?主要功能： ?若干蛋白聚糖单体借连接蛋白以非共价键与透明质酸结合 ?构成支持细胞的框架，负责组织的构建； 形成多聚体 ?胞外基质三维结构及成份的变化,改变细胞微环境从而对细胞?蛋白聚糖的特性与功能 形态、生长、分裂、分化和凋亡起重要的调控作用。 ?显著特点是多态性：不同的核心蛋白, 不同的氨基聚糖； ?胞外基质的信号功能 ?软骨中的蛋白聚糖是最大巨分子之一, 赋予软骨以凝
细胞外被(cell coat)又称糖萼(glycocalyx) 胶样特性和抗变形能力；
?结构组成： ?蛋白聚糖可视为细胞外的激素富集与储存库，可与多种生 指细胞质膜外表面覆盖的一层粘多糖物质，实际指细胞表面与长因子结合，完成信号的传导。 层粘连蛋白(laminin) 质膜中的蛋白或脂类分子共价结合的寡糖链。 ?层粘连蛋白是高分子糖蛋白（820KD）,动物胚胎及成体组织的基?功能： 膜的主要结构组分之一； 不仅对膜蛋白起保护作用,而且在细胞识别中起重要作用。 ?层粘连蛋白的结构由一条重链和两条轻链构成
真核细胞的细胞外结构（extracellular structures） ?细胞通过层粘连蛋白锚定于基膜上；
常见的胶原类型及其在组织中的分布 ?层粘连蛋白中至少存在两个不同的受体结合部位：
?胶原是细胞外基质中最主要的水不溶性纤维蛋白； ?与Ⅳ型胶原的结合部位； ?Ⅰ～Ⅲ型胶原含量最丰富,形成类似的纤维结构； ?与细胞质膜上的整合素结合的Arg-Gly-Asp(R-G-D)序列。 但并非所有胶原都形成纤维； ?层粘连蛋白在胚胎发育及组织分化中具有重要作用；粘连蛋白也 ?Ⅰ型胶原纤维束, 主要分布于皮肤、肌腱、 与肿瘤细胞的转移有关。
韧带及骨中,具有很强的抗张强度;
纤粘连蛋白(fibronectin) ?Ⅱ型胶原主要存在于软骨中;
?纤粘连蛋白是高分子量糖蛋白（220-250KD） ?Ⅲ型胶原形成微细的原纤维网,广泛分布于伸展性的组织,如疏
?纤粘连蛋白分型： 松结缔组织;
?纤粘连蛋白的主要功能： ?Ⅳ型胶原形成二维网格样结构,是基膜的主要成分及支架。
?介导细胞粘着，进而调节细胞的形状和细胞骨架的组织,促进细胞胶原及其分子结构
铺展； ?胶原纤维的基本结构单位是原胶原；
?在胚胎发生过程中,纤粘连蛋白对于许多类型细胞的迁移和分化?原胶原是由三条肽链盘绕成的三股螺旋结构；
是必须的； ?原胶原肽链具有Gly-x-y重复序列，对胶原纤维的高级结构的形成是
?在创伤修复中,纤粘连蛋白促进巨噬细胞和其它免疫细胞迁移到重要的；
受损部位； ?在胶原纤维内部,原胶原蛋白分子呈1/4交替平行排列,形成周期性横
?在血凝块形成中,纤粘连蛋白促进血小板附着于血管受损部位。 纹。
?血浆纤粘连蛋白是二聚体,由两条相似的A链及链组成,整个分子胶原的合成与加工
呈V形。 ?前体?肽链在粗面内质网合成，并形成前原胶原
?细胞纤粘连蛋白是多聚体。 (preprocollagen)；
?纤粘连蛋白不同的亚单位为同一基因的表达产物, 每个亚单位由 ?前原胶原(preprocollagen)是原胶原的前体和分泌形式，
数个结构域构成，RGD三肽序列是为细胞识别的最小结构单位 ?在粗面内质网合成、加工与组装，经高尔基体分泌；
?纤粘连蛋白的膜蛋白受体为整合素家族成员之一,在其细胞外功 ?前原胶原在细胞外由两种专一性不同的蛋白水解酶作用, 分别切
能区有与RGD高亲和性结合部位。 去N-末端前肽及C-末端前肽, 成为原胶原（procollagen）；
植物细胞壁的组成 ?原胶原进而聚合装配成胶原原纤维（collagen fibril）和胶原纤
?纤维素分子?纤维素微原纤维（microfibril）, 维（collagen fiber）。
?为细胞壁提供了抗张强度 胶原的功能
