2009-2010學(xué)年細(xì)胞生物學(xué)總結(jié)basedonTerryhe,bySophieChang1/45編者說明：本版資料與張元鳴飛版知識點(diǎn)總結(jié)內(nèi)容類似，各有優(yōu)劣，可自行選擇進(jìn)行復(fù)習(xí)。2014版學(xué)習(xí)部必修課總結(jié)細(xì)胞生物學(xué)編寫組細(xì)胞生物學(xué)知識點(diǎn)總結(jié)第一篇：緒論1：原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的異同點(diǎn)及代表****：1）原核細(xì)胞的特點(diǎn)：原核細(xì)胞都不具有有膜包被的細(xì)胞核，只有細(xì)胞外膜系統(tǒng)而沒有內(nèi)膜系統(tǒng)；代表：支原體：最小最簡單的細(xì)胞細(xì)菌、藍(lán)綠藻（亦稱青菌）2）真核細(xì)胞特點(diǎn)：有成形細(xì)胞核、內(nèi)膜系統(tǒng)構(gòu)成的細(xì)胞器和細(xì)胞骨架；代表：酵母菌（yeast）：最簡單的真核細(xì)胞植物細(xì)胞、動物細(xì)胞2：細(xì)胞特性：原核細(xì)胞與真核細(xì)胞共有的特性（證明二者具有共同祖先，真核由原核進(jìn)化而來）：1．在DNA分子中用相同的密碼編寫遺傳信息；2．相似的遺傳信息轉(zhuǎn)錄與翻譯機(jī)制，相似的核糖核蛋白體；3．相似構(gòu)造的質(zhì)膜；4．共同的能量代謝途徑（糖酵解和三羧酸循環(huán)）；5．以ATP形式保存和利用化學(xué)能；6．相似構(gòu)造的蛋白酶體（消化蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)）。真核細(xì)胞和原核細(xì)胞的不同特性對比**：______________________________________________________________________________原核細(xì)胞真核細(xì)胞_______________________________________________________________________________細(xì)胞大小1~10mm10~100mm核擬核，無核被膜有真核：核被膜、核膜孔、核仁DNA含量低，呈環(huán)形，含量高，呈線形，在核內(nèi)不與蛋白質(zhì)結(jié)合與蛋白質(zhì)相結(jié)合，構(gòu)成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的染色體基因組單拷貝基因雙拷貝基因（二倍體）細(xì)胞器沒有膜性細(xì)胞器和區(qū)室化有膜性細(xì)胞器（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、胞內(nèi)體、過氧化酶體等），細(xì)胞內(nèi)區(qū)室化胞內(nèi)運(yùn)輸直接擴(kuò)散除直接擴(kuò)散外還借助于細(xì)胞骨架、膜管網(wǎng)及囊泡運(yùn)輸骨架系統(tǒng)無細(xì)胞骨架系統(tǒng)有（細(xì)胞質(zhì)骨架與核骨架——微絲、微管、中間纖維）基因表達(dá)轉(zhuǎn)錄、翻譯同時同處進(jìn)行先在核中轉(zhuǎn)錄,后在細(xì)胞質(zhì)中翻譯調(diào)控機(jī)制簡單多層次調(diào)控，包括：操縱子轉(zhuǎn)錄前：基因重排、擴(kuò)增、甲基化啟動子轉(zhuǎn)錄水平：多種轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄后水平：RNA拼接翻譯水平翻譯后：磷酸化、糖基化、硫酸化、酯酰化第七章：質(zhì)膜1：質(zhì)膜（PM）的化學(xué)組成質(zhì)膜的化學(xué)成分為膜脂、膜蛋白和膜復(fù)合糖。膜脂與膜蛋白兩類分子以非共價鍵結(jié)合構(gòu)成質(zhì)膜的主體，糖與膜脂共價結(jié)合形成糖脂，糖與膜蛋白共價結(jié)合形成糖蛋白。簡述如下：1）質(zhì)膜上的脂類有磷脂（phospholipid）、膽固醇（cholesterol）和糖脂（glycolipid）三種。(1)磷脂：構(gòu)成細(xì)胞膜的基本成分。極性極強(qiáng)，有極性頭部（磷脂）和非極性尾部（脂肪酸烴鏈），稱雙親性分子amphipathiemolecule或兼性分子。分甘油磷脂（甘油骨架）和鞘磷脂（鞘氨醇骨架）兩類。 (2)膽固醇：膽固醇是也是雙親性分子（極：羥基；非極：甾環(huán)和烴鏈），散布于磷脂分子之間，調(diào)節(jié)膜的流動性，增加膜的穩(wěn)定性，降低水溶物質(zhì)的通透性并有助于穩(wěn)定膜蛋白的構(gòu)象。(3)糖脂：共價結(jié)合糖鏈的脂質(zhì)，神經(jīng)細(xì)胞膜上含量較高。雙親性分子（極：糖基，決定糖脂類型；非極：烴鏈）。動物細(xì)胞質(zhì)膜中的糖脂主要是鞘糖脂（glycosphingolipid，GSL），其脂質(zhì)部分為神經(jīng)酰胺（ceramid=神經(jīng)鞘氨醇+脂肪酸）。含唾液酸的GSL成為神經(jīng)節(jié)苷脂（gangliodide,Gg）,它是神經(jīng)元質(zhì)膜特征性成分，也是一類膜上受體（神經(jīng)遞質(zhì)和毒素）。ABO血型抗原亦為糖脂，其寡糖部分決定抗原特異性。（4）人工膜-脂質(zhì)體（liposome）：是由磷脂分子在水相中形成的脂雙層封閉結(jié)構(gòu)，可用于細(xì)胞膜的研究、轉(zhuǎn)基因、疾病診斷及治療。2）質(zhì)膜上的蛋白質(zhì)膜蛋白承擔(dān)和執(zhí)行質(zhì)膜的各種功能，功能不同的細(xì)胞其膜蛋白的含量有極大差別。膜蛋白占已知藥物靶標(biāo)的近70%。動物細(xì)胞質(zhì)膜上包含催化細(xì)胞物質(zhì)代謝的各種酶蛋白，運(yùn)輸各種物質(zhì)和各種離子的載體蛋白和通道蛋白，質(zhì)膜上還有接受細(xì)胞外界信號和傳遞信息的各種受體蛋白。以上各種蛋白也同時維持細(xì)胞膜的完整結(jié)構(gòu)，依質(zhì)膜上蛋白與膜脂結(jié)合方式及所處位置的不同可分為：（1）內(nèi)在蛋白intrinsic或整合蛋白integral（跨膜/鑲嵌） 特征：a.全部或部分插入細(xì)胞膜內(nèi)，直接與脂雙層的疏水區(qū)域相互作用b.具有特征性的疏水性氨基酸序列（一般形成跨膜alpha螺旋區(qū)）c.具有親脂性或疏水性的特點(diǎn)，不易分離（去垢劑或有機(jī)溶劑抽取）d.由粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成，經(jīng)高爾基體加工修飾，通過囊泡運(yùn)輸至質(zhì)膜。e.占膜蛋白總量70%~80% 分類與舉例:單次跨膜蛋白（TypeI—N外C內(nèi)；TypeII—相反）：RBC上的MN血型糖蛋白 多次跨膜蛋白：RBC上的帶III蛋白（band3）=AE1（aniontransporter）（2）外在蛋白extrinsic或外周蛋白peripheral特征： a.