1、會計學1醫學細胞生物學細胞的內膜系統醫學細胞生物學細胞的內膜系統一、概念： 指位于細胞質內，在結構、功能乃至發生上相關的膜圍繞的細胞器或細胞結構的總稱二、組成： 包括核膜、內質網、高爾基體、溶酶體、過氧化物酶體及液泡和其他各種小泡三、特點： 內膜系統是真核細胞特有的結構 內膜系統的細胞器在細胞質中有相對固定的毗鄰關系內膜系統內膜系統內膜系統內膜系統一、內質網的形態結構三、內質網的化學組成四、內質網的功能五、內質網的病理改變二、內質網的類型二、內質網的類型內質網一、內質網的形態結構u由一層單位膜所構成的相互連續的小管、小泡和扁囊結構組成的連續的三維網狀膜系統u 約占細胞總膜面積的一半，是封閉的系

2、統，膜厚56nmu 內質網形態結構、分布狀態、數量與細胞類型、生理狀態及分化程度極為相關內質網內質網小管小管小泡小泡扁囊扁囊細胞膜細胞膜核膜核膜8(一一)粗面內質網（粗面內質網（RER):膜表面附著核糖體；形態多為膜表面附著核糖體；形態多為板層狀排列的扁囊；網腔內含低電子或中等電子密度的板層狀排列的扁囊；網腔內含低電子或中等電子密度的物質；多分布在分泌活動旺盛或分化較完善的細胞內。物質；多分布在分泌活動旺盛或分化較完善的細胞內。(二二)滑面內質網滑面內質網(SER):膜表面無核糖體附著；形態多為膜表面無核糖體附著；形態多為分枝小管或小泡；多分布在一些特化的細胞中。分枝小管或小泡；多分布在一些特

3、化的細胞中。核糖體核糖體粗面內質網粗面內質網滑面內質網滑面內質網二、內質網的類型1011ER （內質網）14SER （滑面內質網）三、內質網的化學組成微粒體仍具有微粒體仍具有內質網的基本內質網的基本特征；粗面微特征；粗面微粒體仍保留粒體仍保留RER所具備的所具備的功能功能100nm17 四、內質網的功能（一）粗面內質網（RER）的功能： 附著核糖體合成的蛋白質包括：u 向細胞外分泌的蛋白質、抗體、激素u 跨膜蛋白u 需要與其他細胞組分嚴格隔離的蛋白質u 需要進行修飾的蛋白質1. 蛋白質的合成蛋白質的合成3522核糖體是合成蛋白質的細胞器核糖體是合成蛋白質的細胞器 主要成分主要成分蛋白質和蛋白質

4、和rRNA 功功 能：按照能：按照mRNA 的指令合成多肽鏈的指令合成多肽鏈mRNA核糖體核糖體nT因子：肽基轉移酶催化P位上的氨酰基結合到A位的氨酰tRNA上nG因子：GTP酶，催化tRNA從A位P位核糖體是蛋白質核糖體是蛋白質合成的場所合成的場所5tRNA循環循環3mRNA附著的多聚核糖體，主要附著的多聚核糖體，主要合成分泌性蛋白質合成分泌性蛋白質游離的多聚游離的多聚核糖體，主核糖體，主要合成結構要合成結構性蛋白質性蛋白質RERmRNA信號假說信號假說信號假說信號識別顆粒模式圖信號識別顆粒模式圖內質網腔內質網腔細胞質細胞質SRP受體受體信號識別顆粒信號識別顆粒 (SRP) 核糖體結合蛋白核

5、糖體結合蛋白tRNAAP核糖體核糖體mRNA信號肽信號肽A信號假說信號假說附著核糖體與蛋白質的合成過程： 1. 游離核糖體上信號肽合成； 2. 胞質中SRP識別信號肽，形成SRP-核糖 體復合體，從而使多肽鏈合成暫停。 3.核糖體與粗面內質網結合，形成SRP-SRP 受體-核糖體復合體； 。34核糖體的存在形式N-連接的糖基化連接的糖基化：發生在內質網腔內，發生在內質網腔內， 是糖蛋白中最普遍的一種是糖蛋白中最普遍的一種O-連接的糖基化連接的糖基化：主要或全部在高爾基主要或全部在高爾基 復合體中進行。復合體中進行。 在粗面內質網中，糖鏈被連接在多肽鏈中天冬酰胺殘基(Asn)的氨基上，故稱之為N

