1、從核纖層蛋白角度分析早衰癥發病機制。 （一大班16人，學號：512711900129 ， 5117139018 ）2. 請介紹microRNA。 （二大班16人：512712900129）3. 請介紹端粒和端粒酶的工作原理。 （四大班17人，學號：512714900532 ）4. 從細胞器及細胞水平談談類風濕性關節炎的發病機制。 （六大班12人，學號：512716900130 ）討論課（第一次）4月12日之前發送至： 810張幻燈片，討論時間約10分鐘；同班，4人/組，自由組合；請注明小組成員姓名、學號；作業要求蛋白質是否能夠發揮功能的調控環節（1）量：合成 量：降解或清除（2）結構：構象，折

2、疊，裝配（3）位置：去向和定位（4）活性：水解 修飾 （磷酸化、泛素化、SUMO化、乙酰化）需要被清除的蛋白質的去向溶酶體蛋白酶體“衰老的” “錯誤的” “多余的”第五章 細胞質（cytoplasm）第一節 核糖體（ribosomes）第二節 蛋白酶體（proteasome）第三節 內質網（endoplasmic reticulum）第四節 高爾基體（Golgi complex）第五節 溶酶體（lysosome）第六節 過氧化物酶體（peroxisome）第七節 線粒體（mitochondrion）for the discovery of ubiquitin-mediated protein

3、degradation The Nobel Prize in Chemistry 2004第二節 蛋白酶體（proteosome）一、泛素蛋白酶體系統（ubiquitin-proteasome system， UPS） 泛素（ubiquitin）: 一種含76個氨基酸的多肽,作為標簽結合到要被降解的蛋白質上。ubiquitin 蛋白酶體（proteasome）: 大型桶狀的蛋白復合體,具有蛋白水解酶的活性，能將蛋白質降解成肽和氨基酸。細胞質和細胞核內均有分布。化學成分：蛋白質復合體結構：桶狀 19S 調節顆粒 “帽”20S 核心顆粒最常見的蛋白酶體：26S蛋白酶體二、泛素蛋白酶體介導的蛋白質降

4、解(蛋白質質量控制系統) 蛋白質翻譯后修飾-泛素化 被降解的蛋白在三類酶（E1、E2、E3）的次第作用下，與至少4個泛素分子結合（多聚泛素化），從而被泛素分子“標記”，能夠被蛋白酶體識別后降解。第五節 溶酶體（lysosome）“衰老的” “錯誤的” “多余的”需要被清除的蛋白質的去向溶酶體蛋白酶體 單層膜包圍的小囊泡,內含50多種酸性水解酶。 有較高電子密度一、溶酶體的形態和特性 Lysosomes are membranous organelles which contain acid hydrolases for the controlled degradation of macromo

5、lecules.酶的特性:1.最適pH362.多為帶負電荷的糖蛋白膜的特性:1.質子泵2.有轉運蛋白3.膜蛋白高度糖基化1.溶酶體的特征糖基酸性水解酶2. 溶酶體的形成與胞吞密切相關溶酶體酶蛋白的來源異體吞噬自體吞噬溶酶體消化底物的來源3.溶酶體的類型（1）異體吞噬泡（heterophagic vacuole）（2）自體吞噬泡（autophagic vacuole）（3）分泌自噬泡（crinophagic vacuole）（4）殘余體（residual body）異體吞噬泡（heterophagic vacuole）自體吞噬泡（autophagic vacuole）Electron micro

6、graphs of an insulin-secreting cell in which the insulin molecules have been labeled with anti-insulin antibodies bound to tiny colloidal gold spheres. Most of the insulin is stored in the dense cores of secretory vesicles; in addition, some cores are being degraded in lysosomes.抗胰島素抗體標記胰島素分子分泌自噬泡（c

7、rinophagic vacuole）殘余體（residual body）二、溶酶體的功能 1.溶酶體參與的消化活動（1） 胞吞物質的消化 異噬作用（heterophagy） 吞噬作用與吞飲作用（2）細胞自身物質的消化 自噬作用（autophagy）（3）細胞外物質的消化Autophagy and Phagocytosis異噬作用和自噬作用中性細胞的吞噬作用巨噬細胞的吞噬作用自噬作用（autophagy）自體吞噬泡（autophagic vacuole）細胞內一部分細胞質和細胞器及其內含物由雙層膜包裹形成自噬小體。自噬小體與溶酶體融合，形成自噬溶酶體，內容物被消化，這種現象為自噬。生理和病理狀

