第章细胞的内膜系统与囊泡运输

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1、第五章第五章 细胞的内膜系统与细胞的内膜系统与囊泡运输囊泡运输 Endomambrane System and Vesicular Transport&内膜系统概述内膜系统概述概念：细胞内，在结构、功能和发生方面有概念：细胞内，在结构、功能和发生方面有联系的膜性细胞器构成的体系称为内膜系统。联系的膜性细胞器构成的体系称为内膜系统。包括内质网、高尔基复合体、溶酶体、内体、包括内质网、高尔基复合体、溶酶体、内体、过氧化物酶体及分泌泡。过氧化物酶体及分泌泡。功能：使细胞复杂的生命活动区域化，从而功能：使细胞复杂的生命活动区域化，从而提高生命活动效率。提高生命活动效率。第一节第一节 内质网内质网&内质

2、网概述内质网概述定义：内质网（定义：内质网（endoplasmic reticulum, ER）是一类由大小、形态各异的膜性囊泡构成的细是一类由大小、形态各异的膜性囊泡构成的细胞器。胞器。分布：分布于内质区，延伸至靠近细胞膜的外分布：分布于内质区，延伸至靠近细胞膜的外质区，普遍存在与各类细胞中（哺乳类成熟红质区，普遍存在与各类细胞中（哺乳类成熟红细胞除外）。细胞除外）。类型：以其形态、功能不同分为：粗面内质网类型：以其形态、功能不同分为：粗面内质网和滑面内质网。和滑面内质网。&本章主要内容本章主要内容内质网的化学组成内质网的化学组成内质网的一般形态结构内质网的一般形态结构内质网的类型内质网的类

3、型内质网的主要功能内质网的主要功能一、内质网的化学组成一、内质网的化学组成内质网以蛋白质和脂类为主要化学组成成分，内质网以蛋白质和脂类为主要化学组成成分，二者比例大约为二者比例大约为2 :1。1.脂类脂类内质网膜的类脂双分子层组成包括磷脂、中性内质网膜的类脂双分子层组成包括磷脂、中性脂（甘油三酯，胆固醇，胆固醇脂）、神经脂（甘油三酯，胆固醇，胆固醇脂）、神经节苷脂等，以磷脂含量最多。节苷脂等，以磷脂含量最多。2.蛋白质蛋白质内质网膜上含有内质网膜上含有30多种不同的酶和酶系。根据多种不同的酶和酶系。根据功能特性可分为几种主要类：功能特性可分为几种主要类：（1）与）与解毒功能解毒功能有关的氧化反

4、应电子传递酶类有关的氧化反应电子传递酶类（2）与）与脂类代谢脂类代谢相关的酶类相关的酶类（3）与）与糖类代谢糖类代谢相关的酶类相关的酶类（4）参与）参与蛋白质加工、转移蛋白质加工、转移的多种酶类的多种酶类内质网的内质网的标志酶：葡萄糖标志酶：葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶二、内质网的形态结构二、内质网的形态结构1.基本结构：内质网是由大小不同、形态各异基本结构：内质网是由大小不同、形态各异的膜性小管、小泡和扁囊彼此联通所构成的的膜性小管、小泡和扁囊彼此联通所构成的三维网状膜系统。三维网状膜系统。2.动态变化：在不同组织细胞中，或同种细胞动态变化：在不同组织细胞中，或同种细胞的不同发育阶段及生理状态下

5、，内质网的形的不同发育阶段及生理状态下，内质网的形态结构、数量分布和发达程度有很大差别。态结构、数量分布和发达程度有很大差别。三、内质网的基本类型三、内质网的基本类型（一）粗面内质网（一）粗面内质网(rough endoplasmic reticulum)1.1.形态：为整齐排列、相互连通的多层扁囊状结构，形态：为整齐排列、相互连通的多层扁囊状结构，胞质面有核糖体附着。胞质面有核糖体附着。2.2.功能：主要和外功能：主要和外输输性蛋白、膜蛋白的合成、加工、性蛋白、膜蛋白的合成、加工、转运有关。转运有关。3.3.分布：蛋白分泌功能旺盛的细胞中，粗面内质网高分布：蛋白分泌功能旺盛的细胞中，粗面内质

6、网高度发达，肿瘤细胞和未分化细胞中相对较少。度发达，肿瘤细胞和未分化细胞中相对较少。（二）滑面内质网（二）滑面内质网(smooth endoplasmic reticulum)1.形态：表面光滑的管、泡样网状结构，无核糖体形态：表面光滑的管、泡样网状结构，无核糖体附着，常见与粗面内质网相通。附着，常见与粗面内质网相通。2.功能：是一种多功能细胞器，主要功能有解毒、功能：是一种多功能细胞器，主要功能有解毒、糖代谢、脂代谢，参与肌肉收缩等。在不同细胞糖代谢、脂代谢，参与肌肉收缩等。在不同细胞或同一细胞的不同生理时期，常表现出完全不同或同一细胞的不同生理时期，常表现出完全不同的功能特性。的功能特性。