分布于膜的內(nèi)或外表明，不與脂雙分子層的疏水內(nèi)部接觸 b.通過靜電作用、離子鍵及氫鍵與膜質(zhì)的極性頭部非共價結(jié)合，或通過與內(nèi)在蛋白特異性結(jié)合固定在膜上 c.具有親水性 d.易從膜上分離（改變?nèi)芤旱碾x子強(qiáng)度、PH、鰲合劑） e.約占膜蛋白總量的20%~30%舉例：RBC質(zhì)膜中的血影蛋白（spectrin）和錨定蛋白（ankyrin），與band3共同穩(wěn)定RBC膜結(jié)構(gòu)（3）脂錨定膜蛋白（lipidanchoredmembraneproteins）。 特征：膜蛋白的肽鏈并不嵌入膜中，而以其共價連接的烴鏈插入與膜質(zhì)雙層的外葉或內(nèi)葉。 分類及舉例： 酰化蛋白，如Src蛋白 異戊烯化蛋白，如Ras蛋白 GPI錨定膜蛋白（能錨定多種表明抗原、粘附分子和細(xì)胞表面水解酶），如癌胚抗原CEA3.質(zhì)膜的糖類存在方式為糖綴合物（glycoconjugates，或糖復(fù)合物）：由糖類與非糖分子通過糖苷鍵共價結(jié)合而成，包括糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂(1)糖脂：為共價結(jié)合糖鏈的脂質(zhì)，高等動物組織中的糖脂主要是鞘糖脂。(2)糖蛋白：為共價結(jié)合糖的蛋白質(zhì)，其糖鏈位分支的寡糖鏈，可分為N-糖鏈（GlcNAcβ→Asn）和O-糖鏈（GalNAcα→Ser/Thr）。糖蛋白有的是受體，如紅細(xì)胞質(zhì)膜上的血型糖蛋白A。(3)蛋白聚糖：單體由核心蛋白質(zhì)與一至數(shù)百條糖鏈共價結(jié)合構(gòu)成，其糖鏈為無分支的直鏈多糖，主要有重復(fù)的二糖單位構(gòu)成，其二糖單位中普遍含有氨基糖（GlcNAc或GalNAc），故稱為氨基聚糖(GAG)。質(zhì)膜的復(fù)合糖——細(xì)胞外被cellcoat：質(zhì)膜外表面的覆蓋物，因為富含糖類物質(zhì)，故又稱糖萼glycocalyx。糖萼所攜帶的密密可能與遺傳密碼一樣重要，因為它負(fù)責(zé)這細(xì)胞賴以生存的無數(shù)識別功能。動物細(xì)胞糖萼的特點(diǎn)是含有大量唾液酸等負(fù)電荷的糖殘基，因而是細(xì)胞表面呈現(xiàn)負(fù)電性。膜糖類的功能：提高膜的穩(wěn)定性能夠，增強(qiáng)膜蛋白對細(xì)胞外基質(zhì)中蛋白酶的抗性；參與細(xì)胞的信號識別、細(xì)胞粘附；細(xì)菌和病毒感染的識別和結(jié)合位點(diǎn)。2：流動鑲嵌模型（fluidmosaicmodel） a.膜脂分子的極性頭向外、非極性尾向內(nèi)，尾對尾排列形成脂質(zhì)雙分子層； b.膜蛋白由內(nèi)在蛋白和外在蛋白構(gòu)成 c.內(nèi)在蛋白通過疏水區(qū)鑲嵌在脂質(zhì)雙分子層中，外在蛋白主要靠靜電力與膜的內(nèi)或外表面相互作用 d.生物膜具有“流動性”和不對稱性3：脂筏模型(lipidraftsmodel)：1997年K.Simons等提出，生物膜脂雙分子層中存在由鞘磷脂和膽固醇富集而成的有序微功能域，這些微功能域是鞘磷脂和膽固醇的動態(tài)集合，如同“脂筏”一樣，脂筏上載著蛋白質(zhì)，該模型強(qiáng)調(diào)質(zhì)膜的流動性并非是絕對的，而是有相對靜止的“脂筏”；脂質(zhì)雙層脂筏不同：外層主為鞘脂、膽固醇和GPI-錨定蛋白、質(zhì)膜內(nèi)葉主要含有許多酰化蛋白質(zhì)，尤其是信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白，內(nèi)外葉脂筏相互偶聯(lián)；脂筏的主要功能：A：信息跨膜轉(zhuǎn)到有關(guān)；B：與脂和蛋白質(zhì)的跨膜運(yùn)輸及病毒出入質(zhì)膜有關(guān)。4：質(zhì)膜的特性：1）質(zhì)膜在結(jié)構(gòu)和功能上的不對稱性： a.膜脂：脂雙層中，脂分子不均勻分布；質(zhì)膜內(nèi)外兩葉磷脂含量比例不同 b.膜蛋白：每種膜蛋白分子在細(xì)胞膜上都具有明確的方向性和分布的區(qū)域性 c.膜復(fù)合糖：只分布在細(xì)胞質(zhì)膜的外表面 d.質(zhì)膜功能：各種物質(zhì)與離子的輸送以及各種信號的接收與傳遞具有方向性2）質(zhì)膜的流動性： a.膜質(zhì)分子的運(yùn)動：側(cè)向擴(kuò)散、自旋運(yùn)動、擺動（彎曲運(yùn)動）、伸縮振蕩、翻轉(zhuǎn)運(yùn)動、碳?xì)滏湹漠悩?gòu)化互變 b.膜蛋白分子的運(yùn)動：側(cè)向擴(kuò)散、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 c.影響膜質(zhì)與膜蛋白運(yùn)動性的各種因素：A：脂肪酸鏈的長度和不飽和度：短、不飽和度高，流動性大；B：膽固醇的含量：高則降低流動性；C：卵磷脂和鞘磷脂的比例：卵磷脂不飽和度高，含量多則流動性高；D：蛋白質(zhì)：與膜脂分子相互作用，膜內(nèi)在蛋白越多，流動性越小；E：溫度和離子濃度等第八章細(xì)胞質(zhì)1：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的基本概念：細(xì)胞質(zhì)（cytoplasm）：細(xì)胞質(zhì)膜以內(nèi)核以外的部分，包括：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（cytosol）、細(xì)胞器（organelle）、內(nèi)含物（inclusion）等；細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（cytosol）：真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中除去可以分辨的有形結(jié)構(gòu)以外的膠狀物質(zhì)。又稱細(xì)胞液（cellsap）、透明質(zhì)（hyaloplasm）、胞質(zhì)溶膠、可溶相等。其中含有水、無機(jī)離子、脂類、糖類、氨基酸、核苷酸、RNA、蛋白質(zhì)（20%~30%）等。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的基本功能有：參與許多中間代謝過程；參與蛋白質(zhì)的合成、修飾、與選擇性降解；與細(xì)胞質(zhì)骨架相關(guān)的功能（維持細(xì)胞形態(tài)、運(yùn)動、細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸及能量傳遞、為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中其他成分和細(xì)胞器提供錨定位點(diǎn)）細(xì)胞器：單層膜的細(xì)胞器/內(nèi)膜系統(tǒng)——內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、過氧化物酶體、膜性小泡等雙層膜的細(xì)胞起：線粒體、葉綠體、細(xì)胞核不具有界膜的結(jié)構(gòu)：細(xì)胞骨架系統(tǒng)、核糖核蛋白體、蛋白酶體、中心體等 2：核糖核蛋白體的基本類型和化學(xué)組成核糖核蛋白體（ribosome）：簡稱核蛋白體或核糖體，由蛋白質(zhì)和RNA組成的無被膜包被的顆粒狀結(jié)構(gòu)，唯一功能是以RNA為模板按照mRNA的指令由氨基酸高效而精確的合成肽鏈。