8、態下均可出現。自噬的種類（進展）1.macroautophagy2.microautophagy3.Chaperone-mediated autophagy (CMA)哺乳動物細胞和酵母細胞的自噬種類自噬的過程 2.溶酶體與細胞功能活動 （1）消除異物（有吞噬功能的細胞）（2）提供營養物質（消化大分子營養物質）（3）更新細胞成分（廢物利用）（4）參與激素分泌的調節（去除多余激素）三、溶酶體與疾病儲積病（storage disease）I-細胞病（Inclusion cell disease）硅肺溶酶體酶不能消化底物，導致溶酶體酶的釋放。溶酶體酶不能形成分選信號先天缺乏某些溶酶體酶I-細胞病（I

9、nclusion cell disease）缺乏N-乙酰氨基葡萄糖磷酸轉移酶細胞質基質內質網 核糖體線粒體過氧化物酶體細胞核高爾基體細胞膜溶酶體細胞外第七節 線粒體（mitochondrion） 線粒體是真核細胞進行氧化和能量轉換的主要場所，被喻為細胞的“動力工廠”或“換能中心”。一、線粒體的形態特性 顯微結構：線狀，顆粒狀亞顯微結構：兩層單位膜構成的膜囊結構1.線粒體的一般形狀和分布（1）線粒體外膜（2）線粒體內膜 （通透性很低，多種轉運蛋白）嵴（cristae）基粒（elementary particle）外腔（膜間腔）2.線粒體的超微結構及組成孔蛋白（porin） ATP酶復合體（F0F

10、1復合體）頭部(F1因子)（ATP酶，ATP合成酶）基片(F0因子)（質子通道）F1因子F0因子ATP酶復合體基粒(3)線粒體內腔 （基質腔）線粒體核糖體（70S）線粒體DNA（雙鏈環狀，可多個）基質顆粒（matrical granule）（含鈣等無機物）二、線粒體與細胞的物質氧化和能量轉換細胞內的主要供能物質糖類、蛋白質、脂類等糖類、蛋白質、脂類等（細胞內的主要供能物質）太陽能如何轉換成細胞化學能？糖類、蛋白質、脂類等葡萄糖、氨基酸、脂肪酸等太陽能動、植物ATP細胞質線粒體基質線粒體內膜多糖葡萄糖丙酮酸脂肪酸脂肪氨基酸蛋白質乙酰輔酶A三羧酸循環電子傳遞和氧化磷酸化ATPglucose（1）糖

11、酵解(細胞質基質) （2）乙酰輔酶A的形成(線粒體基質) （3）三羧酸循環（TAC）(線粒體基質)（4）電子傳遞和氧化磷酸化(線粒體內膜) 1.葡萄糖有氧代謝的簡要過程多糖葡萄糖丙酮酸乙酰輔酶A三羧酸循環電子傳遞和氧化磷酸化ATP 物質氧化所釋放的可利用能量都以高能電子的形式由電子載體NAD+和FAD+從底物中移出，并經線粒體內膜上的電子傳遞鏈進一步氧化。氫負離子（H:）H+ 2e高能電子2e1/2 O2電子傳遞鏈O22H+H2OC6H12O6+6O2+6H2O 12H2O+6CO2ATP電子傳遞以氫負離子從NADH中分離開始電子傳遞鏈？復合物輔酶Q復合物細胞色素C復合物FADH2復合物2e2

12、e2e2e2e2e1/2O22e2eNADH電子傳遞鏈組分及反應序列示意圖復合物：NADH-CoQ氧化還原酶復合物: 琥珀酸 CoQ氧化還原酶復合物: CoQ細胞色素c氧化還原酶復合物: 細胞色素c氧化酶 電子從一個分子傳遞給另一個分子 電子傳遞的過程是一個不斷進行氧化 和還原反應的過程 電子傳遞是定向的，O2對電子具有最大的親和力 電子傳遞過程中有3次大的能量釋放 電子釋放的能量驅動質子的泵出 質子由傳遞鏈上的3個酶復合體泵出，形成跨膜的電化學質子梯度(electrochemical proton gradient)電子傳遞鏈質子動力勢（proton-motive force） 在線粒體內膜

13、兩側形成跨膜的電化學質子梯度,能量轉化為質子動力勢,驅動質子從濃度高的膜間腔向基質腔移動。膜電位化學梯度化學滲透偶聯磷酸化作用ATP合成結合改變機制（binding-change mechanism）三種構象的循環改變：O（open） L（low） T（tight）氧化磷酸化（oxidative phosphorylation） 氧化過程物質氧化高能電子氧ADP+Pi ATP質子動力勢energyenergy磷酸化過程 將生物氧化所釋放能量的轉移過程與ADP的磷酸化過程結合起來，而將生物氧化釋放的能量轉移到ATP的高能磷酸鍵中，又稱氧化磷酸化偶聯。氧化磷酸化（oxidative phospho