?半纤维素（hemicellulose）: 木糖、半乳糖和葡萄糖等组成的高?胶原在胞外基质中含量最高,刚性及抗张力强度最大,构成细胞外基
度分支的多糖 质的骨架结构,细胞外基质中的其它组分通过与胶原结合形成结构与
?介导微原纤维连接彼此连接或介导微原纤维与其它基质成分功能的复合体
（果胶质）连接 ?在不同组织中，胶原组装成不同的纤维形式,以适应特定功能的需
?果胶质（pectin）：含有大量携带负电荷的糖，结合Ca2+等阳离子,要；
被高度水化形成凝胶 ?胶原可被胶原酶特异降解，而参入胞外基质信号
?果胶质与半纤维素横向连接,参与细胞壁复杂网架的形成。 传递的调控网络中。
?伸展蛋白(extensin)：糖蛋白,在初生壁中含量可多达15％，糖的总氨基聚糖
量约占65％。 ?氨基聚糖是由重复的二糖单位构成的长链多糖
?木质素(lignin)：由酚残基形成的水不溶性多聚体。 ?二糖单位之一是氨基己糖(氨基葡萄糖或氨基半乳糖) + 糖醛
?参与次生壁形成,并以共价键与细胞壁多糖交联,大大增 酸;
?氨基聚糖: 透明质酸、4-硫酸软骨素、6-硫酸软骨素、 加了细胞壁的强度与抗降解
第五章 物质的跨膜运输与信号传递 硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、肝素和硫酸角质素等。
第一节 物质的跨膜运输 ?透明质酸(hyaluronic acid)及其生物学功能
●被动运输（passive transport） ?透明质酸是增殖细胞和迁移细胞的胞外基质主要成
●主动运输（active transport） 分,也是蛋白聚糖的主要结构组分
●胞吞作用（endocytosis）与胞吐作用（exocytosis） ?透明质酸在结缔组织中起强化、弹性和润滑作用
第二节 细胞通讯与信号传递 ?透明质酸使细胞保持彼此分离,使细胞易于运动迁
●细胞通讯与细胞识别 移和增殖并阻止细胞分化
●细胞的信号分子与受体 蛋白聚糖
●通过细胞内受体介导的信号传递 ?蛋白聚糖见于所有结缔组织和细胞外基质及许多细胞表面
●通过细胞表面受体介导的信号跨膜传递 ?蛋白聚糖由氨基聚糖与核心蛋白(core protein)的丝氨酸残
●由细胞表面整合蛋白介导的信号传递 基共价连接形成的巨分子
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●细胞信号传递的基本特征与蛋白激酶的网络整合信息
被动运输（passive transport）
?特点：运输方向、跨膜动力、能量消耗、膜转运蛋白
?类型：简单扩散（simple diffusion）、协助扩散（facilitated diffusion） ?膜转运蛋白：
?载体蛋白（carrier proteins）——通透酶（permease）性质；介导被动运输与主动运输。
?通道蛋白（channel proteins）——具有离子选择性，转运速率高；离子通道是门控的；只介导被动运输类型： 电压门通道（voltage-gated channel）配体门通道（ligand-gated channel）压力激活通道（stress-activated channel）
主动运输（active transport）
●特点：运输方向、能量消耗、膜转运蛋白被动与主动运输的比较
●类型：三种基本类型
?由ATP直接提供能量的主动运输— ?钠钾泵 （结构与机制） ?钙泵（Ca2+-ATP酶）
?质子泵：P-型质子泵、V-型质子泵、H+-ATP酶 ?协同运输（cotransport）
由Na+-K+泵（或H+-泵）与载体蛋白协同作用，靠间接消耗ATP所完成的主动运输方式
?物质的跨膜转运与膜电位