基本類型有：1）70S：存在于原核細(xì)胞中；2）80S：存在于真核細(xì)胞中；兩者均由大小不同的兩個亞基構(gòu)成。主要化學(xué)組成：1）rRNA:處于核糖核蛋白酶體內(nèi)部，在核仁內(nèi)加工合成（5SrRNA除外），占60%；原核細(xì)胞rRNA包括：23S、5S、16S亞基；真核細(xì)胞rRNA包括：28S、5.8S、5S、18S亞基2）r蛋白質(zhì)：核糖核蛋白體表面，占40%；二者非共價結(jié)合。rRNA的前體轉(zhuǎn)錄以后與蛋白質(zhì)結(jié)合，形成復(fù)合體，在加工形成不同亞基，由核轉(zhuǎn)運(yùn)到胞質(zhì)中再形成成熟的核糖核蛋白體。核糖核蛋白體是一種動態(tài)結(jié)構(gòu)，只有在參與翻譯過程時，大小亞單位才結(jié)合，肽鏈合成終止后，大小亞單位解離。（小亞基上有mRNA結(jié)合位點(diǎn)，倆個亞基夾有tRNA結(jié)合位點(diǎn)——A=aminoacylsite,P=peptidylsite,E=exit）3：蛋白酶體的結(jié)構(gòu) 真核細(xì)胞中蛋白質(zhì)降解的兩條途徑：a.溶酶體內(nèi)降解：不依賴ATP，在溶酶體內(nèi)進(jìn)行，降解細(xì)胞外源蛋白和內(nèi)源長壽蛋白及衰老、缺陷細(xì)胞器中的蛋白質(zhì)b.泛素-蛋白酶體途徑：依賴ATP，在蛋白酶體內(nèi)進(jìn)行，降解細(xì)胞內(nèi)異常蛋白及短壽命蛋白真核細(xì)胞中蛋白酶體存在于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核，是分解內(nèi)源性蛋白質(zhì)的主要酶系統(tǒng)。真核細(xì)胞中蛋白酶體在密度梯度離心中的沉降系數(shù)為26S，又稱為26S蛋白酶體。26S蛋白酶體由一個20S核心顆粒（coreparticle，CP）和1‐2個19S調(diào)節(jié)顆粒（regulatorparticle,RP）組成1）20S蛋白酶體：是26S蛋白酶體的核心顆粒/催化核心。圓桶狀結(jié)構(gòu)，由4個環(huán)組成，每個環(huán)有7個亞單位。中間兩個內(nèi)環(huán)是β亞單位環(huán)，組成中心腔（centralcavity,CC），腔內(nèi)側(cè)存在催化活性位點(diǎn)；外環(huán)是α亞單位環(huán)，控制底物的進(jìn)出，僅允許解折疊的多肽通過。（1）α亞單位a.控制著被降解底物進(jìn)入蛋白酶體?α環(huán)中央口被α亞單位N末端肽鏈所占據(jù)，α環(huán)完全關(guān)閉?α3亞單位控制環(huán)口的關(guān)閉?7個亞單位均無催化活性，但可提供調(diào)節(jié)亞單位復(fù)合體的錨定位點(diǎn)?含核定位信號，可標(biāo)定蛋白酶體進(jìn)入核內(nèi)。b.允許降解產(chǎn)物出蛋白酶體（2）β亞單位a.真核細(xì)胞中，β環(huán)上各有3個活性位點(diǎn):?β5，糜蛋白酶樣（chymotrypsin‐like）活性，水解蛋白質(zhì)的疏水性aa殘基?β2，胰蛋白酶樣（trypsin‐like）活性，水解蛋白質(zhì)的堿性aa殘基?β1，肽－谷氨酰－肽水解活性(peptidylglutamyl‐peptidehydrolysing，PGPH)活性,水解酸性氨基酸殘基b.3個活性β‐亞單位以前體形式存在，經(jīng)自身剪切，使活性中心的蘇氨酸殘基暴露于成熟亞單位的N‐端。2）19S蛋白酶體：位于20S蛋白酶體的一端（26S）或兩端（30S），與20S蛋白酶體結(jié)合后可顯著提高其活性由17個不同的亞單位構(gòu)成，可分為：蓋部(lidsubcomplex)和基底部(basesubcomplex)（1）基底部位于20S核心顆粒的兩側(cè):6個ATPase亞單位，Rpt1‐6(Rpt，regulatoryparticleATPase)2個非ATPase亞單位，Rpn1、2(Rpn，regulatoryparticlenon‐ATPase)（2）蓋部由9個Rpn亞單位構(gòu)成，其中：Rpn11亞單位具有去泛素化作用，使泛素從Ub‐蛋白質(zhì)上釋放出來Rpn10連接基底部和蓋部（3）19S蛋白酶體的功能識別多泛素化的蛋白質(zhì)，Rpn10、Rpt5參與靶蛋白的識別打開α環(huán)口：基底部的Rpt亞單位直接與20S核心顆粒的7個α亞單位結(jié)合——ATP水解供能——底物蛋白質(zhì)解折疊并發(fā)生變形——α環(huán)口打開，將底物送入蛋白酶體3：泛素-蛋白酶體對靶蛋白的降解過程降解的蛋白質(zhì)種類——錯誤折疊或異常的蛋白質(zhì)/內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激；需要進(jìn)行數(shù)量調(diào)控的蛋白質(zhì)（靶蛋白的原則依據(jù)N-端原則：N端為Met穩(wěn)定，為Arg最不穩(wěn)定；降解信號：如周期蛋白破壞框和PEST序列等；蛋白質(zhì)疏水核心區(qū)的信號：錯誤折疊、非正常修飾等）(1)E1（泛素活化酶）的作用下，泛素活化(2)泛素分子由E1轉(zhuǎn)到E2（泛素偶聯(lián)/結(jié)合酶）(3)E3（泛素連接酶，有識別靶蛋白的功能）將泛素轉(zhuǎn)移到靶蛋白分子賴氨酸殘基的—NH2側(cè)鏈上(4)通過重復(fù)步驟(1)(2)(3)，使靶蛋白多聚泛素化，靶向蛋白酶體(5)26S蛋白酶體中19S調(diào)節(jié)顆粒基底部的Rpt5等亞單位識別與靶蛋白連接的多聚泛素鏈(6)在ATP水解供能的條件下，靶蛋白變性、進(jìn)入基底部.(7)靶蛋白通過受基底部Rpt2亞單位調(diào)節(jié)的20S復(fù)合體的環(huán)口(8)靶蛋白在催化腔內(nèi)降解，生成短肽(9)短肽穿出催化腔(10)在19S調(diào)節(jié)顆粒蓋部Rpn11的作用下靶蛋白與多聚泛素鏈間發(fā)生去泛素化其中E3在選擇靶蛋白的特異性中起關(guān)鍵作用，E3靶蛋白的種類廣泛涉及細(xì)胞周期調(diào)節(jié)因子、轉(zhuǎn)錄因子、細(xì)胞骨架調(diào)節(jié)因子以及細(xì)胞表面受體等，如APC降解M期周期蛋白幫助染色單體分離、活化NF-kappaB、SCF降解CKI（細(xì)胞周期調(diào)控蛋白）作用于G1/S的轉(zhuǎn)換、抗原加工 去泛素化酶能調(diào)節(jié)泛素前體產(chǎn)生有功能的泛素、促進(jìn)泛素再循環(huán)和逆轉(zhuǎn)泛素化反應(yīng)、促進(jìn)蛋白降解過程正常化。