6、-連接糖基化。 在內質網腔中N-乙酰葡萄糖胺(GlcNAc)、甘露糖（Man）和葡萄糖 （Glc）的多個分子按順序先后被連接到內質網膜中叫多萜醇的脂質分子上，成為寡聚糖，并使寡聚糖活化。 已活化的寡聚糖即由糖基轉移酶催化，轉移到天冬酰胺殘基(Asn)的氨基上N-連接的糖基化44N-連接連接寡聚糖轉移酶寡聚糖轉移酶Asn=天冬酰胺天冬酰胺2. 光面內質網在糖原分解中的作用 第二節 高爾基復合體 最早發現于1855年。1889年，Golgi用銀染法在貓頭鷹的神經細胞內觀察到了清晰的網狀結構，定名為高爾基體。20世紀50年代應用電鏡技術證實高爾基體是由幾個部分膜性結構共同構成的，所以現在一般用高爾基

7、復合體 (Golgi complex)高爾基復合體只存在高爾基復合體只存在于真核細胞中于真核細胞中, ,通常在通常在分泌功能旺盛的細胞分泌功能旺盛的細胞內高爾基復合體數目內高爾基復合體數目很多，如杯狀細胞、很多，如杯狀細胞、胰腺外分泌細胞、唾胰腺外分泌細胞、唾液腺細胞等。在未分液腺細胞等。在未分化的干細胞（或母細化的干細胞（或母細胞）中，高爾基復合胞）中，高爾基復合體往往較同類成熟細體往往較同類成熟細胞少得多。胞少得多。 56三、高爾基復合體的功能四、高爾基復合體與疾病第二節 高爾基復合體一、高爾基復合體的形態結構一、高爾基復合體的形態結構光鏡：光鏡：網狀結構網狀結構電電鏡鏡扁平囊扁平囊成熟面

8、成熟面( (反面反面) )小囊泡小囊泡大囊泡大囊泡 形成面形成面( (順面順面) )一、高爾基復合體的形態結構一、高爾基復合體的形態結構扁 平 囊呈盤狀，呈盤狀，3-10層稱層稱高爾基堆高爾基堆 凹面：成熟（反）面凹面：成熟（反）面 凸凸 面：形成（順）面；面：形成（順）面；凸面：形成（順）面凸面：形成（順）面形成面膜厚形成面膜厚： 6nm ; 成熟面膜厚成熟面膜厚：8nm小 囊 泡30-80nm球形小泡球形小泡膜厚：膜厚：6nm;囊腔內含：中等電子密度的物質囊腔內含：中等電子密度的物質泡內含物質：低電子密度物質，較透明。泡內含物質：低電子密度物質，較透明。來來 源：小囊泡融合。源：小囊泡融合

9、。來來 源源：由由rER芽生芽生而來。而來。大大 囊囊 泡泡100-500nm;膜厚：膜厚：8nm;泡內含物質：高電子密度物質，濃縮泡。泡內含物質：高電子密度物質，濃縮泡。來來 源：扁平囊周邊或局部球狀膨突源：扁平囊周邊或局部球狀膨突 脫落形成脫落形成凹凹 面：成熟（反）面面：成熟（反）面二、高爾基體的化學組成1. 參與細胞的分泌活動2. 對蛋白質、脂類的糖基化修飾3. 對蛋白質的水解加工4. 對蛋白質的分選運輸5. 參與溶酶體的形成6.參與膜的轉化3H標記亮氨酸標記亮氨酸3分鐘分鐘20分鐘分鐘90分鐘分鐘高爾基復合體在細胞高爾基復合體在細胞分泌活動中起著重要分泌活動中起著重要的運輸作用；在分

10、泌的運輸作用；在分泌顆粒的形成過程中起顆粒的形成過程中起著著濃縮濃縮、修飾修飾、加工加工等作用。等作用。1.參與細胞的分泌活動3分鐘出現在內質網分鐘出現在內質網20分鐘出現在高爾基體分鐘出現在高爾基體90分鐘出現在分泌小泡分鐘出現在分泌小泡1.參與細胞的分泌活動上述實驗說明：上述實驗說明：u 分泌蛋白質在粗面內質網合成后運送到高爾基復合體分泌蛋白質在粗面內質網合成后運送到高爾基復合體u 在高爾基復合體加以修飾后被轉入分泌小泡在高爾基復合體加以修飾后被轉入分泌小泡u 分泌小泡將分泌蛋白質運送到細胞外分泌小泡將分泌蛋白質運送到細胞外2對蛋白質、脂類的糖基化修飾參與糖蛋白的合成和修飾參與糖蛋白的合成