胞吞作用（endocytosis）与胞吐作用（exocytosis）
作用：完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输，又称膜泡运输或批量运输（bulk transport）。属于主动运输。
●胞吞作用 ●胞吐作用
● 组成型的外排途径（constitutive exocytosis pathway）所有真核细胞连续分泌过程用于质膜更新（膜脂、膜蛋白、胞外基质组分、营养或信号分子）
default pathway：除某些有特殊标志的駐留蛋白和调节型分泌泡外，其余蛋白的转运途径：粗面内质网→高尔基体→分泌泡→细胞表面
●调节型外排途径（regulated exocytosis pathway）
特化的分泌细胞 储存——刺激——释放 产生的分泌物（如激素、粘液或消化酶）具有共同的分选机制，分选信号存在于蛋白本身，分选主要由高尔基体TGN上的受体类蛋白来决定
● 膜流：动态过程对质膜更新和维持细胞的生存与生长是必要的 ● 囊泡与靶膜的识别与融合
细胞通讯与细胞识别
●细胞通讯（cell communication）
●细胞识别（cell recognition）
细胞通讯（cell communication）
一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应的反应。细胞间的通讯对于多细胞生物体的发生和组织的构建，协调细胞的功能，控制细胞的生长、分裂、分化和凋亡是必须的。
●细胞通讯方式： ?分泌化学信号进行通讯 ?内分泌（endocrine） ?旁分泌（paracrine） ?自分泌（autocrine） ?化学突触（chemical synapse） ?接触性依赖的通讯
细胞间直接接触，信号分子与受体都是细胞的跨膜蛋白
?间隙连接实现代谢偶联或电偶联
细胞识别（cell recognition）
●概念： 细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子（配体）选择性地相互作用，进而导致胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。 ●信号通路（signaling pathway）细胞识别是通过各种不同的信号通路实现的。
细胞接受外界信号，通过一整套特定的机制，将胞外信号转导为胞内信号，最终调节特定基因的表达，引起细胞的应答反应，这种反应系列称之为细胞信号通路。
细胞的信号分子与受体
●信号分子（signal molecule）
?亲脂性信号分子 ?亲水性信号分子 ?气体性信号分子(NO) ●受体（receptor）多为糖蛋白
●第二信使（second messenger）
● 分子开关 （molecular switches）
?细胞内受体: 为胞外亲脂性信号分子所激活激素激活的基因调控蛋白（胞内受体超家族）
?细胞表面受体: 为胞外亲水性信号分子所激活细胞表面受体分属三大家族：
?离子通道偶联的受体（ion-channel-linked receptor） ?G-蛋白偶联的受体（G-protein-linked receptor） ?酶偶连的受体（enzyme-linked receptor）
通过细胞内受体介导的信号传递
● 甾类激素介导的信号通路两步反应阶段：
? 初级反应阶段：直接活化少数特殊基因转录的，发生迅速； ? 次级反应：初级反应产物再活化其它基因产生延迟的放大作用。
●一氧化氮介导的信号通路
通过细胞表面受体介导的信号跨膜传递
●离子通道偶联的受体介导的信号跨膜传递 ● G-蛋白偶联的受体介导的信号跨膜传递 ●细胞表面其它与酶偶联的受体