第九章：細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)（一）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)——葡萄糖-6-磷酸酶（G-6-Pase）1：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能1）蛋白質(zhì)的合成：三種蛋白——分泌蛋白、膜整合蛋白、膜限區(qū)室內(nèi)的駐留蛋白質(zhì)（包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)的可溶性蛋白和溶酶體酶蛋白等）2）蛋白質(zhì)的糖基化修飾：蛋白質(zhì)的糖基化是通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的多萜醇介導(dǎo)的。糖基化：指肽鏈的特定氨基酸殘基接受共價連接的糖基形成寡糖鏈的連續(xù)過程。N-連接的糖蛋白：GlcNAcβ→Asn，開始于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔，完成于高爾基體O-連接的糖蛋白：GalNAcα→Ser/Thr，主要在高爾基體內(nèi)完成N-連接的寡糖前體必需在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上多萜醇介導(dǎo)下才能轉(zhuǎn)移到蛋白質(zhì)分子上。 a.單糖在細(xì)胞質(zhì)中活化，形成UDP-單糖或GDP-單糖活化中間體 b.在特異性糖基轉(zhuǎn)移酶的催化下依次將單糖加到焦磷酸化的多萜醇上 c.當(dāng)形成(Man)5-(GlyNAc)2-p-p-(Dolichol)序列時，寡糖鏈分子翻轉(zhuǎn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)，繼續(xù)糖基化至14個糖基全部連接 d.當(dāng)出現(xiàn)特定的Asn-X-Ser/Thr序列時，整個預(yù)先合成好的寡糖前體經(jīng)糖基轉(zhuǎn)移酶的催化轉(zhuǎn)移到Asn，經(jīng)進(jìn)一步切割，形成新合成的糖蛋白共有序列（2GlcNAc+8Man）3）新生多肽鏈折疊的控制4）膜脂的合成和轉(zhuǎn)運(yùn)（出芽或以PEP蛋白在膜間轉(zhuǎn)運(yùn)）2：簡述粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)參與蛋白質(zhì)合成的過程（1）粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成蛋白質(zhì)所必需結(jié)構(gòu)組分： 信號肽（signalpeptide） 信號識別顆粒（signalrecognitionparticle,SRP） 信號識別顆粒受體（SRPreceptor） 轉(zhuǎn)位子（translocon） GTP提供能量來源——SRP和SRP受體可結(jié)合GTP并發(fā)揮GTP酶的活性，GTP被水解后，SRP-SRP受體解離，核糖體-新生肽鏈-轉(zhuǎn)位子復(fù)合物形成，新生多肽鏈向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)轉(zhuǎn)移（2）蛋白質(zhì)翻譯共轉(zhuǎn)位（cotranslationaltranslocation）過程 粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成蛋白的多肽鏈?zhǔn)且贿吅铣梢贿厪陌|(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的，這種邊翻譯邊轉(zhuǎn)運(yùn)的過程稱為翻譯共轉(zhuǎn)位。 可溶性蛋白質(zhì)翻譯共轉(zhuǎn)位：可溶性蛋白=分泌蛋白+內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的駐留蛋白等 跨膜蛋白質(zhì)翻譯共轉(zhuǎn)位： TypeI（N在ER內(nèi)，C在胞漿內(nèi)）：肽鏈中含有一個N端信號肽，引導(dǎo)多肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔后被切除；肽鏈內(nèi)部有止步錨定信號，其通過轉(zhuǎn)位子時肽鏈停止向腔內(nèi)移動而形成單次跨膜蛋白； TypeII（N+C-）&TypeIII（N-C+）：信號肽委員肽鏈內(nèi)部，稱為信號錨定序列（SA）或內(nèi)信號肽，SA序列被SRP識別，攜帶核糖體到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上作為開始轉(zhuǎn)位信號，SA不被剪切，保留在磷脂雙分子層中形成單次跨膜蛋白 TypeIV（多次跨膜蛋白）：蛋白序列中有多個SA和STA序列，以SA起始，SA與STA交替排列3：名解**信號肽（signalpeptide）：由位于mRNA的5′端起始密碼子之后信號密碼子（signalcodon）編碼的特殊肽段，具有指導(dǎo)核糖體結(jié)合于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，并使新生肽鏈插入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的作用；信號肽一般由15~30個氨基酸殘基組成，富含疏水性氨基酸，易形成α螺旋，有利于與磷脂雙分子層相互作用。信號肽在肽鏈成熟過程中，常被信號肽酶剪切。信號識別顆粒(SRP)：一種細(xì)長形含RNA的蛋白，由6條多肽鏈和一個7SLRNA組成；具有信號肽識別結(jié)構(gòu)域、與核糖體A位點(diǎn)結(jié)合的結(jié)構(gòu)域、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的SRP受體結(jié)合位點(diǎn)。它既能識別露出核糖核蛋白體之外的信號肽又能識別內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的SRP受體，通過其橋梁作用，使核糖體附著于ER膜上。SRP受體：為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的跨膜蛋白，又稱停泊蛋白（dockingprotein），含有α、β兩個亞基，α亞基含有SRP的結(jié)合部位、β亞基以疏水區(qū)錨定在ER膜上。轉(zhuǎn)位子（translocon）:又稱蛋白轉(zhuǎn)移器或跨膜通道；在哺乳動物中，其主要成分是與蛋白分泌有關(guān)的一種多肽Sec61p復(fù)合體，具有使新生多肽鏈穿過其中水溶性孔道進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的作用。**止步錨定序列(stop‐transferanchorsequence,STA)：新生跨膜蛋白質(zhì)肽鏈內(nèi)部的疏水性肽段，是停止信號，當(dāng)其進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜時，可使肽鏈停止向腔內(nèi)移動。