11、和修飾N-連接的糖蛋白連接的糖蛋白 （內質網）（內質網）O-連接的糖蛋白連接的糖蛋白（高爾基體）（高爾基體）糖蛋白糖蛋白3H標記半乳糖（標記半乳糖（Gal）和）和 唾液酸（唾液酸（NANA）3H標記甘露糖（標記甘露糖（Man）3H標記標記N-乙酰葡萄乙酰葡萄糖胺糖胺(GlcNAc)高爾基復合體是蛋白質糖基化的場所高爾基復合體是蛋白質糖基化的場所2對蛋白質、脂類的糖基化修飾上述實驗說明：上述實驗說明：u 甘露糖、甘露糖、N-乙酰葡萄糖胺存在糖蛋白寡糖鏈的核心乙酰葡萄糖胺存在糖蛋白寡糖鏈的核心 在內質網腔內已經完成與蛋白質的結合在內質網腔內已經完成與蛋白質的結合u 半乳糖、唾液酸存在寡糖鏈的端部區

12、域，在高爾基半乳糖、唾液酸存在寡糖鏈的端部區域，在高爾基 體復合體內被加到寡糖鏈上體復合體內被加到寡糖鏈上N-乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺GlcNAc甘露糖甘露糖Man半乳糖半乳糖Gal唾液酸唾液酸NANA高甘露糖寡聚糖高甘露糖寡聚糖復合寡聚糖復合寡聚糖高爾基復合體除了對蛋白質進行糖基高爾基復合體除了對蛋白質進行糖基化外，還對糖脂進行糖基化化外，還對糖脂進行糖基化 如腦苷脂、神經節苷脂等含有半乳如腦苷脂、神經節苷脂等含有半乳糖和唾液酸的糖基化末端糖和唾液酸的糖基化末端無活性的前體物質無活性的前體物質（某些肽類激素）（某些肽類激素）加工改造加工改造有生物活性的物質有生物活性的物質（激素）（激素） 3.對

13、蛋白質的水解和加工 直接酶解切除新生蛋白原中的直接酶解切除新生蛋白原中的N-端或中間或兩端端或中間或兩端的氨基酸序列，使之成為具有生物活性的蛋白質，如的氨基酸序列，使之成為具有生物活性的蛋白質，如胰島素原胰島素原、甲狀腺激素原和血清蛋白原等、甲狀腺激素原和血清蛋白原等轉換酶轉換酶胰島素原的一級結構胰島素原的一級結構 3.對蛋白質的水解和加工4對蛋白質的分選運輸蛋白質合成蛋白質合成溶酶體酶的糖磷酸化溶酶體酶的糖磷酸化溶酶體溶酶體順面高爾基網順面高爾基網中間囊中間囊反面囊反面囊反面高爾基網反面高爾基網rER高爾基復合體高爾基復合體順面囊順面囊高爾基垛高爾基垛(磷酸轉移酶) 高爾基復合體不同的生化區

14、室含有不同的酶，對蛋白質寡糖鏈按順序依次修飾。這種順序加工有利于糖蛋白的分選 。77高爾基體的區室和功能高爾基體的區室和功能back溶酶體的酶是由溶酶體的酶是由RER上的核糖體合成上的核糖體合成RER腔內腔內運輸小泡運輸小泡 高爾基復合體高爾基復合體（加工修飾）（加工修飾）溶酶體的酶含有溶酶體的酶含有甘露糖甘露糖-6-磷酸磷酸，高爾基復合，高爾基復合體反面扁囊膜上有體反面扁囊膜上有甘露糖甘露糖-6-磷酸受體磷酸受體，能特異與，能特異與其結合，誘導溶酶體酶聚集并其結合，誘導溶酶體酶聚集并出芽出芽離開高爾基離開高爾基復合體形成溶酶體。復合體形成溶酶體。N-乙酰葡萄糖胺磷酸轉移酶N-乙酰葡萄糖胺磷酸