离子通道偶联的受体介导的信号跨膜传递
?信号途径 ?特点： ?受体/离子通道复合体，四次/六次跨膜蛋白 ?跨膜信号转导无需中间步骤 ?主要存在于神经细胞或其他可兴奋细胞间的突触信号传递 ?有选择性：配体的特异性选择和运输离子的选择性
G-蛋白偶联的受体介导的信号跨膜传递
● cAMP信号通路 ●磷脂酰肌醇信号通路
受体酪氨酸激酶及RTK-Ras蛋白信号通路
细胞表面其它与酶偶联的受体
?受体丝氨酸/苏氨酸激酶 ?受体酪氨酸磷酸酯酶
?受体鸟苷酸环化酶（ANPs-signals） ?酪氨酸蛋白激酶联系的受体
两大家族：
?一是与Src蛋白家族相联系的受体； ?二是与Janus激酶家族联系的受体。
信号转导子和转录激活子（signal transducer and actvator of transcription，STAT）与JAK-STAT途径。
cAMP信号通路
?反应链：
激素→G-蛋白偶联受体→G-蛋白→腺苷酸环化酶→cAMP→cAMP依赖的蛋白激酶A→基因调控蛋白→基因转录
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?组分及其分析
G-蛋白偶联受体 G-蛋白活化与调节
效应酶——腺苷酸环化酶
?GPLR的失敏（desensitization）与减量调节
RTKs的失敏：
催化性受体的效应器位于受体本身，因此失敏即酶活性速发抑制。 ?机制：受体的磷酸化修饰。EGF受体Thr654的磷酸化导致RTK活性的抑制，如果该位点产生Ala突变，则阻止活性抑制，后又发现C端的Ser1046/7也是磷酸化位点。磷酸化位点所在的C端恰好是SH2?细菌毒素对G蛋白的修饰作用
蛋白的结合部位。
GPLR的失敏：
?引起受体磷酸化的激酶：
例：?肾上腺素受体被激活后，10-15秒cAMP骤增，然后在不到1min
PKC----作用于Thr654；
内反应速降，以至消失。
CaMK2（Ca2+和CaM依赖的激酶2）----作用于Ser1046/7
?受体活性快速丧失（速发相）---失敏（desensitization）；
?还发现：EGF受体是CDK的靶蛋白，提示和周期调控有关。
?机制：受体磷酸化 受体与Gs解偶联，cAMP反应停止并被
? RTK晶体结构研究表明， RTK激活后形成稳定的非抑制性构象；
PDE降解。
磷酸化修饰后，形成抑制性构象，引起失敏。
?两种Ser/Thr磷酸化激酶： PKA 和?肾上腺素受体激酶（ ?
? RTK失敏对细胞正常功能所必须， RTK 的持续激活将导致细
ARK）， 负责受体磷酸化；
胞生长失控。
?胞内协作因子?扑获蛋白（ ? arrestin）---结合磷酸化的受体，抑
由细胞表面整合蛋白介导的信号传递
制其功能活性（ ? arrestin 已克隆、定位11q13）。
??整合蛋白与粘着斑
?反应减弱（迟发相）---减量调节（down-regulation）
??导致粘着斑装配的信号通路有两条
?机制：受体-配体复合物内吞，导致表面受体数量减少，发现?
??粘着斑的功能：
arrestin可直接与Clathrin结合，在内吞中起adeptors作用；
?一是机械结构功能；
?受体减量调节与内吞后受体的分选有关。
?二是信号传递功能
磷脂酰肌醇信号通路
??通过粘着斑由整合蛋白介导的信号传递通路：
? “双信使系统”反应链：胞外信号分子→G-蛋白偶联受体→G-蛋白
?由细胞表面到细胞核的信号通路 2+2+
→ →IP3→胞内Ca浓度升高→Ca结合蛋白(CaM)→细胞反应
?由细胞表面到细胞质核糖体的信号通路 ++
磷脂酶C(PLC)→ →DG→激活PKC→蛋白磷酸化或促Na/H交换使
细胞信号传递的基本特征
胞内pH?
