天津科技大学：《细胞生物学》课程教学课件（PPT讲稿）第六章 细胞内膜系统

第之章 细胞肉膜系统

第六章 细胞内膜系统

本章内容提要 第一节蛋白质分选的基本原理 第三节内质网 一、蛋白质分选信号 一、 形态与组成 二、 二、RER的功能 蛋白质分选运输的途径 三、 ER的其它功能 第二节膜泡运输 第四节高尔基体 一、衣被类型 一、 形态与组成 衣被的形成 二、功能区隔 三、主要功能 膜泡运输的定向机制 第五节溶酶体与过 四、细胞的内吞与外排 氧化物酶体 Dr.Tian 2002

第一节 蛋白质分选的基本原理 一、蛋白质分选信号 二、蛋白质分选运输的途径 第二节 膜泡运输 一、衣被类型 二、衣被的形成 三、膜泡运输的定向机制 四、细胞的内吞与外排 第三节 内质网 一、形态与组成 二、RER的功能 三、ER的其它功能 第四节 高尔基体 一、形态与组成 二、功能区隔 三、主要功能 第五节 溶酶体与过 氧化物酶体

·定义：结构、功能和发生上相关的内膜形成的细胞结构 称为细胞内膜系统，如核被膜、内质网、高尔基体等。 ·功能：区隔化；增加内表面积，提高代谢和调节能力。 ·从系统发生来看内膜系统起源于质膜的内陷和内共生。 从个体发生来看新细胞的内膜系统来源于原有内膜系统 的分裂，具有核外遗传的特性。 Dr.Tian 2002

• 定义：结构、功能和发生上相关的内膜形成的细胞结构 称为细胞内膜系统，如核被膜、内质网、高尔基体等。 • 功能：区隔化；增加内表面积，提高代谢和调节能力。 • 从系统发生来看内膜系统起源于质膜的内陷和内共生。 • 从个体发生来看新细胞的内膜系统来源于原有内膜系统 的分裂，具有核外遗传的特性

第一节蛋白质分选的基本原理 细胞内合成的蛋白质、脂类等物质之所以能够定向的转运 到特定的细胞器取决于两个方面： -其一是蛋白质中包含特殊的信号序列(signal sequence)。 其二是细胞器上具特定的信号识别装置（分选受体，sorting receptor). Dr.Tian 2002

第一节 蛋白质分选的基本原理 • 细胞内合成的蛋白质、脂类等物质之所以能够定向的转运 到特定的细胞器取决于两个方面： – 其一是蛋白质中包含特殊的信号序列（signal sequence）。 – 其二是细胞器上具特定的信号识别装置（分选受体，sorting receptor）

一、 蛋白质分选信号 ·①信号序列(signal sequence)：存在于蛋白质一级结构 上的线性序列，通常15-60个氨基酸残基，有些在完成蛋白 质的定向转移后被信号肽酶(signal peptidase)切除；通 常信号序列对所引导的蛋白质没有特异性要求，每一种信 号序列决定特殊的蛋白质转运方向。 ②信号斑(signal patch):存在于完成折叠的蛋白质中， 构成信号斑的信号序列之间可以不相邻，折叠在一起构成 蛋白质分选的信号。 Dr.Tian 2002

一、蛋白质分选信号 • ①信号序列（signal sequence）：存在于蛋白质一级结构 上的线性序列，通常15-60个氨基酸残基，有些在完成蛋白 质的定向转移后被信号肽酶（signal peptidase）切除；通 常信号序列对所引导的蛋白质没有特异性要求，每一种信 号序列决定特殊的蛋白质转运方向。 • ②信号斑（signal patch）：存在于完成折叠的蛋白质中， 构成信号斑的信号序列之间可以不相邻，折叠在一起构成 蛋白质分选的信号

signal sequence and signal patch UNFOLDED PROTEIN FOLDED PROTEIN COOHY NH2 signal COOH H2N▣ sequence (A) signal patch H2NC CO0H COOH (B) regions contributing to signal patch