7、四、内质网的功能四、内质网的功能（一）粗面内质网的功能（一）粗面内质网的功能1.外输性蛋白的合成分泌外输性蛋白的合成分泌（1）作为核糖体附着的支架）作为核糖体附着的支架细胞中所有蛋白质的合成，都起始于游离核糖细胞中所有蛋白质的合成，都起始于游离核糖体，但许多蛋白多肽链起始后，需要与相应核体，但许多蛋白多肽链起始后，需要与相应核糖体一起附着于粗面内质网膜上才能最终完成糖体一起附着于粗面内质网膜上才能最终完成合成。合成。附着核糖体合成的蛋白质有：附着核糖体合成的蛋白质有：n分泌性蛋白分泌性蛋白(酶类、肽类激素、抗体等酶类、肽类激素、抗体等) n膜整合蛋白膜整合蛋白n内质网驻留蛋白内质网驻留蛋白n内

8、膜系统各种细胞器内的可溶性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）。（需要隔离或修饰）。（2）折叠与装配新生肽链）折叠与装配新生肽链附着核糖体合成的肽链需在内质网腔中折叠与附着核糖体合成的肽链需在内质网腔中折叠与装配，形成特定空间结构。这一过程由分子伴装配，形成特定空间结构。这一过程由分子伴侣协助完成。侣协助完成。分子伴侣分子伴侣(molecular chaperone): 能够帮助多肽能够帮助多肽转运、折叠和组装的结合蛋白，本身不参与终转运、折叠和组装的结合蛋白，本身不参与终产物的形成。产物的形成。分子伴侣的共同特点：在羧基端有分子伴侣的共同特点：在羧基端有-Lys-Asp-G

9、lu-Leu四氨基酸滞留信号肽，该信号肽能与四氨基酸滞留信号肽，该信号肽能与内质网膜上相应受体结合而滞留于网腔，因此内质网膜上相应受体结合而滞留于网腔，因此也被称为驻留蛋白也被称为驻留蛋白(retention protein)。（3）蛋白质的糖基化）蛋白质的糖基化糖基化糖基化(glycosylation): 单糖或者寡糖与蛋白质单糖或者寡糖与蛋白质之间通过共价键结合形成糖蛋白的过程。之间通过共价键结合形成糖蛋白的过程。由附着性核糖体合成并经内质网转运的蛋白由附着性核糖体合成并经内质网转运的蛋白质，大多数都要被糖基化。质，大多数都要被糖基化。发生在粗面内质网中的糖基化主要是寡糖与蛋发生在粗面内质

10、网中的糖基化主要是寡糖与蛋白质天冬酰胺残基侧链上氨基基团的结合，称白质天冬酰胺残基侧链上氨基基团的结合，称为为N-连接连接糖基化，其识别序列为糖基化，其识别序列为: Asn-X-Ser或或Asn-X-Thr（X代表除代表除Pro之外的任何氨基酸）。之外的任何氨基酸）。（4）蛋白质的包内运输）蛋白质的包内运输在粗面内质网内合成并经加工修饰后的外输在粗面内质网内合成并经加工修饰后的外输性蛋白质最终被内质网膜包裹，形成膜性运性蛋白质最终被内质网膜包裹，形成膜性运输小泡。输小泡。主要有两个运输途径：主要有两个运输途径：n结构性分泌：内质网结构性分泌：内质网高尔基体高尔基体转运泡转运泡细胞外细胞外n调节

11、性分泌：内质网调节性分泌：内质网高尔基体高尔基体转运泡转运泡接收信号接收信号细胞外细胞外2.分泌蛋白合成的信号肽假说分泌蛋白合成的信号肽假说（1）信号肽假说涉及的细胞成分和结构）信号肽假说涉及的细胞成分和结构信号肽信号肽(signal peptide)：是分泌蛋白或跨膜蛋白肽链是分泌蛋白或跨膜蛋白肽链N端的一段特殊氨基酸序列，是外输性蛋白在粗面内质端的一段特殊氨基酸序列，是外输性蛋白在粗面内质网上合成的决定因素。网上合成的决定因素。信号识别颗粒信号识别颗粒(signal recognition particle, SRP)：细胞细胞质基质中能识别并结合信号肽和信号识别颗粒受体的质基质中能识别并

12、结合信号肽和信号识别颗粒受体的蛋白质。蛋白质。细胞识别颗粒受体细胞识别颗粒受体(SRP-receptor, SRP-R)：内质网膜内质网膜上能识别上能识别SRP并与之结合的蛋白。并与之结合的蛋白。移位子移位子(translocon)：内质网膜上的能够开闭的通道蛋内质网膜上的能够开闭的通道蛋白，开启信号是前三者的结合。白，开启信号是前三者的结合。以上四种成分的先后结合共同引到核糖体大亚基结合于以上四种成分的先后结合共同引到核糖体大亚基结合于内质网膜以及肽链穿越内质网膜进入内质网腔。内质网膜以及肽链穿越内质网膜进入内质网腔。（2）信号肽作用的具体过程（机制）信号肽作用的具体过程（机制）分泌蛋白分泌