与蛋白激酶的网络整合信息
受体酪氨酸激酶及RTK-Ras蛋白信号通路
●细胞信号传递的基本特征：
?受体酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinases，RTKs） 包括6个亚族
?具有收敛（convergence）或发散（divergence）的特点
?信号转导：配体→受体→受体二聚化→受体的自磷酸化→ ?细胞的信号传导既具有专一性又有作用机制的相似性
?信号的放大作用和信号所启动的作用的终止并存 激活RTK→胞内信号蛋白→启动信号传导
?细胞以不同的方式产生对信号的适应(失敏与减量调节) ? RTK- Ras信号通路：配体→RTK→ adaptor ←GRF→Ras
●蛋白激酶的网络整合信息与信号网络系统中的cross talk →Raf（MAPKKK）→MAPKK→MAPK→进入细胞核→其它
激酶或基因调控蛋白（转录因子）的磷酸化修钸。
?G蛋白偶联受体介导的MAPK的激活
第六章 细胞质基质与细胞内膜系统
? RTKs的失敏（desensitization）
第一节 细胞质基质
G蛋白偶联受体介导的MAPK的激活
?细胞质基质 （cytoplasmic matrix or cytomatrix）
?MAPK（Mitogen-activated protein kinase）又称ERK（extracelular
?细胞内膜系统（endomembrane system）
signal-regulated kinase）----真核细胞广泛存在的Ser/Thr蛋白激酶。
第二节 内 质 网
? MAPK的底物：膜蛋白（受体、酶）、胞浆蛋白、核骨架蛋白、及
? 内质网(endoplasmic reticulum,ER)
多种核内或胞浆内的转录调控因子----在细胞增殖和分化中具有重要
? 的形态结构 调控作用。
? ER的功能 ? PTX敏感性G蛋白（Gi，Go）的??亚基依赖于Ras激活MAPK，具体
?内质网与基因表达的调控 机制还有待深入研究；
第三节 高尔基体 ? PKC、PLC与G蛋白偶联受体介导的MAPK激活PKC和PLC 参与G
? 高尔基体的形态结构 蛋白偶联受体激活MAPK ：
? 高尔基体的功能 ? G蛋白偶联受体激活G蛋白； G蛋白?亚基或?? 亚基激活PLC，
? 高尔基体与细胞内的膜泡运输 促进膜磷脂代谢； 磷脂代谢产物（ DAG + IP3 ）激活PKC； PKC 通
第四节 溶酶体与过氧化物酶体 过Ras 或 Raf 激活MAPK ；
第五节 细胞内蛋白质的分选与细胞结构的组装 ?由于PKC对钙的依赖性不同，所以G蛋白偶联受体– MAPK途径
?分泌蛋白合成的模型---信号假说 对钙要 求不同；
?蛋白质分选与分选信号 ? PKA对G蛋白偶联受体– MAPK途径的负调控
?膜泡运输 ?迄今未发现和制备出MAPK组成型突变（dominant negative
?细胞结构体系的组装 mutant），提示细胞难于忍受MAPK的持续激活（MAPK的去活是细
一、细胞质基质 胞维持正常生长代谢所必须）。主要机制：特异性的Tyr/Thr磷脂酶可
（cytoplasmic matrix or cytomatrix） 选择性地使MAPK去磷酸化，关闭MAPK信号。
? cAMP ?， MAPK ?；cAMP直接激活cAMP依赖的PKA；PKA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： 可能通过RTK或通过抑制Raf-Ras相互作用起负调控作用。
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。
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? 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
? 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 （endomembrane system）
