内质网的结构域功能

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1、 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

2、 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n 内 质 网 的 一 般 形 态 与 结 构n 内 质 网 的 种 类 与 其 结 构 特 点n 内 质 网 的 化 学 组 成n 内 质 网 的 功 能 u 粗 面 内 质 网 (RER)的 功 能u 滑 面 内 质 网 (SER)的 功 能n 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

3、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 ，

4、 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 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

5、 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

6、同 。3、 核 糖 体1、 内 质 网 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 。 第 二 节 内 质 网 的 种 类 与 结 构 特 点 第 二 节 内 质 网 的 种 类 与 结 构 特 点 核 糖 体内 质 网 腔第 二 节 内 质 网 的 种 类 与 结 构 特 点 形 态 ： 多 为 板

7、 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 ， 核 外 膜 通 常 也附 着 有 核 糖 体 。第 二 节 内 质 网 的 种 类 与 结 构 特 点 AB C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

8、 核 糖 体 附 着 ， 嗜 酸 性 （ 伊 红 ， 红色 ） ;在 一 些 细 胞 中 SER丰 富 并 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 细 胞 核Z线I带A带肌 原 纤 维肌 纤 维 膜肌 质 网线 粒 体肌 细 胞 有 机 体 死 后 ， SER容 易 自 溶 。l 戊 二 醛 固 定 小 管 形 态 很 好 ， 呈

9、网 状 ， 接 近细 胞 生 活 状 态 。l 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 第 二 节 内 质 网 的 种 类 与 结 构 特 点 光 面 内 质 网 (SER)Smooth endoplasmic reticulum 特 点 :膜 表 面 附 着

10、核糖 体形 态 :多 为 板 层 状 排列 的 扁 囊分 布 :多 在 分 泌 活 动旺 盛 的 细 胞 内特 点 :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 富核 糖 体 细 胞 核第 二 节 内 质 网 的 种 类 与 结 构 特 点 糙 面 内 质 网 (RER)Rough endoplasmic reticulum类 型 3、 微 粒 体 (m icrosom e) 微 粒 体 仍 具有 内 质 网 的基 本 特 征 ；粗 面 微 粒 体仍 保 留 RER所 具 备 的 功能 10

11、0nm 细 胞 匀 浆 离 心 后 ， 内 质网 断 裂 形 成 的 封 闭 囊 泡称 为 微 粒 体化 学在 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 B第 二 节 内 质 网 的 种 类 与 结 构 特 点 4、 环 孔 板 （ annulate lamellae） AL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

12、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

13、节 内 质 网 的 种 类 与 结 构 特 点 AL在 分 布 上 的 特 点 表 现 了 这 种 细 胞 器 的 特 殊 意 义 。l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 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 。l另 外 ， 许 多 经 过 适 当 处 理 (如 病 毒 感 染 、 辐 射 损

14、 伤 、 激 素 诱 导 )的 细 胞 亦 会产 生 AL 或 使 原 有 的 AL增 生 。l 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）人 们 推 测 AL 在 胞 质 、 核 质 互 换 和 转 运

15、 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 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

16、 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 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-4502.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

17、 转 运 的 多 种 酶 类 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。 1.进 行 蛋 白 质 合 成2.合 成 蛋 白 的 修 饰 与 加 工3.膜 的 生 成4.物 质 运 输 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

18、 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 G . Blobel， 因对 蛋 白 质 分 子中 信

19、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 。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

20、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 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 。 N H C 5nm25nm SRP它 能 特 异 识 别 结 合 信 号 肽 。

21、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 。 SRP与 核 糖 体 的结 合 与 分 离 SRP 核 糖 体结 合 蛋 白 蛋 白转 运 器粗 面 内 质 网 膜 上的 SRP受 体 蛋 白 细 胞 质内 质 网 腔继 续 翻 译 并开 始 穿 过 内质 网 膜

22、 SRP释 放 并 再 循 环 信 号 肽SRP 细 胞 质 ER腔 又 称 为 蛋 白 转 移 器 (translocator)或 蛋 白 导 引通 道 Translocon(closed) Translocon(open) 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 。 Figure: A ribosome bound to the Sec61 protein translocator 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