13、蛋白新生态链在游离核糖体中开始合成新生态链在游离核糖体中开始合成信号肽与信号肽与SRP结合，肽链翻译暂停结合，肽链翻译暂停信号肽信号肽结合的结合的SRP与与rER膜上的膜上的SRP-R结合，结合，核糖体大亚基与核糖体大亚基与rER膜上的通道蛋白移位子膜上的通道蛋白移位子结合结合内质网膜上肽链通道打开，肽链进入通道，内质网膜上肽链通道打开，肽链进入通道，SRP脱离核糖体与脱离核糖体与SRP-R信号肽进入信号肽进入rER腔，信号肽切除，翻译继续进腔，信号肽切除，翻译继续进行，直至完成。行，直至完成。3.跨膜蛋白的插入与转移跨膜蛋白的插入与转移（1）单次跨膜蛋白插入内质网膜的机制）单次跨膜蛋白插入内

14、质网膜的机制新生肽链协同翻译插入新生肽链协同翻译插入(cotranslation insertion)机制机制n起始转移信号肽起始转移信号肽起始肽链转移（位于始端）起始肽链转移（位于始端）n停止转移信号肽停止转移信号肽使移位子由活性状态转为钝使移位子由活性状态转为钝化状态终止肽链转移（位于跨膜区）化状态终止肽链转移（位于跨膜区）内信号肽内信号肽(internal signal peptide)介导的内开始转移介导的内开始转移肽肽(internal start-transfer peptide)插入转移机制插入转移机制n内信号肽内信号肽位于多肽链内部的信号肽序列，具位于多肽链内部的信号肽序列，具

15、有与有与N端信号肽同样的功能，到达移位子时被保端信号肽同样的功能，到达移位子时被保留在脂双层中。留在脂双层中。（2）多次跨膜蛋白插入内质网膜的机制）多次跨膜蛋白插入内质网膜的机制与单次跨膜蛋白的转移机制大致相同，在多次跨与单次跨膜蛋白的转移机制大致相同，在多次跨膜蛋白肽链上，存在两个或两个以上的疏水性膜蛋白肽链上，存在两个或两个以上的疏水性起始转移肽结构序列起始转移肽结构序列（跨膜区始端）和（跨膜区始端）和停止转停止转移肽结构序列移肽结构序列（跨膜区终端）。（跨膜区终端）。（二）滑面内质网的功能（二）滑面内质网的功能1.参与脂类合成和转运参与脂类合成和转运合成脂类是滑面内质网最重要的功能之一。

16、除线合成脂类是滑面内质网最重要的功能之一。除线粒体特有的磷脂（心磷脂，？）外，细胞所需粒体特有的磷脂（心磷脂，？）外，细胞所需的全部膜脂几乎都由内质网合成。例如：的全部膜脂几乎都由内质网合成。例如：n磷脂（所有类型细胞）磷脂（所有类型细胞）n糖脂（所有类型细胞）糖脂（所有类型细胞）n脂肪（小肠上皮细胞）脂肪（小肠上皮细胞）n胆固醇（小肠，肝细胞）胆固醇（小肠，肝细胞）n皮质激素（肾上腺，雌雄性腺）皮质激素（肾上腺，雌雄性腺）（1）磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱合成过程合成过程2脂酰辅酶脂酰辅酶A + 3-磷酸甘油磷酸甘油 磷脂酸磷脂酸磷脂酸磷脂酸 二脂酰甘油二脂酰甘油二脂酰甘油二脂酰甘油 + C-P-P

17、-胆碱胆碱 磷脂酰胆磷脂酰胆碱碱脂酰转移酶脂酰转移酶2CoA磷酸酶磷酸酶Pi 磷酸胆碱转移酶磷酸胆碱转移酶C-P（2）向其他膜结构的转运）向其他膜结构的转运主要有两种形式：主要有两种形式：n出芽形成小泡转运至高尔基体、溶酶体、质出芽形成小泡转运至高尔基体、溶酶体、质膜膜n以磷脂转换蛋白（以磷脂转换蛋白（phospholipid exchange protein, PEP）为载体，进入细胞质基质，）为载体，进入细胞质基质，扩散到线粒体和过氧化物酶扩散到线粒体和过氧化物酶体膜上。体膜上。2.第二节第二节 高尔基复合体高尔基复合体一、高尔基复合体的形态结构一、高尔基复合体的形态结构二、高尔基复合体的

18、化学组成二、高尔基复合体的化学组成三、高尔基复合体的主要功能三、高尔基复合体的主要功能一、高尔基复合体的形态结构一、高尔基复合体的形态结构（一）高尔基复合体的形态（一）高尔基复合体的形态高尔基复合体（高尔基复合体（Golgi complex）是一种膜性囊、）是一种膜性囊、泡结构复合体，一般分三个组成部分。泡结构复合体，一般分三个组成部分。1.扁平囊泡扁平囊泡(cisternae)：主体结构，：主体结构，38个扁囊平个扁囊平行排列成行排列成高尔基堆高尔基堆(Golgi stack)。 凸面称形成面或顺面，朝向细胞核或内质网凸面称形成面或顺面，朝向细胞核或内质网凹面称成熟面、反面或分泌面，朝向质膜