15、糖苷酶5.參與溶酶體的形成參與溶酶體的形成5.參與溶酶體的形成參與溶酶體的形成6參與膜的轉化參與膜的轉化膜流：膜流： 細胞的各種膜性結構之間相互聯系和轉移細胞的各種膜性結構之間相互聯系和轉移的現象稱膜流。的現象稱膜流。內質網內質網運輸小泡運輸小泡高爾基高爾基復合體復合體大囊泡大囊泡細胞膜細胞膜膜流膜流6參與膜的轉化參與膜的轉化u由膜流現象可以看出由膜流現象可以看出, ,高爾基復合體的膜是高爾基復合體的膜是 處于一種不斷消耗又不斷補充的動態平衡中。處于一種不斷消耗又不斷補充的動態平衡中。u高爾基復合體在高爾基復合體在4040分鐘內可完全更新分鐘內可完全更新一次。一次。修飾修飾加工加工運輸運輸核糖

16、體核糖體內質網內質網高爾基體高爾基體細胞膜細胞膜合成肽鏈合成肽鏈折疊、組裝折疊、組裝運輸運輸分泌分泌線粒體供能線粒體供能 細胞內的各種生物膜在功能上也既有分工，又有細胞內的各種生物膜在功能上也既有分工，又有緊密的聯系緊密的聯系四、高爾基復合體與疾病 1. 癌細胞中的高爾基復合體結構癌細胞中的高爾基復合體結構 (不發達不發達) 2. 中毒細胞中的高爾基復合體的變化中毒細胞中的高爾基復合體的變化 (形態形態 萎縮、結構破壞、甚至消失萎縮、結構破壞、甚至消失) 3. 功能亢進時的高爾基復合體結構功能亢進時的高爾基復合體結構 (肥大肥大)第三節 溶酶體溶酶體（Lysosome）：一種廣泛存在于真核細胞

17、中專門從事細胞內消化作用的含有酸性水解酶的膜性細胞器。第三節 溶酶體一、溶酶體的形態特征與化學組成二、溶酶體的類型三、溶酶體的功能四、溶酶體的發生五、溶酶體與疾病的關系 自體自體吞噬體吞噬體 異體異體吞噬體吞噬體內體性內體性溶酶體溶酶體自噬性溶酶自噬性溶酶體體異噬性溶酶異噬性溶酶體體98RER上合成溶酶體酶Golgi器上加工、分裝運輸小泡（有被小泡無被小泡） + 內體（細胞的胞吞作用）內體性溶酶體內體性溶酶體 內體的主要特征：酸性的、不含溶酶體酶的胞吞小泡。 溶酶體酶的糖鏈中含有溶酶體酶的糖鏈中含有甘露糖甘露糖-6-磷酸（磷酸（M6P），可，可特異地與特異地與Golgi復合體反面扁囊上的復合體

18、反面扁囊上的甘露糖甘露糖-6-磷酸受磷酸受體體結合，從而達到分裝的目的結合，從而達到分裝的目的受體受體異噬性溶酶體 作用底物是外源性的，常見于單核吞噬細胞系統各種殘余體示意圖各種殘余體示意圖 2.自噬作用：溶酶體消化細胞自身受損傷的細 胞結構、衰老的細胞器或細胞器碎 片的過程。自噬作用的意義： 細胞新陳代謝的重要方式。如線粒體的平 均壽命約10天，核糖體約5天。 機體和細胞的自我保護。應激狀態時自噬 作用會大大增加。如饑餓、受損傷或快要 死亡的細胞等。具有分泌功能的細胞，常 可通過自噬作用來調節細胞的分泌活動。頂體SiO2 肺內巨噬細胞 成纖維化因子 溶酶體 肺組織纖維化 破壞溶酶體膜 肺彈性降低功能受損 水解酶釋放 細胞自溶鼠肝細胞超薄切片所顯示的過氧化物酶體（鼠肝細胞超薄切片所顯示的過氧化物酶體（P）和其它細胞器如線粒體（和其它細胞器如線粒體（M）等等（Albert et al. ，1989）u氧化酶能氧化多種底物氧化酶能氧化多種底物 u過氧化氫酶可催化分解過多的過氧化氫過氧化氫酶可催化分解過多的過氧化氫129nT因子：肽基轉移酶催化P位上的氨酰基