23、 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) 信 号 肽 启 动

24、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 。 RER function 信 号 肽 的 合 成 1 信 号 肽 -SRP-核 糖 体21 2 3 4 5 6信 号 肽 - SRP受 体 -核 糖 体3 核 糖 体 -移 位 子4 信 号 肽 被 切 ,多 肽 链进 入 RER腔5多 肽 链 合 成 完 成 ,核糖 体 大 小 亚 基 分 离6信 号 肽细 胞 质 中 核 糖 体 在 蛋 白 质 合 成 启

25、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 道 蛋 白 移 位 子 信 号 识 别 颗 粒 (SRP)(signal recognition particle) 内 质 网 腔细 胞 质SRP受 体 信 号 识 别 颗 粒 (SRP) 核 糖 体 结 合 蛋 白tRNAAP核 糖 体 mRNA信 号 肽 A信 号 假 说 跨 膜 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 sig

26、nal) 终 止 转 移 序 列 (stop transfer sequence) 起 始 转 移 信 号 (start-transfer si gnal ) 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

27、转 移 的 功 能 ， 根据 其 存 在 部 位 可 分 为 ： N端 信 号 序 列 与 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

28、：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 部 信 号 序 列 的 带 正 电 荷

29、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+ NH 3+ 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( 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

30、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 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+ NH 3+ COO- COO-葡 萄 糖 转 运 蛋 白 细 菌 视 紫 红 质 -肾 上 腺 素 能 受 体

31、 （ 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

32、种 氨 基 酸 上 ， 分 为 2种 ：1.N-连 接 的 糖 基 化 ： 与 天 冬 酰 胺 残 基 的 NH2连 接 ， 糖为 N-乙 酰 葡 糖 胺 ，2.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、G DP-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

33、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NH 2连接，故称为N-连接的糖基化。 寡 糖 寡 糖 转 移 酶多萜醇 14个 糖 残 基 -连 接 的 糖 基 化 多萜醇 pp甘甘 甘甘甘 葡葡葡 甘 甘甘 甘 多 萜 醇 p p 甘甘甘甘 甘天 冬 酰 胺 葡葡葡甘 甘甘 甘 甘甘甘 甘 甘 多萜醇 rER腔 rER膜核糖体多 萜 醇 p p 多 萜 醇 N-乙 酰 葡 萄 糖 胺甘 甘 露 糖葡 葡 萄 糖 寡 糖 转 移 酶 C=O C=O C=O C=O C=O

34、C=OC=O C=OCoA CoA CH2 CH CH2OH OH p2CoACHCH2 CH2 p1 2 3酰 基 转 移 酶脂 酰 CoA CHCH2 CH2 OH磷 酸 酶 p CHCH2 CH2 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 胞 质 侧RER腔 侧 p磷 脂 酰 胆 碱 的 合 成 过 程外 叶内 叶 + + 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

35、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 。 合 成 的 磷 脂 由 R

36、ER向 其 它 生 物 膜 转 运 的 方 式 ：1.以 出 芽 的 方 式 运 输 到 高 尔 基 体 、 溶 酶 体 和 细 胞 膜 上 等 ；2.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 ） 1 2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

37、 。 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 （ 一 ） 脂 蛋 白 合 成1. RER与 类 固 醇 激 素 的 生 成分泌类固醇激素的细胞如肾上腺细胞、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。 2. SER与

38、 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

39、 胞 外 ， 并 通 过 血 流 带 到 身 体 的 其 他 部 位 。 如低 密 度 脂 蛋 白 （ 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

40、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 局 部 ， 与 糖 原 颗

41、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 ）糖 原 合 成 代 谢 ？ 已 糖 激 酶 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

42、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 胞 中 Ca2+的 浓度 参 与 肌 肉 的 收 缩 运 动 。 浆 细 胞 细 胞 核Z线I带A带肌 原 纤 维肌 纤 维 膜肌 质 网线 粒 体肌 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 ADPPiCa2+ Ca2+肌 丝 运 动 2+ （ 五 ） 渗 透 膜 的

43、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 化 的

44、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

45、 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 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

46、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

47、 ， 断 裂 下 来 形 成 血 小 板 。 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 。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 。 ： 是 由 于 水 分 和 Na+的 流 入 ， 使 内 质 网 变 成 囊

48、 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 。 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

49、的 功 能 亢 进 ， 或 由 于 分 泌 物 排 出 障 碍所 致 。某 些 情 况 下 ， RER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 。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 ，

50、 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 。 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 。 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 。 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 ” 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