**信號錨定序列(signalanchorsequence,SA)：處于新生肽鏈內(nèi)部的信號肽，可被SRP識別引導(dǎo)跨膜轉(zhuǎn)位，同時該序列不被剪切，在通過轉(zhuǎn)位子時可發(fā)揮錨定作用。多萜醇(dilichol)：一種長脂醇，其疏水尾部可與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的脂雙層緊密結(jié)合。其磷酸基可結(jié)合核心寡聚糖鏈，當(dāng)ER膜上有蛋白質(zhì)合成時，在糖基轉(zhuǎn)移酶作用下將寡糖鏈前體轉(zhuǎn)移到蛋白質(zhì)分子上形成N‐連接的糖蛋白。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)駐留蛋白：在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中合成的分泌蛋白經(jīng)囊胚運(yùn)至高爾基體，其中一部分含有KDEL/HDEL信號序列的蛋白質(zhì)被反運(yùn)回并滯留于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，能夠協(xié)助新生肽鏈折疊和轉(zhuǎn)運(yùn)。4：分子伴侶與多肽鏈折疊分子伴侶(Chaperone)：是一種在蛋白質(zhì)折疊和組裝中起到質(zhì)量控制作用的蛋白質(zhì)。這類蛋白質(zhì)能識別正在合成或部分折疊得多肽鏈，幫著這些多肽鏈進(jìn)行正確的折疊和組裝，但其本身并不參與最終產(chǎn)物的形成。例如：1）N‐連接的糖蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)折疊需要鈣聯(lián)結(jié)蛋白(Calnexin)和肌網(wǎng)蛋白(Calreticulin)分子伴侶發(fā)揮作用。一旦這些蛋白質(zhì)形成正確構(gòu)象或裝配完成，便以囊泡的形式運(yùn)輸?shù)礁郀柣w進(jìn)一步加工、修飾。2）IgG重鏈在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)折疊需要重鏈結(jié)合蛋白BiP（bindingprotein,BiP）分子伴侶發(fā)揮作用。3）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔是一種非還原性環(huán)境，多肽鏈極易形成不正確的二硫鍵，對其正確折疊帶來很大困難。蛋白二硫異構(gòu)酶(proteindisulfideisomerase,PDI)可以切斷二硫鍵，形成自由能比較低的蛋白構(gòu)象，以幫助新合成的蛋白重新形成二硫鍵并處于正確的折疊狀態(tài)。但仍不能正確折疊或組裝的蛋白質(zhì)分子，通過轉(zhuǎn)位子逆向運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞質(zhì)，然后經(jīng)泛素標(biāo)記而被蛋白酶體所降解。分子伴侶的作用——質(zhì)量控制(Qualitycontrol)（二）高爾基體1：**高爾基體的標(biāo)志酶運(yùn)輸小泡（vesicle小囊泡）——扁平囊（cisterna，潴泡，高爾基堆）——濃縮泡/分泌泡（vacuole）磷酸轉(zhuǎn)移酶：分選蛋白質(zhì)，大部分轉(zhuǎn)入高爾基體中間囊膜，少數(shù)有KDEL/HDEL內(nèi)質(zhì)網(wǎng)駐留蛋白特有信號序列的蛋白反向運(yùn)回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)甘露糖苷酶和N-乙酰氨基葡萄糖轉(zhuǎn)移酶的作用主要是對蛋白進(jìn)行糖基化修飾、糖脂的糖鏈形成以及多糖的合成半乳糖基轉(zhuǎn)移酶：加半乳糖，延長糖鏈唾液酸基轉(zhuǎn)移酶：加唾液酸2：高爾基體的極性：高爾基體是一種極性細(xì)胞器，極性表現(xiàn)為從順面到反面，其形態(tài)、化學(xué)組成以及功能上有很大差別。(1)形態(tài)區(qū)別：扁平囊的順面膜較薄，近似內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，囊腔小而狹，一般朝向細(xì)胞核；隨著順面向反面過渡，膜也逐漸加厚，至反面膜與質(zhì)膜近似。(2)化學(xué)組成區(qū)別：膜脂的種類和數(shù)量介于質(zhì)膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜之間；反面的膜較順面的膜含有更多的酶，能促使分泌物的濃縮、成熟。(3)功能區(qū)別：從順面到反面，不同的膜囊含有不同的酶，對來自rER的蛋白質(zhì)進(jìn)行有序的糖基化作用。具體內(nèi)容見上表。高爾基體極性的鑒定方法：嗜鋨反應(yīng)——順面；NADP酶反應(yīng)——中間幾層；CMP酶反應(yīng)——反面；TPP酶反應(yīng)——成熟面3：高爾基體參與糖蛋白質(zhì)的合成糖蛋白中有兩種寡糖鏈，一種是N‐連接的寡糖鏈，糖基合成開始于ER，完成于高爾基體；另一種是O‐連接寡糖鏈，是蛋白質(zhì)的酪氨酸、絲氨酸、蘇氨酸殘基側(cè)鏈羥基上的O原子與寡糖鏈共價相連，這種蛋白質(zhì)的糖鏈合成全部或主要在高爾基體完成。來自rER的N‐連接糖蛋白，以出芽的方式經(jīng)過小泡運(yùn)輸，轉(zhuǎn)運(yùn)到高爾基體進(jìn)一步加工修飾。其中分泌蛋白和膜蛋白，經(jīng)甘露糖苷酶Ⅰ和Ⅱ的作用，去掉大部分Man，接著由GlcNAc轉(zhuǎn)移酶Ⅰ和Ⅱ，將GlcNAc結(jié)合到留存的Man上，然后再經(jīng)半乳糖基轉(zhuǎn)移酶、唾液酸基轉(zhuǎn)移酶等作用，再加上半乳糖和唾液酸，完成糖鏈的修飾，最后釋放到高爾基體囊泡內(nèi)，運(yùn)輸、分泌到細(xì)胞外或保留在質(zhì)膜上。（三）溶酶體溶酶體Lysosome：是由一層單位膜包裹，內(nèi)含多種酸性水解酶類的囊泡狀細(xì)胞器，能分解各種內(nèi)源性和外源性物質(zhì)，被稱為細(xì)胞內(nèi)的消化器。1：溶酶體膜的特征 a.蛋白質(zhì)高度糖基化：防止自身被水解消化 b.具有質(zhì)子泵：依賴于ATP，維持溶酶體基質(zhì)內(nèi)的酸性環(huán)境 c.具有特殊的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白：將溶酶體消化水解產(chǎn)物運(yùn)出2：溶酶體的標(biāo)志酶和pH （M6P標(biāo)記的）酸性磷酸酶，發(fā)揮活性的pH為3~6，最適pH為53：簡述溶酶體的種類根據(jù)溶酶體是否與底物結(jié)合可分為：初級溶酶體(primarylysosome,LyorLy1)——不含作用底物，僅含水解酶，且酶處于潛伏狀態(tài)；圓形或卵圓形，直徑較小；內(nèi)含物電子密度均勻，不含有明顯的顆粒物質(zhì)。