14、rylation） glucose（1）糖酵解(細胞質基質) （2）乙酰輔酶A的形成(線粒體) （3）三羧酸循環（TAC）(線粒體基質)（4）電子傳遞和氧化磷酸化(線粒體內膜) 葡萄糖有氧代謝的簡要過程：三、線粒體與凋亡,線粒體與活性氧 主要由位于內膜的腺苷酸轉位子（Adenine nucleotide translocator，ANT）和位于外膜的電壓依賴的陰離子通道（Voltage dependent anion channel，VDAC）等蛋白所組成，PT孔開放會引起線粒體跨膜電位下降和細胞色素c釋放。 線粒體PT孔（permeability transition pore）三、線粒體與

15、凋亡,線粒體與活性氧活性氧（reactive oxygen species，ROS） 是生物體內產生的超氧陰離子（O2-）、羥自由基（HO-）、一氧化氮（NO）等活性含氧化合物的總稱，對蛋白質、脂類和DNA具有潛在的損傷作用。1.線粒體DNA2.線粒體的蛋白質合成四、線粒體的遺傳與半自主性線粒體的起源線粒體是一種半自主性的細胞器1.線粒體DNA： 雙鏈環狀（H鏈和L鏈） 基因排列緊密 復制方式：半保留方式，但先后進行 轉錄和翻譯緊密聯系 線粒體遺傳密碼與通用密碼有所差異人線粒體DNA編碼的基因分布模式圖37個結構基因：2種rRNA 22種tRNA 13種蛋白質編碼序列線粒體的蛋白質合成核DNA

16、編碼的線粒體蛋白質的運輸1.線粒體病（mitochondrial diseases，MD） 特點：MD多數由于線粒體DNA改變而引起。MD具有母系遺傳的特點。MD多為神經、肌肉系統疾病。2.線粒體與衰老：與mtDNA有關五 線粒體與人類疾病和衰老Leber遺傳性視神經病（LHON）： ND4* 11778GA，精氨酸組氨酸 ND1* 3460GA，丙氨酸絲氨酸 肌陣攣性癲癇和粗糙紅纖維綜合征（MERRF）： tRNALys : 8334AG；8356TC神經性肌虛弱,共濟失調及色素性視網膜炎綜合征(NARP): H+-ATP酶: 8993TG，亮氨酸精氨酸第六節 過氧化物酶體（peroxiso

17、me）一、過氧化物酶體的形態與特性細胞內利用氧的細胞器，使細胞免受高氧的毒害。蛋白質來自游離核糖體，膜脂來自糙面內質網。 二、過氧化物酶體的功能 RH2+H2O2R+2H2O過氧化氫酶RH2+O2R+2H2O2氧化酶3）參與脂肪酸的分解 氧化酶、過氧化氫酶（標志酶）、過氧化物酶1）解毒作用2）調節細胞氧張力本章小結 細胞質由細胞器、細胞內含物、細胞骨架、核糖體、中心體、細胞質基質等部分構成。其中，除細胞質基質外其余都為有形成分。細胞質基質為細胞提供了內環境，并和這些有形成分存在廣泛的交流。 核糖體是細胞合成蛋白的場所，整個合成過程中mRNA作為模板；tRNA解譯遺傳密碼，轉運相應的氨基酸；rR

18、NA為前兩者提供結合的位點，并催化相關的反應。合成分起始、延長、終止三個步驟。 內質網由膜包圍而成，分糙面內質網和光面內質網，兩者在形態、功能上都有所不同。糙面內質網是胞內脂類合成和蛋白加工的重要場所。本章小結 高爾基體是一種有極性的細胞器，主體由多個扁平膜囊堆構成，在其順面和反面各有一些膜泡。高爾基體的功能除了對蛋白質和脂類進行加工外，還有對蛋白質的分選作用。 溶酶體是膜性的泡狀結構，內含多種酸性水解酶。在細胞內負責各種消化活動，包括胞吞物質的消化、細胞自身物質的消化以及胞外物質的消化。 過氧化物酶體是一種球形或卵球形的膜性細胞器，內含氧化酶、過氧化氫酶和過氧化物酶。具有消除胞內過氧化氫、調節細胞氧張力以及參與對脂肪酸的分解等作用。本章小結 線粒體是胞內除