? 细胞内膜系统概述
? 细胞内膜系统的研究方法
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。
?真核细胞细胞内的区域化（compartmentalization）：
?细胞骨架纤维为组织者的Cytomatrix形成有序的动态结构； ?细胞内的膜相结构----细胞器（organelles）。
细胞内膜系统的研究方法
De Duve, A.Claude and G.Palade,1974 Nobel Plrize
? 放射自显影（Autoradiography）; ? 生化分析（Biochemical analysis）;
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KDEL or HDEL信号 蛋白二硫键异构酶（protein disulfide isomerase，PDI） 切断二硫键，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
? 结合蛋白（Binding protein，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→Golgi complex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→GC→PM（高→低） phosphatidylserine（PS）：PM→GC→ER（高→低） ? phospholipd translocator / flippase与膜质转位
? 磷脂合成酶是ER膜整合蛋白，活性位点朝向cytosol； ? 磷脂的转运:
transport by budding：ER→GC、Ly、PM
transport by phospholipid exchange proteins（PEP）： ER→other organelles（including Mit and Chl）。
三、内质网与基因表达的调控
内质网蛋白质的合成、加工、折叠、组装、转运及向高尔 基体转运的复杂过程显然是需要有一个精确调控的过程。 影响内质网?细胞核信号转导的三种因素： ? 内质网腔内未折叠蛋白的超量积累。
?遗传突变分析（Genetic mutants） ? 折叠好的膜蛋白的超量积累。
一、 内质网的形态结构 ? 内质网膜上膜脂成份的变化——主要是固醇缺乏
内质网的两种基本类型 不同的信号转导途径，最终调节细胞核内特异基因表达 ?粗面内质网（ rough endoplasmic reticulum，rER） 一、高尔基体的形态结构 ?光面内质网（smooth endoplasmic reticulum，sER） ? 电镜下高尔基体结构是由扁平膜囊和大小不等的囊泡构成 ?微粒体（microsome） ? 高尔基体是有极性的细胞器：位置、方向、物质转运与生化极
二、ER的功能 性
ER是细胞内蛋白质与脂类合成的基地，几乎全部脂类? 高尔基体各部膜囊的４种标志细胞化学反应： 和多种重要蛋白都是在内质网合成的。 ? 高尔基体至少由互相联系的4个部分组成，每一部分又可能划分
rER的功能 出更精细的间隔
? 蛋白质合成 ? 高尔基体与细胞骨架关系密切，在非极性细胞中，高尔基体分 ? 蛋白质的修饰与加工 布在MTOC(负端) ?新生肽的折叠与组装 ? 高尔基的膜囊上存在微管的马达蛋白（cytoplasmic dynein和 ? 脂类的合成 kinesin）和微丝的马达蛋白（myosin）。最近还发现特异的血影
sER的功能 蛋白（spectrin）网架 。它们在维持高尔基体动态的空间结构以
? 类固醇激素的合成（生殖腺内分泌细胞和肾上腺皮质） 及复杂的膜泡运输中起重要的作用。 ? 肝的解毒作用（Detoxification） ?扁囊弯曲成凸面