signal sequence and signal patch

一些典型的分选信号 功能 信号序列 输入细胞核 -Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val- 输出细胞核 -Leu-Ala-Leu-Lys-Leu-Ala-Gly-Leu-Asp-lle- 输入线粒体 HaN-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-GIn-Ser-lle-Arg-Phe-Phe-Lys-Pro-Ala-Thr-Arg -Thr-Leu-Cys-Ser-Ser-Arg-Tyr-Leu-Leu "H3N-Met-Val-Ala-Met-Ala-Met-Ala-Ser-Leu-GIn-Ser-Ser-Met-Ser-Ser-Leu- 输入质体 Ser-Leu-Ser-Ser-Asn-Ser-Phe-Leu-Gly-GIn-Pro-Leu-Ser-Pro-lle-Thr-Leu- Ser-Pro-Phe-Leu-GIn-Gly- 输入过氧化 物酶体 Ser-Lys-Leu-COO HaN-Met-Met-Ser-Phe-Val-Ser-Leu-Leu-Leu-Val-Gly-lle-Leu-Phe-Trp-Ala- 输入内质网 Thr-Glu-Ala-Glu-GIn-Leu-Thr-Lys-Cys-Glu-Val-Phe-GIn- 返回内质网 -Lys-Asp-Glu-Leu-COO Dr.Tian 2002

一些典型的分选信号 功能 信号序列 输入细胞核 -Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val- 输出细胞核 -Leu-Ala-Leu-Lys-Leu-Ala-Gly-Leu-Asp-Ile- 输入线粒体 + H3N-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-Gln-Ser-Ile-Arg-Phe-Phe-Lys-Pro-Ala-Thr-Arg -Thr-Leu-Cys-Ser-Ser-Arg-Tyr-Leu-Leu- 输入质体 + H3N-Met-Val-Ala-Met-Ala-Met-Ala-Ser-Leu-Gln-Ser-Ser-Met-Ser-Ser-Leu￾Ser-Leu-Ser-Ser-Asn-Ser-Phe-Leu-Gly-Gln-Pro-Leu-Ser-Pro-Ile-Thr-Leu￾Ser-Pro-Phe-Leu-Gln-Gly- 输入过氧化 物酶体 -Ser-Lys-Leu-COO- 输入内质网 + H3N-Met-Met-Ser-Phe-Val-Ser-Leu-Leu-Leu-Val-Gly-Ile-Leu-Phe-Trp-Ala￾Thr-Glu-Ala-Glu-Gln-Leu-Thr-Lys-Cys-Glu-Val-Phe-Gln- 返回内质网 -Lys-Asp-Glu-Leu-COO-

二、蛋白质分选运输机制 ·1、门控运输(gated transport):如通过核孔复合体的 运输。 ·2、跨膜运输(transmembrane transport):蛋白质通过 跨膜通道进入目的地。如细胞质中合成的蛋白质通过线粒 体上的转位因子(translocator)进入线粒体。 ·3、膜泡运输(vesicular transport)：被运输的物质在内 质网或高尔基体中加工成衣被小泡，选择性地运输到靶细 胞器。 Dr.Tian 2002

二、蛋白质分选运输机制 • 1、门控运输（gated transport）：如通过核孔复合体的 运输。 • 2、跨膜运输（transmembrane transport）：蛋白质通过 跨膜通道进入目的地。如细胞质中合成的蛋白质通过线粒 体上的转位因子（translocator）进入线粒体。 • 3、膜泡运输（vesicular transport）：被运输的物质在内 质网或高尔基体中加工成衣被小泡，选择性地运输到靶细 胞器

第二节胞内膜泡运输 细胞内膜系统之间的物质传递常常通过膜泡运输方式进行 各类运输泡之所能够被准确地运到靶细胞器，主要取决于 膜的表面识别特征。 ·大多数运输小泡是在膜的特定区域以出芽的方式产生的。 其表面具有一个笼子状的由蛋白质构成的衣被(coat) 这种衣被在运输小泡与靶细胞器的膜融合之前解体。 Dr.Tian 2002

第二节 胞内膜泡运输 • 细胞内膜系统之间的物质传递常常通过膜泡运输方式进行。 各类运输泡之所能够被准确地运到靶细胞器，主要取决于 膜的表面识别特征。 • 大多数运输小泡是在膜的特定区域以出芽的方式产生的。 其表面具有一个笼子状的由蛋白质构成的衣被（coat）。 这种衣被在运输小泡与靶细胞器的膜融合之前解体

·衣被小泡在细胞内沿微管运输。 ·与膜泡运输有关的马达蛋白有3类，在这些马达蛋 白的牵引下，可将膜泡运到特定的区域。 动力蛋白(dynein),趋向微管负端： 驱动蛋白(kinesin),趋向微管正端： 肌球蛋白(myosin),趋向微丝的正极。 Dr.Tian 2002

• 衣被小泡在细胞内沿微管运输。 • 与膜泡运输有关的马达蛋白有3类，在这些马达蛋 白的牵引下，可将膜泡运到特定的区域。 – 动力蛋白（dynein），趋向微管负端； – 驱动蛋白（kinesin），趋向微管正端； – 肌球蛋白（myosin），趋向微丝的正极