支持作用。,（三）与糖原的代谢关系,?合成代谢or分解代谢 证据：,动物平时： SER不易辨认 绝食5天 糖原减少，SER明显可见 再喂食 SER变多，糖原合成,在肝细胞中，SER通常出现于胞质某一

33、局部，与糖原颗粒相伴随,但另有实验得出与此相反的结果对肝细胞光面微粒体的分析表明，除了葡萄糖-6-磷酸酶外，与糖原代谢相关主要酶类并不在内质网内，而是位于细胞质基质中，因此有人认为SER与糖原代谢关系不大。,（三）与糖原的代谢关系,参与糖原分解代谢（肝细胞） 葡萄糖-6-磷酸酶 葡萄糖-6-磷酸 葡萄糖磷酸 滑面内质网膜上,注：糖原 葡萄糖-6-磷酸在细胞质基质中进行,糖原合成代谢？ 已糖激酶 葡萄糖 葡萄糖-6-磷酸,进入内质网腔后释放入血液被利用,SER在糖原分解中的作用,（四）参与横纹肌的收缩,SER在骨骼肌和心肌细胞中存在一种特殊结构，称为肌浆网。肌浆网膜上有Ca2+泵，它通过调节肌细

34、胞中Ca2+的浓度参与肌肉的收缩运动。,浆细胞,是Ca 的储存场所，参与横纹肌收缩,肌浆网上的Ca2+泵,肌浆,肌浆网,肌浆,Ca2+,Ca2+,肌纤维膜,外界刺激,ATP酶,ATP,ADP,Pi,Ca2+,Ca2+,肌丝运动,2+,（五）渗透膜的性质,内质网具有渗透膜的性质,（六）参与解毒作用(肝细胞),外来药物 氧化、还原 降低毒性 脂溶性物质 水解、结合 易溶于水,肝脏的解毒作用主要由肝细胞SER承担。,肝脏的解毒作用中，细胞色素P-450最为重要。,实验,给动物喂食苯巴比妥,肝细胞滑面内质网增多，与解毒作用相关的酶含量增加。,SER含有参与解毒作用的各种酶系。,混合功能氧化酶将底物羟基

35、化的机制,(1)被羟基化的底物与细胞色素P-450结合;(2)细胞色素P-450中的铁原子被NADPH所还原; (3)氧与细胞色素P-450结合;(4)底物被一个氧原子所氧化,另一个氧用于形成水。 被氧化的底物由于带上羟基,增强水溶性,容易被分泌排出。,（七）与水和电解质代谢有关,哺乳动物胃壁腺上皮细胞中有发达的滑面内质网，与盐酸分泌和渗透压的调节有关。可使CI-与H+结合生成HCI；,（八）与胆汁生成有关,胆汁的两种主要成分为胆盐和胆红素。 在肝细胞中，滑面内质网不仅能够合成胆盐，（90%由小肠上皮重吸收，其余10%由SER合成） 而且，可通过所含葡萄糖醛酸转移酶的作用，使非水溶性的胆红素颗

36、粒形成水溶性的结合胆红素，利于排出细胞外，进入毛细胆管。,（九）内质网与细胞分化,胰腺外分泌细胞的酶原颗粒形成、产生和分泌过程，皆和内质网的变化有一种平行关系。 大量实验表明，细胞的形态和细胞内的结构（如细胞器）皆可受到内质网的影响。 总之，内质网在细胞发育过程中，数量由少到多，结构有简单到复杂，有一个发生、发展的过程。 另外SER与血小板形成释放有关巨核细胞内具有丰富呈线性排列的SER,它们将胞质分割成小块状，断裂下来形成血小板。,第五节 内质网与疾病,肿胀、肥大,例2：病毒性肝炎：肝细胞发生水分丢失，出现脱水时，rER上的核糖体会脱落，这时萎陷的ER和其它细胞成分一起浓缩成团块，肝细胞皱缩

37、。,例1：在细菌性感染和有毒物进入体内后，产生抗体的浆细胞和具有解毒作用的肝细胞的ER会变的肥大，反应机体抗感染和解毒的作用。,本质：是由于水分和Na+的流入，使内质网变成囊泡，囊泡融合扩张成大囊泡。如低氧、辐射和阻塞所造成的压力均可能引起ER的肿胀和扩张。,RER解聚和脱粒,第五节 内质网与疾病,例：成骨细胞肉瘤患者的成骨细胞中，小儿遗传性肾病的肾小球毛细血管内皮细胞中，以及类风湿性关节炎的B型滑膜细胞中均可见到蛋白样颗粒。 例：浆细胞中的罗氏小体，即为RER腔内储存着的蛋白样结晶，一般认为是免疫反应引起的浆细胞合成蛋白质的功能亢进，或由于分泌物排出障碍所致。,某些物质的积累 某些情况下，R

38、ER自身也能浓缩一部分蛋白质物质，成为电子致密度较强的颗粒和结晶，积存在内质网腔中，有的可以是糖蛋白或者蛋白多糖，故称蛋白质样颗粒。 正常时胰腺细胞RER中可见，可能是酶原颗粒的前体；病理状态下出现，有人认为是RER转运受阻，分泌物在其中浓缩所致。,RER腔内还可见脂类和病毒等物质，如脂肪肝的肝细胞ER中含脂类物质，主要是甘油三酯异常累积的结果。,第五节 内质网与疾病,数量改变 例：癌细胞中的ER改变：不同的癌细胞其ER改变不同： 高分化癌细胞ER丰富，呈网状遍布于细胞。 低分化癌细胞ER少。,P-450缺陷 例：大约有1/10的高加索人具有遗传性抗高血压药物异喹胍代谢缺陷，原因是P-450缺陷导致大量药物逆反应。,第五节 内质网与疾病,根据已有的资料显示，细胞膜系统包括内质网的膜来源可粗略的表达为： “基因 镶嵌蛋白 脂质双分子层”,第六节 内质网的来源,总结,1、内质网的形态特征,由一层单位膜围成的连续的网状膜系统,2、内质网的功能,粗面内质网和光面内质网,RER：与蛋白质的合成、加工、运输有关,SER：多功能的细胞器,谢谢,