《细胞生物学》课程教学资源（PPT课件）第7章 细胞质基质与内膜系统及蛋白质分选与运输

第7章 细胞质基质与内膜系统及 蛋白质分选与运输 plasma membrane lysosome rough ER secretory vesicle nucleus inner nuclear membrane envelope outer membrane Golgi endosome apparatus

第7章 细胞质基质与内膜系统及 蛋白质分选与运输

本章主要内容 ·细胞质基质及其功能 ·细胞内膜系统及其功能 一内质网 一高尔基体 一溶酶体 -过氧化物酶体 ·蛋白质分选与运输

本章主要内容 • 细胞质基质及其功能 • 细胞内膜系统及其功能 – 内质网 – 高尔基体 – 溶酶体 – 过氧化物酶体 • 蛋白质分选与运输

真核细胞内区室化 细胞质 质膜 溶酶体 线粒体 质膜 糙面内质网 线粒体 高尔基体 多核糖体 糙面内质网 光面内质网 细胞核 过氧化酶体 细胞核 高尔基体 66 胞内体 uU A B 2μm

真核细胞内区室化

第一节细胞质基质及其功能 Comparison of Cytoplasm and Cytosol Plasma membrane 00 0 00 Nucleus Organelles (A)Cytoplasm (B)Cytosol

第一节 细胞质基质及其功能

细胞质基质的含义 。 在真核细胞的细胞质中，除去可 Cytoskeleton 分辨的细胞器以外的胶状物质， 占据着细胞膜内、细胞核外的细 胞内空间，称细胞质基质 (cytoplasmic matrix) ·生物化学家多称之为胞质溶胶 (cytosol) ·细胞质基质很可能是一种高度有 序的体系关键在于细胞质骨架纤 维贯穿其中，起重要的组织作用 Cytosol/Cytoplasm

一、细胞质基质的含义 • 在真核细胞的细胞质中，除去可 分辨的细胞器以外的胶状物质， 占据着细胞膜内、细胞核外的细 胞内空 间，称细胞质基质 （cytoplasmic matrix） • 生物化学家多称之为胞质溶胶 （cytosol） • 细胞质基质很可能是一种高度有 序的体系关键在于细胞质骨架纤 维贯穿其中，起重要的组织作用

二、细胞质基质的功能 ·完成各种中间代谢过程 一如糖酵解过程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等 ·为某些蛋白质合成和脂肪酸合成提供场所 与细胞质骨架相关的功能 一维持细胞形态、细胞运动、胞内物质运输及能量传递； 细胞质基质结构体系的组织者 与细胞膜相关的功能 一细胞质基质产生区室化；依靠细胞膜或细胞器膜上的泵 蛋白和离子通道维持细胞内外跨膜的离子梯度 ·蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解

二、细胞质基质的功能 • 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 • 为某些蛋白质合成和脂肪 酸合成提供场所 • 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； 细胞质基质结构体系的组织者 • 与细胞膜相关的功能 – 细胞质基质产生区室化；依 靠细胞膜或细胞器膜上的泵 蛋白和离子通道维持细胞 内外跨膜的离子梯度 • 蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解

1.蛋白质的修饰 辅酶或辅基与酶的共 01 价结合 0=P-0 ATP ADP OH 。 磷酸化与去磷酸化 serine side chain CH> CH2 PROTEIN KINASE 蛋白质糖基化作用 PROTEIN PHOSPHATASE 。 甲基化修饰 ·酰基化

1. 蛋白质的修饰 • 辅酶或辅基与酶的共 价结合 • 磷酸化与去磷酸化 • 蛋白质糖基化作用 • 甲基化修饰 • 酰基化

2.控制蛋白质的寿命 N端第一个氨基酸残基是决定蛋白质寿命的信号 Ub泛素 OAMP 4 OATP PPi 19S帽 E1 E1 UD Ub 06 Ub E2 蛋白质解折叠 20S核心 3 胞质靶蛋白、 蛋白质被切割 19S相 多次进行 1,2,3步反应 ATP OADP 5/ B 泛素化和蛋白酶体所介导的蛋白质降解途径(ubiquitin-and proteasome- mediated pathway）

2. 控制蛋白质的寿命 N 端第一个氨基酸残基是决定蛋白质寿命的信号 泛素化和蛋白酶体所介导的蛋白质降解途径（ubiquitin-and proteasome￾mediated pathway）

2004年诺贝尔化学奖 切哈诺沃 赫什科 罗斯 Aaron Ciechanover Avram Hershko Irwin Rose 以色列 以色列 美国 以色列理工学院 以色列理工学院 加州大学 1947年 1937年 1926年 ·发现泛素调节的蛋白质降解

2004 年诺贝尔化学奖 • 发现泛素调节的蛋白质降解

3.降解变性和错误折叠的蛋白质 细胞质基质中的变 性蛋白质、错误折 Ubiquitin- protein complex 叠的蛋白质、含有 26S Proteasome ATP complex 被氧化或其他非正 ociatio 常修饰氨基酸的蛋 白质，不管其N端 20S Proteasome complex 氨基酸残基是否稳 ADP+P Unfolding and 定，常常很快被降 cleavage of ubiquitin- 19S Regulatory protein complex proteasome complex 解清除

3. 降解变性和错误折叠的蛋白质 细胞质基质中的变 性蛋白质、错误折 叠的蛋白质、 含有 被氧化或其他非正 常修饰氨基酸的蛋 白质，不管其 N 端 氨基酸残基是否稳 定，常常很快被降 解清除