19、凹面称成熟面、反面或分泌面，朝向质膜2.小囊泡小囊泡(vesicles)：由粗面内质网芽生、分化而：由粗面内质网芽生、分化而来，转运内质网内的蛋白质至高尔基复合体。来，转运内质网内的蛋白质至高尔基复合体。3.大囊泡大囊泡(vacuoles)：分布于高尔基体的凹面，：分布于高尔基体的凹面，系各种分泌泡和初级溶酶体。系各种分泌泡和初级溶酶体。（二）高尔基复合体（二）高尔基复合体功能分区功能分区1.顺面高尔基网状结构顺面高尔基网状结构(cis Golgi network)，接受由，接受由内质网合成的物质并分类后转入中间膜囊。进内质网合成的物质并分类后转入中间膜囊。进行蛋白分选，蛋白糖基化、酰基化。行

20、蛋白分选，蛋白糖基化、酰基化。2.高尔基中间膜囊高尔基中间膜囊(medial Golgi)，蛋白质糖基化，蛋白质糖基化及糖脂的合成。及糖脂的合成。3.反面高尔基网状结构反面高尔基网状结构(trans Golgi network)，由反面，由反面一侧的囊泡和网管组成，是高尔基体的出口区域，一侧的囊泡和网管组成，是高尔基体的出口区域，功能是参与蛋白质的分类、包装与分泌。功能是参与蛋白质的分类、包装与分泌。&高尔基复合体各功能区的高尔基复合体各功能区的特异性细胞化学反应特异性细胞化学反应嗜锇反应，经锇酸浸染后，嗜锇反应，经锇酸浸染后，高尔基体的高尔基体的cis面膜囊面膜囊被特被特异地染色异地染色烟酰

21、胺腺嘌呤二核苷磷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶酶(NADP酶酶) 反应，是高反应，是高尔基体尔基体中间几层扁平囊中间几层扁平囊的的标志反应标志反应焦磷酸硫胺素酶焦磷酸硫胺素酶(TPP酶酶)反反应，可特异地显示高尔基体应，可特异地显示高尔基体trans面面12层膜囊层膜囊；胞嘧啶单核苷酸酶胞嘧啶单核苷酸酶(CMP酶酶) 反应，显示反应，显示靠近靠近trans面上的面上的一些膜囊状和管状结构一些膜囊状和管状结构。CMP酶酶也是溶酶体的也是溶酶体的标志酶标志酶，溶酶体就是在此处分泌产生溶酶体就是在此处分泌产生的。的。（三）高尔基复合体在细胞中的分布形式（三）高尔基复合体在细胞中的分布形式1.无明显极性的

22、细胞，例如神经细胞、白细胞无明显极性的细胞，例如神经细胞、白细胞等分布在核周围等分布在核周围2.有明显极性的细胞，例如肠粘膜上皮细胞，有明显极性的细胞，例如肠粘膜上皮细胞，外分泌腺细胞，分布在分泌端的细胞质中外分泌腺细胞，分布在分泌端的细胞质中3.高尔基复合体的数量及发达程度与细胞的生高尔基复合体的数量及发达程度与细胞的生长、发育和功能状态有关长、发育和功能状态有关二、高尔基体的化学构成二、高尔基体的化学构成高尔基体由脂类和蛋白质两大类成分构成。具高尔基体由脂类和蛋白质两大类成分构成。具有一些和有一些和ER共同的蛋白成分，膜脂含量介于共同的蛋白成分，膜脂含量介于ER和质膜之间。和质膜之间。（一

23、）脂类（见教材（一）脂类（见教材P109表表5-1）n脑磷脂脑磷脂n卵卵磷脂磷脂n神经鞘磷脂神经鞘磷脂n磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸n胆固醇胆固醇脂类约占膜成脂类约占膜成分的分的45%。（二）蛋白质（见教材（二）蛋白质（见教材P109表表表表5-2）蛋白质约占膜成分的蛋白质约占膜成分的55%，主要是酶，包括：，主要是酶，包括：n糖基转移酶（特征性酶，糖蛋白、糖脂合成）糖基转移酶（特征性酶，糖蛋白、糖脂合成）n硫基糖基转移酶（参与糖脂的合成）硫基糖基转移酶（参与糖脂的合成）n脂酰转移酶（磷脂合成，蛋白修饰）脂酰转移酶（磷脂合成，蛋白修饰）n氧化还原酶（氧化还原反应）氧化还原酶（氧化还原反应）n磷酸酶