System of oxygenases---cytochrome p450 family； 又称形成面（forming face）或顺面（cis face） ? 肝细胞葡萄糖的释放（G-6P?G） ?面向质膜的凹面（concave）
? 储存钙离子：肌质网膜上的Ca2+-ATP酶将细胞质基质中 又称成熟面（mature face）或反面（trans face） Ca2+ 泵入肌质网腔中 高尔基体各部膜囊的４种标志细胞化学反应
蛋白质合成 ? 嗜锇反应的高尔基体cis面膜囊；
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? 焦磷酸硫胺素酶（TPP酶）细胞化学反应，显示trans面1～2层（需要隔离或修饰）。 膜囊；
其它的多肽是在细胞质基质中―游离‖核糖体上合成的： ? 胞嘧啶单核苷酸酶（CMP酶）细胞化学反应，显示靠近trans面包括：细胞质基质中的驻留蛋白、质膜外周蛋白、核输入 膜囊状 蛋白、转运到线粒体、叶绿体和过氧物酶体的蛋白。 和管状结构 注意：细胞中蛋白质都是在核糖体上合成的，并都是起始于 GERL结构：60年代初，Novikoff发现CMP和酸性磷酸酶存在于高细胞质基质中―游离‖核糖体。 尔基体的一侧，称这种结构为GERL，意为与高尔基体（G）密切
蛋白质的修饰与加工 相关，但它是内质网（ER）的一部分，参与溶酶体（L）的生
修饰加工：糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成等 成。 ?糖基化在glycosyltransferase作用下发生在ER腔面 ? 烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶（NADP酶）的细胞化学反应，显示 N- linked glycosylation（Asn） 中间扁平囊 O- linked glycosylation（Ser/Thr or Hylys/Hypro） ? 高尔基体顺面网状结构（cis-Golgi network，CGN）又称cis膜?酰基化发生在ER的细胞质基质侧：软脂酸→Cys 囊
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? 高尔基体中间膜囊（medial Golgi）多数糖基修饰；糖脂的形成；?加工方式多样性的可能原因： 与高尔基体有关的多糖的合成 ?确保小肽分子的有效合成； ? 高尔基体反面网状结构（trans Golgi network，TGN） ?弥补缺少包装并转运到分泌泡中的必要信号； ? 周围大小不等的囊泡顺面囊泡称ERGIC/VTC----ERGIC53/58蛋白 ?有效地防止这些活性物质在合成它的细胞内起作用。 （结合Mn） ?在高尔基体中进行的肽链酪氨酸残基的硫酸化作用 反面体积较大的分泌泡与分泌颗粒 三、高尔基体与细胞内的膜泡运输
高尔基体顺面网状结构 高尔基体在细胞内膜泡蛋白运输中起重要的枢纽作用
一、溶酶体的结构类型 ? RER（蛋白质和脂类）—?—（蛋白质KDEL或HDEL）CGN；
? 溶酶体膜的特征： ?蛋白丝氨酸残基发生O--连接糖基化；
? 嵌有质子泵，形成和维持溶酶体中酸性的内环境； ?跨膜蛋白在细胞质基质一侧结构域的酰基化；
? 具有多种载体蛋白用于水解的产物向外转运； ?日冕病毒的装配
? 膜蛋白高度糖基化，可能有利于防止自身膜蛋白的降解。 高尔基体反面网状结构
? 溶酶体的标志酶：酸性磷酸酶（acid phosphatase） ? TGN中的低pH值；标志酶CMP酶阳性
? 类型? TGN的主要功能：
?初级溶酶体（primary lysosome） ?参与蛋白质的分类与包装、运输；
?次级溶酶体（secondary lysosome） ?某些“晚期”的蛋白质修饰
?自噬溶酶体（autophagolysosome） （如唾液酸化、蛋白质酪氨酸残基的硫酸化及蛋
? 异噬溶酶体（phagolysosome） 白原的水解加工）在蛋白质与脂类的转运过程中
?残余小体（residual body），又称后溶酶体。 的―瓣膜‖作用，保证单向转运