次級溶酶體(secondarylysosome,sLyorLy2)——內(nèi)含水解酶、底物及消化后的產(chǎn)物；形態(tài)不規(guī)則，體積較大；內(nèi)含物含有正在消化的顆粒或膜碎片。根據(jù)溶酶體酶作用的來源和消化程度，次級溶酶體又分為：異噬性溶酶體(heterolysosome)——消化的底物為外源性自噬性溶酶體(autolysosome)——消化的底物為內(nèi)源性殘體(residualbody)——是次級溶酶體消化作用的最后階段，由于酶的活力降低或消失，殘留一些不被消化的物質(zhì)，最終出胞或形成脂褐質(zhì)（外源）或髓樣結(jié)構(gòu)（內(nèi)源）多泡體(multivesicularbody)——是一種特殊形式的次級溶酶體，在單層膜包圍的基質(zhì)中有許多小泡溶酶體的消化過程：外源性物質(zhì)吞噬作用吞噬體與溶酶體融合吞噬溶酶體殘體出胞或形成脂褐素內(nèi)源性物質(zhì)吞噬作用吞噬體與溶酶體融合吞噬溶酶體髓樣結(jié)構(gòu)4：溶酶體酶的形成和轉(zhuǎn)運(yùn)***溶酶體的酶是在rER的核糖體上合成的，然后進(jìn)入ER腔被糖基化，形成N‐連接糖蛋白。折疊形成信號斑(signalpatch)，它被高爾基體順面的N‐乙酰氨基葡萄糖磷酸轉(zhuǎn)移酶識別，將GlcNAc‐P加到寡糖鏈的一或兩個Man殘基上，然后再經(jīng)GlcNAc‐磷酸二酯酶的作用切去GlcNAc殘基，形成M6P標(biāo)記的水解酶。帶有磷酸基團(tuán)的甘露糖，不被高爾基體的甘露糖苷酶Ⅰ、Ⅱ剪切，亦不能加上半乳糖或唾液酸。在TGN處，因含有M6P的受體(MPR)，通過M6P與MPR相互識別并結(jié)合，包裝出芽形成特異的運(yùn)輸小泡。運(yùn)輸小泡與晚期胞內(nèi)體(lateendosome)融合，使水解酶從MPR上分離，MPR再返回到TGN再被利用。*答題要點(diǎn)：(1)rER中：翻譯共轉(zhuǎn)位；折疊成信號斑；(2)CGN中：磷酸轉(zhuǎn)移酶作用下磷酸化形成M6P標(biāo)志；(3)TGN中：受體識別M6P包裹，形成溶酶體。5：溶酶體的功能A.細(xì)胞內(nèi)消化作用：包括a.異體吞噬作用(heterophagocytosis)/營養(yǎng)作用(nutrition)：將攝入細(xì)胞內(nèi)的大分子物質(zhì)分解成可溶性小分子物質(zhì)，被細(xì)胞質(zhì)所利用。b.自體吞噬作用(autophagocytosis)/細(xì)胞新陳代謝自我更新：清除無用的生物大分子、衰老的細(xì)胞器及損傷和死亡的細(xì)胞B.自溶作用(autocytolysis)a溶酶體膜破裂，酶釋放出來，導(dǎo)致細(xì)胞自身溶解、死亡。b.蝌蚪發(fā)育過程中尾巴消失c.精子受精過程C.粒溶作用(granulolysis)：溶酶體分解細(xì)胞內(nèi)剩余營養(yǎng)顆粒的作用。D.防御作用(defence)：將外源性的有害因子(如細(xì)菌、病毒等)消化分解。臨床意義：（一）先天性溶酶體病：由于基因缺陷使溶酶體中缺乏某種水解酶，致使相應(yīng)的作用底物不能被降解而積蓄在溶酶體內(nèi)，造成細(xì)胞代謝障礙而導(dǎo)致疾病。Tay-Sachsdisease（黑朦病）：氨基己糖酶A缺乏，使得神經(jīng)節(jié)苷脂GM2不能被降解；Inclusion-celldisease（I-細(xì)胞病）：由于溶酶體缺失M6P，而使其無法聚集到溶酶體中，未消化的底物蓄積在溶酶體中形成大包涵體。（二）矽肺/石棉肺SiO2—……—吞噬溶酶體——矽酸——溶酶體膜破裂、巨噬細(xì)胞死亡——釋放的矽酸顆粒又被其它巨噬細(xì)胞吞噬——大量巨噬細(xì)胞死亡——刺激成纖維細(xì)胞分泌大量膠原——肺泡彈性下降——矽肺（三）類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎：認(rèn)為是由于細(xì)胞內(nèi)溶酶體膜脆性增加，溶酶體局部釋放（膠原酶侵襲軟骨細(xì)胞，導(dǎo)致局部損傷，進(jìn)而參與關(guān)節(jié)的炎癥反應(yīng)）所致，臨床上應(yīng)用糖皮質(zhì)激素類膜穩(wěn)定劑治療（四）休克組織缺血、缺氧時導(dǎo)致溶酶體膜的穩(wěn)定性降低，溶酶體酶外漏，引起組織、細(xì)胞姿容，造成不可逆損傷，臨床同樣用糖皮質(zhì)激素來穩(wěn)定溶酶體膜（四）過氧化物酶體過氧化物酶體Peroxisome：是一種特殊的細(xì)胞器，由單層膜包裹，內(nèi)含多種氧化酶和過氧化酶，廣泛存在于動、植物細(xì)胞中，含氧化酶和過氧化氫酶1：標(biāo)志酶過氧化氫酶(*在形態(tài)學(xué)上，常用DAB法顯示過氧化氫酶，在光鏡和電鏡下變呈棕色顆粒)2：功能解毒作用、對細(xì)胞氧張力的調(diào)節(jié)作用、參與脂肪酸的分解代謝3：過氧化酶體膜和腔內(nèi)蛋白的合成新的過氧化物酶體由原來的過氧化物酶體通過生長與分裂形成的。過氧化物酶體腔和膜中所有的蛋白質(zhì)都是在胞漿中游離核糖體上合成的。進(jìn)入過氧化物酶體中的蛋白質(zhì)，在C端都有一個特異的三肽序列SKL(-Ser-Lys-Leu-)。帶有SKL信號的蛋白質(zhì)都能轉(zhuǎn)運(yùn)到過氧化物酶體中。第十章：細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸1：名詞解釋1）生物合成-分泌通路(biosynthetic-secretorypathway)胞內(nèi)合成的蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂質(zhì)等從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)至高爾基體，再由高爾基體轉(zhuǎn)運(yùn)至質(zhì)膜而出胞，這條途徑稱為生物合成-分泌通路(biosynthetic-secretorypathway)；也有人稱之為出胞或胞吐作用(exocytosis)。內(nèi)化作用internalization：細(xì)胞外物質(zhì)通過囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)稱為入胞或胞吞作用（endocytosis），亦稱為內(nèi)化作用2）*囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)(vesiculartransport)囊泡以芽生方式從供給的細(xì)胞器生成后，攜帶著被轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)到達(dá)接受的細(xì)胞器并與其發(fā)生膜融合，這一過程稱為囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)。