24、（脱磷酸基作用）磷酸酶（脱磷酸基作用）n蛋白激酶（蛋白的磷酸化与去磷酸化）蛋白激酶（蛋白的磷酸化与去磷酸化）n磷脂酶类（磷脂水解代谢）磷脂酶类（磷脂水解代谢）n甘露糖苷酶（糖代谢）甘露糖苷酶（糖代谢）三、高尔基复合体的功能三、高尔基复合体的功能（一）蛋白质、脂类的糖基化（一）蛋白质、脂类的糖基化在内质网上合成并由高尔基复合体运输的蛋白质，在内质网上合成并由高尔基复合体运输的蛋白质，绝大多数要经过糖基化形成糖蛋白。糖基与蛋白绝大多数要经过糖基化形成糖蛋白。糖基与蛋白质连接的方式有两种。质连接的方式有两种。1.N-连接糖链：寡糖链结合在肽链中天冬酰胺的侧连接糖链：寡糖链结合在肽链中天冬酰胺的侧链上

25、。链上。N-连接起始于内质网，完成于高尔基复合连接起始于内质网，完成于高尔基复合体。体。2.O-连接糖链：寡糖连接的部位为丝氨酸、苏氨酸连接糖链：寡糖连接的部位为丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸的和酪氨酸的OH基团，通常通过基团，通常通过N-乙酰半乳糖乙酰半乳糖连接，连接， O-连接糖基化主要或完全在高尔基体中进行。连接糖基化主要或完全在高尔基体中进行。许多糖蛋白同时具有许多糖蛋白同时具有N-连接的糖链和连接的糖链和O-连接的糖链。连接的糖链。蛋白质糖基化的意义蛋白质糖基化的意义n糖基化改变多肽的构象和增加蛋白质的稳定糖基化改变多肽的构象和增加蛋白质的稳定性。性。n糖基有运输信号的作用糖基有运输信号的作

26、用n蛋白质糖基化丰富了蛋白质种类与功能蛋白质糖基化丰富了蛋白质种类与功能2.分泌蛋白的分泌蛋白的分类分类、修饰修饰、加工和浓缩加工和浓缩3.蛋白蛋白运输运输4.参与参与溶酶体的形成溶酶体的形成，并有浓缩作用，并有浓缩作用第三节第三节 溶酶体溶酶体一、溶酶体的形态一、溶酶体的形态结构结构和化学组成和化学组成（一）形态结构特点（一）形态结构特点溶酶体（溶酶体（lysosome）是由单层生物膜包裹的圆形或）是由单层生物膜包裹的圆形或卵圆形膜性细胞器，卵圆形膜性细胞器，一般直径一般直径在在0.2 0.8 m之之间，大小范围在间，大小范围在0.05 数数m典型的动物细胞中约含几百个溶酶体，但在不同典型的

27、动物细胞中约含几百个溶酶体，但在不同细胞中数量差异很大。细胞中数量差异很大。（二）化学组成（二）化学组成1.内容物化学组成内容物化学组成含有含有60种以上的酸性水解酶，分为六大类：种以上的酸性水解酶，分为六大类：核酸酶核酸酶 核苷酶核苷酶蛋白酶蛋白酶 磷酸酶磷酸酶 脂酶脂酶 硫酸酯酶硫酸酯酶但单个溶酶体中酶的种类是有限的，不同溶酶但单个溶酶体中酶的种类是有限的，不同溶酶体所含酶不全相同。体所含酶不全相同。溶酶体内的酶是酸性水解酶，溶酶体内的酶是酸性水解酶，最适最适pH为为5.0。2.膜化学组成特征膜化学组成特征溶酶体膜腔面富含高度糖基化的跨膜糖蛋白，溶酶体膜腔面富含高度糖基化的跨膜糖蛋白，可防

28、止溶酶体酶对自身膜结构的消化分解。可防止溶酶体酶对自身膜结构的消化分解。溶酶体膜上嵌有质子泵，可将溶酶体膜上嵌有质子泵，可将H+泵入溶酶体中，泵入溶酶体中，维持溶酶体酸性内环境。维持溶酶体酸性内环境。溶酶体在形态大小、数量分布、生理生化性质溶酶体在形态大小、数量分布、生理生化性质等方面都表现出高度异质性。等方面都表现出高度异质性。二、溶酶体的类型二、溶酶体的类型( (一）按功能状态不同分三种类型一）按功能状态不同分三种类型1.1.初级溶酶体初级溶酶体( (primary lysosome) )：刚从高尔基：刚从高尔基复合体分泌面分离形成的溶酶体复合体分泌面分离形成的溶酶体特征特征n形态上一般为

29、不含颗粒物质的透明圆球状形态上一般为不含颗粒物质的透明圆球状n其中的酶通常处于非活性状态其中的酶通常处于非活性状态n不含酶底物不含酶底物2.2.次级溶酶体次级溶酶体( (secondary lysosome) )：初级溶酶：初级溶酶体与底物融合并相互作用即成为次级溶酶体体与底物融合并相互作用即成为次级溶酶体特征特征n次级溶酶体体积大，外形多不规则次级溶酶体体积大，外形多不规则n酶有活性，次级溶酶体是一种功能状态酶有活性，次级溶酶体是一种功能状态类型类型n自嗜性溶酶体（自嗜性溶酶体（autophagic lysosome）n异嗜性溶酶体（异嗜性溶酶体（phagolysosome）3.三级溶酶体（