溶酶体是以含有大量酸性水解酶为共同特征、不同形态大小，二、 高尔基体的功能
执行不同生理功能的一类异质性（heterogenous）的细胞器 。 ? 高尔基体与细胞的分泌活动
二、溶酶体的功能 ? 蛋白质的糖基化及其修饰
phagocytosis ?phagosome ? 蛋白酶的水解和其它加工过程
endocytosis ? early endosome ? late endosome?lysosome 高尔基体与细胞的分泌活动
autophagy ?autophagosome ? 蛋白质的分选及其转运的信息仅存在于编码该蛋白质的基因本身
? 清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老损伤和死亡的细·流感病毒囊膜蛋白特异性地转运? 上皮细胞游离端的质膜
胞 ·水泡性口炎病毒囊膜蛋白特异性地转运?上皮细胞基底面的质膜
? 防御功能（病原体感染刺激单核细胞分化成巨噬细胞而吞噬、
·水泡性口炎病毒囊膜蛋白等膜蛋白在胞质基质侧的双酸分选信号
消化）
Asp-X-Gln或DXE）起重要的作用
? 其它重要的生理功能 ? 溶酶体酶的分选：M6P?反面膜囊M6P受体在肝细胞中溶酶体酶还
? 溶酶体与疾病
存在不依赖于M6P的另一种分选途径。
其它重要的生理功能
蛋白质的糖基化及其修饰 ?作为细胞内的消化“器官”为细胞提供营养；
?分泌腺细胞中，溶酶体摄入分泌颗粒参与分泌过程的调节 ? 蛋白质糖基化类型
?参与清除赘生组织或退行性变化的细胞； ? 蛋白质糖基化的特点及其生物学意义
?受精过程中的精子的顶体（acrosome）反应。 ? 蛋白聚糖在高尔基体中组装
溶酶体与疾病 ? 植物细胞中高尔基体合成和分泌多种多糖
?溶酶体酶缺失或溶酶体酶的代谢环节故障， 蛋白质糖基化类型
影响细胞代谢，引起疾病。 蛋白质糖基化的特点及其生物学意义
如台-萨氏（Tay-Sachs）等各种储积症 ? 糖蛋白寡糖链的合成与加工都没有模板，靠不同的酶在
（隐性的遗传病） 细胞不同间隔中经历复杂的加工过程才能完成。
?某些病原体（麻疯杆菌、利什曼原虫或病毒）被细 ? 糖基化的主要作用是蛋白质在成熟过程中折叠成正确构
胞摄入，进入吞噬泡但并未被杀死而繁殖（抑制吞 象和增加蛋白质的稳定性；多羟基糖侧链影响蛋白质的
噬泡的酸化或利用胞内体中的酸性环境） 水溶性及蛋白质所带电荷的性质。对多数分选的蛋白质
三、溶酶体的发生 来说，糖基化并非作为蛋白质的分选信号。
发生途径 ? 进化上的意义：寡糖链具有一定的刚性，从而限制了其它
分选途径多样化 大分子接近细胞表面的膜蛋白，这就可能使真核细胞的祖
? 依赖于M6P 的分选途径的效率不高，部分溶酶体酶通过 先具有一个保护性的外被，同时又不象细胞壁那样限制细
运输小泡直接分泌到细胞外；在细胞质膜上也存在依赖 胞的形状与运动。
于钙离子的M6P受体，同样可与胞外的溶酶体酶结合， 蛋白聚糖在高尔基体中组装
通过受体介导的内吞作用，将酶送至前溶酶体中，M6P 一个或多个糖胺聚糖（通过木糖）结合到核心蛋白的Ser
受体返回细胞质膜，反复使用。 残基上
? 还存在不依赖于M6P的分选途径（如酸性磷酸酶、分泌 植物细胞高尔基体合成和分泌多种多糖
溶酶体的perforin和granzyme） 蛋白质在高尔基体中酶解加工的几种类型
? 无生物活性的蛋白原（proprotein）?高尔基体?切除N-端或两
端的序列?成熟的多肽。如胰岛素、胰高血糖素及血
四、溶酶体与过氧化物酶体 清白蛋白等。
过氧化物酶体(peroxisome)又称微体(microbody)，是 ? 蛋白质前体?高尔基体?水解?同种有活性的多肽，如神经肽等。
由单层膜围绕的内含一种或几种氧化酶类的异质性细胞器。 ? 含有不同信号序列的蛋白质前体?高尔基体?加工成不同的产
物。
? 过氧化物酶体与溶酶体的区别
? 同一种蛋白质前体?不同细胞、以不同的方式加工?不同的多
? 过氧化物酶体的功能
肽。
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细胞生物学（翟中和）笔记