囊泡運(yùn)輸有兩大特點(diǎn)：1、囊泡介導(dǎo)的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)在膜性細(xì)胞器之間是有序的，并且具有方向性和雙向性2、具有高度的靶向性和被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)的高度特異性3）網(wǎng)格蛋白（clathrin）網(wǎng)格蛋白包被囊泡表面覆蓋一層纖維絲狀蛋白質(zhì)，形同網(wǎng)格，故名網(wǎng)格蛋白；網(wǎng)格蛋白的單體是由3條重鏈和3條輕鏈組成，每一條重鏈與一條輕鏈組合在一起，形同一個外展的臂，被稱為三條臂蛋白(triskelions)。重鏈的末端形成球形的結(jié)構(gòu)域，是銜接蛋白（adapterproteins,AP）結(jié)合的位點(diǎn)。囊泡形成需要：網(wǎng)格蛋白或外被體（COPI、COPII）、銜接素、動力蛋白銜接蛋白又稱銜接素或接合素（adaptin），一端與網(wǎng)格蛋白重鏈結(jié)合，催化網(wǎng)格蛋白的聚合，另一端與被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)分子銜接動力蛋白又稱縊斷蛋白：一種小分子G蛋白，在包被小窩形成時，環(huán)繞在囊泡底端形成囊泡頸部，隨著縊斷蛋白GTP的水解，囊泡頸部不斷收緊，最終形成包被囊泡4）囊泡的停靠（dock）*裝載轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)的囊泡到達(dá)目的地后，必須接受檢查才能允許“卸載貨物”，這一過程稱為囊泡的停靠(dock)；只有通過停靠程序，囊泡才能與靶膜融合，卸載轉(zhuǎn)運(yùn)分子。選擇性的融合是保證細(xì)胞膜相結(jié)構(gòu)高度有序流動的因素之一5）結(jié)構(gòu)性分泌途徑（Constitutivesecretorypathway）外運(yùn)的囊泡，不需要細(xì)胞內(nèi)外因素的調(diào)控，徑直出胞，稱為結(jié)構(gòu)性分泌途徑或稱固有性分泌途徑。如細(xì)胞膜的組分、細(xì)胞外基質(zhì)蛋白等；存在于所有的細(xì)胞中6）調(diào)節(jié)性分泌途徑Regulatedsecretorypathway從高爾基體反面形成的囊泡暫不分泌而儲存在細(xì)胞質(zhì)中，當(dāng)細(xì)胞受到外界信號刺激時，囊泡與細(xì)胞膜融合并把其中的內(nèi)容物釋放到細(xì)胞外。如肽類激素(胰島素)、消化酶(胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶)等；只存在于某些特化細(xì)胞中7）受體介導(dǎo)的胞吞作用receptor-mediatedendocytosis大分子與細(xì)胞表面的特異性受體相結(jié)合，然后局部質(zhì)膜在網(wǎng)格蛋白的幫助下內(nèi)陷，先形成包被小窩，然后進(jìn)一步發(fā)展為網(wǎng)格蛋白包被的囊泡，以受體-轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)復(fù)合體形式入細(xì)胞。（可視為對所攝取分子的選擇性濃縮）2：囊泡的類型及作用囊泡表面常被一層特異性蛋白質(zhì)包被，因而也稱為有被囊泡（coatedvesicle）。根據(jù)包被蛋白的不同，可將轉(zhuǎn)運(yùn)囊泡分為兩類：1）網(wǎng)格蛋白包被囊泡（clathrin-coatedvesicle）：主要負(fù)責(zé)質(zhì)膜與胞內(nèi)體以及高爾基體與胞內(nèi)體之間的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)；包括受體介導(dǎo)的入胞作用和溶酶體的形成。2）外被體（coatomer）包被囊泡：按照外被體包被蛋白的不同又可分為：a.COP（coatprotein）I包被囊泡：主要負(fù)責(zé)蛋白質(zhì)由高爾基體逆向轉(zhuǎn)運(yùn)回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)以及高爾基體膜囊之間的逆向轉(zhuǎn)運(yùn)；如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的駐留蛋白和高爾基體的駐留蛋白；ARF依賴b.COP（coatprotein）II包被囊泡：主要負(fù)責(zé)蛋白質(zhì)由粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向高爾基體方向轉(zhuǎn)運(yùn)；如分泌蛋白；SarI依賴包被蛋白的主要功能是負(fù)責(zé)囊泡的塑形和協(xié)助捕獲要轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)。VesicleCoatandAdapterProteinsSmallGTP-BindingproteinTransportstepClathrinClathrin;AP2Clathrin;AP1Clathrin;AP3ARFARFARFPlasmamembrane?endosomeGolgi?endosomeGolgi?lysosomeCOPICOPa,b,b￠,g,d,e,zARFGolgi?ERRetrogradetransportbetweenGolgicisternaeCOPIISec23/Sec24complex;Sec13/Sec31complex;Sec16Sar1ER?Golgi3：囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)的過程1）囊泡的形成：囊泡自細(xì)胞質(zhì)膜或細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)芽生后，須經(jīng)規(guī)定的途徑才能到達(dá)靶細(xì)胞器，并卸載所轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體可以通過簡單彌散方式轉(zhuǎn)運(yùn)，而高爾基體到質(zhì)膜必須借助細(xì)胞骨架進(jìn)行。細(xì)胞內(nèi)包被囊泡與靶細(xì)胞器的膜相互融合是一種特異的過程。ER出芽形成的小泡只與cis-Golgi的膜囊融合；GC的TGN出芽形成的分泌泡只與質(zhì)膜融合。囊泡從一個細(xì)胞器芽生到抵達(dá)另一靶細(xì)胞器并卸載所轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)，經(jīng)過識別、停靠與融合等過程。2）囊泡在靶細(xì)胞器的停靠裝載轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)的囊泡到達(dá)目的地后，必須接受檢查才能允許“卸載貨物”，這一過程稱為囊泡的停靠(dock)。只有通過停靠程序，囊泡才能與靶膜融合，卸載轉(zhuǎn)運(yùn)分子。選擇性的融合是保證細(xì)胞膜相結(jié)構(gòu)高度有序流動的因素之一。3）囊泡與靶細(xì)胞器的融合：囊泡與靶細(xì)胞器之間的融合是兩類蛋白彼此相互作用的結(jié)果。