30、三级溶酶体（tertiary lysosome）：残留有）：残留有不能消化分解物质的溶酶体，也称残余小不能消化分解物质的溶酶体，也称残余小体。体。特征特征n酶活性逐渐降低，最终消失，进入溶酶酶活性逐渐降低，最终消失，进入溶酶体生理功能的终末状态体生理功能的终末状态去向去向n以胞吐的方式释放到细胞外以胞吐的方式释放到细胞外n沉积于胞内而不被清除沉积于胞内而不被清除存在形式存在形式n脂褐质脂褐质衰老的神经细胞、心肌细胞、手衰老的神经细胞、心肌细胞、手和面部的表皮细胞。和面部的表皮细胞。n髓样结构髓样结构单核巨噬细胞单核巨噬细胞（系统的细胞）（系统的细胞）、大肺泡细胞、肿瘤细胞、病毒感染细胞大肺泡细

31、胞、肿瘤细胞、病毒感染细胞n含铁小体含铁小体单核吞噬细胞单核吞噬细胞（系统的细胞）（系统的细胞）&按溶酶体的形成过程又可分为两类：按溶酶体的形成过程又可分为两类：1.1.内体性溶酶体内体性溶酶体( (endolysosomeendolysosome) )：高尔基体形：高尔基体形成的运输小泡与细胞胞吞（饮）作用形成的内成的运输小泡与细胞胞吞（饮）作用形成的内体体( (endsomeendsome) )融合形成。融合形成。2.2.吞噬性溶酶体吞噬性溶酶体( (phagolysosomephagolysosome) )：内体性溶酶：内体性溶酶体与自噬体或吞噬体融合形成。（又分自噬性体与自噬体或吞噬体

32、融合形成。（又分自噬性溶酶体或异噬性溶酶体）溶酶体或异噬性溶酶体）三、内体性溶酶体的形成三、内体性溶酶体的形成1.内质网合成酶蛋白并糖基化成内质网合成酶蛋白并糖基化成N-连接甘露糖糖蛋连接甘露糖糖蛋白白2.甘露糖糖蛋白运至高尔基体，在形成面甘露糖被甘露糖糖蛋白运至高尔基体，在形成面甘露糖被磷酸化成磷酸化成M-6-P(溶酶体酶分选标记溶酶体酶分选标记)Transport of newly synthesized hydrolases to lysosomes3.在成熟面被在成熟面被M-6-P受体识别，包装成网格蛋白有受体识别，包装成网格蛋白有被小泡，脱离高尔基体被小泡，脱离高尔基体4.有被小泡脱

33、被后与晚期内体融合成有被小泡脱被后与晚期内体融合成内体性溶酶体内体性溶酶体5.在溶酶体膜上的在溶酶体膜上的H+质子泵作用下形成酸性内环境，质子泵作用下形成酸性内环境，溶酶体酶与溶酶体酶与M-6-P受体解离，去磷酸化，成熟受体解离，去磷酸化，成熟Transport of newly synthesized hydrolases to lysosomes1.1.对细胞内物质的消化（自噬作用，异噬作用，对细胞内物质的消化（自噬作用，异噬作用，生理性自溶，新陈代谢，自我保护，为细胞生理性自溶，新陈代谢，自我保护，为细胞提供营养和能量）；提供营养和能量）；2.2.参与甲状腺素的生成，调节激素分泌；参与甲

34、状腺素的生成，调节激素分泌；3.3.参与骨质更新作用，在骨髓发生中消除陈旧参与骨质更新作用，在骨髓发生中消除陈旧骨质；骨质；4.4.协助精子与卵受精；协助精子与卵受精；5.5.参与某些动物机体器官组织的变态与退化。参与某些动物机体器官组织的变态与退化。第四节第四节 过氧化物酶体过氧化物酶体一、过氧化物酶体的形态结构一、过氧化物酶体的形态结构二、过氧化物酶体的酶类组成二、过氧化物酶体的酶类组成三、过氧化物酶体的功能三、过氧化物酶体的功能四、过氧化物酶体的的发生四、过氧化物酶体的的发生一、过氧化物酶体的形态结构一、过氧化物酶体的形态结构由一层单位膜包裹的由一层单位膜包裹的圆形、卵圆形或哑铃形膜性细

35、圆形、卵圆形或哑铃形膜性细胞器，胞器，直径直径0.21.5 m，通常为，通常为0.5 m。常含电子密度较高、排列规则的结晶体常含电子密度较高、排列规则的结晶体类核体类核体介膜内表面可见一条高电子密度的条带状结构介膜内表面可见一条高电子密度的条带状结构边缘板边缘板二、过氧化物酶体的酶类组成二、过氧化物酶体的酶类组成含一至多种氧化酶和过氧化氢酶（标志酶），已含一至多种氧化酶和过氧化氢酶（标志酶），已发现发现40多种氧化酶，其中尿酸氧化酶的含量极高。多种氧化酶，其中尿酸氧化酶的含量极高。 氧化酶氧化酶将底物氧化后，生成过氧化氢。将底物氧化后，生成过氧化氢。RH2+O2R+H2O2过氧化氢酶过氧化氢酶

36、可以利用过氧化氢将其它底物（如醛、可以利用过氧化氢将其它底物（如醛、醇、酚）氧化。醇、酚）氧化。RH2+H2O2R+2H2O过氧化氢酶过氧化氢酶还可在细胞中还可在细胞中H2O2过剩时，催化如下过剩时，催化如下反应：反应：2H2O2 2H2O + O2三、过氧化物酶体的功能三、过氧化物酶体的功能解毒：分解过氧化氢，氧化其他有毒物解毒：分解过氧化氢，氧化其他有毒物质质参与脂肪酸的参与脂肪酸的 氧化，为细胞提供能量氧化，为细胞提供能量调节细胞中调节细胞中O2分压，既可消除、也可增分压，既可消除、也可增加细胞细胞内的加细胞细胞内的O2四、过氧化氢酶体的发生四、过氧化氢酶体的发生有两种观点：有两种观点：

37、过氧化物酶体来源于已存在过氧化物酶体过氧化物酶体来源于已存在过氧化物酶体的分裂，酶由游离核糖体的合成。的分裂，酶由游离核糖体的合成。过氧化物酶体的形成类似于溶酶体，酶由过氧化物酶体的形成类似于溶酶体，酶由粗面内质网上的附着核糖体合成。粗面内质网上的附着核糖体合成。第五节第五节 囊泡与囊泡转运囊泡与囊泡转运一、囊泡及其类型一、囊泡及其类型1.囊泡的形成囊泡的形成囊泡（囊泡（vesicle）由质膜、高尔）由质膜、高尔基复合体或内质网的特定区基复合体或内质网的特定区域通过芽生（外凸或内凹）域通过芽生（外凸或内凹）形成；囊壁由质膜（内层）形成；囊壁由质膜（内层）和包被蛋白（外层）构成；和包被蛋白（外层

38、）构成；囊内容纳被运输物质。囊内容纳被运输物质。2.包被蛋白的作用包被蛋白的作用（1）将膜塑造成囊泡，决定其外部特征。）将膜塑造成囊泡，决定其外部特征。（2）选择性的将特定蛋白聚集在一起，决定物）选择性的将特定蛋白聚集在一起，决定物质的运输方向。质的运输方向。3.囊泡的类型囊泡的类型根据包被蛋白不同，囊泡分三个类型：根据包被蛋白不同，囊泡分三个类型：（1）网格蛋白）网格蛋白(clathrin)包被囊泡包被囊泡（2）COP I包被囊泡包被囊泡（3）COP II包被囊泡包被囊泡二、囊泡的功能二、囊泡的功能囊泡是真核细胞中的物质运输小泡，不同类型囊泡是真核细胞中的物质运输小泡，不同类型的囊泡有不同的

39、运输功能。的囊泡有不同的运输功能。衣被类型衣被类型 运输方向运输方向 clathrin 质膜质膜内体内体 高尔基体高尔基体内体内体 高尔基体高尔基体溶酶体溶酶体 COP 高尔基体高尔基体内质网内质网 COP 内质网内质网高尔基体高尔基体 表表 囊泡的类型与功能囊泡的类型与功能三、囊泡转运三、囊泡转运囊囊泡转运是沿着微管定向运输到特定的靶细胞泡转运是沿着微管定向运输到特定的靶细胞器，马达蛋白水解器，马达蛋白水解ATP提供运输的动力。提供运输的动力。各类运输小泡能被准确转运到靶细胞器依赖于各类运输小泡能被准确转运到靶细胞器依赖于囊泡表面的标志蛋白靶膜上受体相互识别。囊泡表面的标志蛋白靶膜上受体相互

40、识别。识别之前需识别之前需脱去包被脱去包被；融合有多种蛋白质协；融合有多种蛋白质协助和参与，过程复杂。助和参与，过程复杂。 四、膜流四、膜流经细胞内吞和外吐作用，质膜与内膜系统间进经细胞内吞和外吐作用，质膜与内膜系统间进行膜的循环运动，局部处于分离与融合的动态行膜的循环运动，局部处于分离与融合的动态变化中。生物膜的此种动态变化被称为膜流。变化中。生物膜的此种动态变化被称为膜流。第六节第六节 内膜系统与医学的关系内膜系统与医学的关系一、内质网的病理改变一、内质网的病理改变内质网的病理改变主要是内质网的病理改变主要是肿胀肿胀、肥大肥大、脱颗粒脱颗粒。1.肿胀，囊泡化：细胞缺氧、遭受辐射、中毒、肿胀

41、，囊泡化：细胞缺氧、遭受辐射、中毒、感染，阻塞，感染，阻塞，ER膜损伤，水、膜损伤，水、Na+流入等。流入等。2.肝细胞内质网肥大：机体抗感染、解毒作用。肝细胞内质网肥大：机体抗感染、解毒作用。3.核糖体脱落：病毒性肝炎，细胞脱水。核糖体脱落：病毒性肝炎，细胞脱水。二、高尔基体的病理改变二、高尔基体的病理改变1.分化程度低的细胞，肿瘤细胞，高尔基体分化程度低的细胞，肿瘤细胞，高尔基体不发达。不发达。2.细胞中毒、损伤、衰老在高尔基体表现为细胞中毒、损伤、衰老在高尔基体表现为扩张、肥大、内容物变化、萎缩和消失。扩张、肥大、内容物变化、萎缩和消失。三、溶酶体与疾病三、溶酶体与疾病（一）溶酶体缺乏或

42、缺陷疾病（一）溶酶体缺乏或缺陷疾病1.Tay-Sachs病病(泰泰-萨氏病，黑蒙性白痴萨氏病，黑蒙性白痴)临床症状：从婴儿期（出生后临床症状：从婴儿期（出生后6个月）开始，严个月）开始，严重的智能与体能退化，重的智能与体能退化，23岁死亡岁死亡发病机制：溶酶体内氨基己糖苷酯酶发病机制：溶酶体内氨基己糖苷酯酶A缺陷或缺缺陷或缺乏乏, 神经节苷酯在以神经元为主的细胞中堆积神经节苷酯在以神经元为主的细胞中堆积2.II型糖原贮积病型糖原贮积病临床症状：低血糖，肝、肾肿大。临床症状：低血糖，肝、肾肿大。发病机制：发病机制： -1, 4-葡糖苷酶缺乏，糖原沉积于脑、葡糖苷酶缺乏，糖原沉积于脑、肝、肾、肾上

43、腺、骨骼肌、心肌等多种组织器官。肝、肾、肾上腺、骨骼肌、心肌等多种组织器官。（二）溶酶体酶外泄致组织损伤性疾病（二）溶酶体酶外泄致组织损伤性疾病1.1.矽肺矽肺临床症状：肺组织纤维化（纤维细胞增生），临床症状：肺组织纤维化（纤维细胞增生），弹性降低，同能障碍，呼吸困难弹性降低，同能障碍，呼吸困难发病机制：发病机制：SiOSiO2 2 尘粒被细胞吞噬后进入溶酶体尘粒被细胞吞噬后进入溶酶体在溶酶体内形成矽酸分子在溶酶体内形成矽酸分子矽酸分子以其羧矽酸分子以其羧基与溶酶体膜受体或膜上的阳离子结合基与溶酶体膜受体或膜上的阳离子结合膜结膜结构及稳定性受破坏构及稳定性受破坏溶酶体酶及矽酸泻露溶酶体酶及矽酸

44、泻露细细胞自溶胞自溶矽再被吞噬进入溶酶体矽再被吞噬进入溶酶体2.2.痛风痛风临床症状：临床症状：高尿酸血症，痛风性急性关节炎，高尿酸血症，痛风性急性关节炎，关节畸形，周身局部可出现红、肿、关节畸形，周身局部可出现红、肿、疼痛疼痛的症的症状。状。发病机制：发病机制：嘌呤代谢紊乱嘌呤代谢紊乱高尿酸血症高尿酸血症尿酸尿酸盐结晶沉积关节及多种组织盐结晶沉积关节及多种组织被白细胞吞噬被白细胞吞噬尿酸盐与溶酶体膜结合降低其稳定性尿酸盐与溶酶体膜结合降低其稳定性溶酶体溶酶体破裂引起白细胞自溶和组织急性炎症。破裂引起白细胞自溶和组织急性炎症。尿酸盐在不同组织沉积可导致异物性肉芽肿和尿酸盐在不同组织沉积可导致异

45、物性肉芽肿和肾结石、肾炎。肾结石、肾炎。四、过氧化物酶体与疾病四、过氧化物酶体与疾病1.原发性过氧化物酶体缺陷所致的疾病原发性过氧化物酶体缺陷所致的疾病遗传性无过氧化氢酶血症：过氧化氢酶缺乏遗传性无过氧化氢酶血症：过氧化氢酶缺乏Zellweger脑肝肾综合征：肝、肾细胞中过氧化物酶体脑肝肾综合征：肝、肾细胞中过氧化物酶体及过氧化氢酶缺乏及过氧化氢酶缺乏2.疾病过程中过氧化物酶体的病理改变疾病过程中过氧化物酶体的病理改变甲亢，慢性酒精中毒，慢性低氧症等疾病时，肝细胞甲亢，慢性酒精中毒，慢性低氧症等疾病时，肝细胞中过氧化物酶体数量增多中过氧化物酶体数量增多甲状腺功能低下，肝脂肪变性，高血脂症等疾病时，甲状腺功能低下，肝脂肪变性，高血脂症等疾病时，过氧化物酶体数量减少、老化或发育不全。过氧化物酶体数量减少、老化或发育不全。病毒、细菌、寄生虫感染，炎症或内毒素血症等疾病病毒、细菌、寄生虫感染，炎症或内毒素血症等疾病时，过氧化物酶体的数量、大小、形态和酶含量都时，过氧化物酶体的数量、大小、形态和酶含量都会发生变化。会发生变化。复习思考题复习思考题