一類稱為v-SNAREs蛋白，位于運(yùn)輸小泡的膜上；一類稱為t-SNAREs，位于靶膜或受體膜上。v-SNAREs和t-SNAREs之間的特異性相互作用，控制了小泡靶向錨定和融合。囊泡的融合至少需要3種蛋白質(zhì)參與：VAMP(vesicle-associatedmembraneprotein，一種v-SNARE)：單鏈跨膜蛋白；Synatxin(一種t-SNARE)：單鏈跨膜蛋白；SNAP25：雙鏈a螺旋。除SNARE蛋白外，還有一些其他蛋白質(zhì)也參與調(diào)節(jié)囊泡的停靠和融合，如Rab，屬單體GTP結(jié)合蛋白家族；當(dāng)與GDP結(jié)合時，Rab無活性；而與GTP結(jié)合時Rab轉(zhuǎn)為活化，參與囊泡的停靠與融合。第十一章線粒體1.線粒體的超微結(jié)構(gòu)在電鏡下，線粒體是由兩層單位膜套疊而成的封閉性囊狀結(jié)構(gòu)，主要由外膜、內(nèi)膜、膜間隙和基質(zhì)腔組成。1）外膜（outermembrane）膜厚約6~7nm。用磷鎢酸負(fù)染，可見孔蛋白(porin)。允許分子量小于6kDa的分子通過。外膜特征性酶是單胺氧化酶、NADH-細(xì)胞色素C還原酶。2）內(nèi)膜（innermembrane）厚約5nm。內(nèi)膜向線粒體內(nèi)突出形成嵴(cristae)。嵴的形成增加了內(nèi)膜的表面積。內(nèi)膜含有三類不同功能的蛋白質(zhì)：呼吸鏈的酶復(fù)合體、ATP合酶(ATPsynthase)復(fù)合體、特異性轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)內(nèi)膜是高度特化的，它含有高比例的心磷脂：約占磷脂的20％，使內(nèi)膜具有對離子不能滲透的性質(zhì)。內(nèi)膜和嵴的基質(zhì)面有許多帶柄的小體稱為基粒(elementaryparticle)或稱F1顆粒(F1particle)。線粒體的結(jié)構(gòu)變化主要是嵴的變化。嵴的形狀和排列的方式不同，嵴有兩種類型：板層狀：哺乳動物多數(shù)細(xì)胞是板層狀嵴，多垂直于長軸，少數(shù)與長軸平行。管泡狀：少數(shù)細(xì)胞的線粒體嵴是小管狀或管泡狀，常見于原生動物和多數(shù)植物細(xì)胞中3）膜間隙是外膜與內(nèi)膜之間的狹窄的腔隙，寬約6~8nm。由于外膜的通透性大，膜間隙內(nèi)的基本成分與胞液相同。腺苷酸激酶為特征酶。在膜間隙中存在與內(nèi)膜疏松結(jié)合的細(xì)胞色素C。細(xì)胞色素C穿過外膜釋放到細(xì)胞液中，參與細(xì)胞凋亡的信號級聯(lián)，對凋亡的啟動具有關(guān)鍵性作用。4）基質(zhì)（Matrix）嵴之間形成的間隙，內(nèi)含很多蛋白質(zhì)和脂類。含有許多重要的酶系：三羧酸循環(huán)酶系、脂肪酸氧化酶系、蛋白質(zhì)和核酸合成的酶系等；含有DNA、核糖核蛋白體等。2.內(nèi)膜大分子結(jié)構(gòu)、組成及功能（？）線粒體內(nèi)膜含有三類不同功能的蛋白質(zhì)：a.呼吸鏈的酶復(fù)合體（輔酶I、黃素蛋白、鐵硫蛋白、輔酶Q、細(xì)胞色素），執(zhí)行氧化還原反應(yīng)b.ATP合酶復(fù)合體，于線粒體基質(zhì)內(nèi)合成ATP；膜部為質(zhì)子通道又稱F0-F1ATP酶，是大的跨膜復(fù)合體；1）F1由5個不同的亞單位組成——3a3b1g1d1e。a與b交替環(huán)狀排列，形成球形頭部；b亞單位具有與ATP、ADP結(jié)合位點(diǎn)，催化ADP和Pi合成ATP；g與e亞基有很強(qiáng)的親和力，結(jié)合在一起形成“轉(zhuǎn)子”(rotor)，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)3個b亞單位催化位點(diǎn)的開放和關(guān)閉。F1部分還有一個10kDa的多肽，稱為ATP酶的抑制多肽，可能具有調(diào)節(jié)酶活性的作用。2）F0是嵌合在內(nèi)膜上的疏水蛋白復(fù)合體，形成一個跨膜質(zhì)子通道。細(xì)菌的F0已被確定，由a、b、c三種亞單位組成；數(shù)量關(guān)系為a1b2c9-12。a、b和F1的d亞單位共同組成“定子”，以防止g亞單位頂上的a、b六聚體轉(zhuǎn)動。呼吸鏈/電子傳遞體系與基粒/ATP合酶/磷酸化體系二者偶聯(lián)完成的氧化磷酸化是生成ATP的一種主要方式，是細(xì)胞內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的主要環(huán)節(jié)。c.特異性轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)，調(diào)節(jié)代謝物進(jìn)、出基質(zhì)。主要存在兩個重要的體系，占線粒體內(nèi)膜蛋白的30%~40%：3.Targetingsequence、線粒體的半自主性靶向序列（Targetingsequence）亦稱導(dǎo)肽或信號肽，外源性線粒體蛋白質(zhì)前體在N末端或者近N端具有一個或者數(shù)個由20~50個氨基酸殘基組成的靶向序列，當(dāng)信號序列形成alpha螺旋時，一側(cè)為帶正電荷的堿性氨基酸殘基，另一側(cè)為疏水氨基酸殘基；其作用為：a.引導(dǎo)蛋白質(zhì)前體與線粒體外膜特異性受體結(jié)合并穿過線粒體外膜；b.使肽鏈的穿膜移行停止并作為錨定在膜中的序列。有些導(dǎo)肽被剪切，有的則不被剪切。半自主性：線粒體含有自己的DNA(mtDNA)和核糖體，能夠自主進(jìn)行蛋白質(zhì)的合成，但只有少數(shù)蛋白質(zhì)是由mtDNA編碼，在線粒體的核糖體上合成，大多數(shù)蛋白質(zhì)是由核基因編碼，在細(xì)胞質(zhì)游離核糖體合成后再輸入到線粒體，因此線粒體是一個半自主性細(xì)胞器。 MtDNA編碼的蛋白質(zhì)是呼吸鏈與ATP酶復(fù)合體的主要組分，定位于線粒體內(nèi)膜中，多為疏水性蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)起始aa和細(xì)菌一樣，是甲酰蛋氨酸（f-met），對紅霉素等敏感。 MtDNA復(fù)制所需的mtDNA聚合酶、mtRNA聚合酶等都是由核基因組所編碼的。MtDNA復(fù)制不受細(xì)胞周期的影響。 目前線粒體并分三類：mtDNA缺失或插入、mtDNA點(diǎn)突變、nDNA異常所致mtDNA改變。4.細(xì)胞質(zhì)中合成的蛋白質(zhì)向線粒體中輸入的共同特點(diǎn)1）以前體形式運(yùn)輸，蛋白質(zhì)前體向線粒體輸入需要靶向序列(targetingsequence)(亦稱導(dǎo)肽或信號肽)引導(dǎo)和/或錨定。2）蛋白質(zhì)前體進(jìn)入線粒體一般需要外膜中的特異性受體及位于內(nèi)、外膜中的輸入通道,即線粒體蛋白轉(zhuǎn)位子(translocon)，受體和轉(zhuǎn)位子總稱為外膜轉(zhuǎn)位子(transloconoftheoutermembrane,Tom)復(fù)合物和內(nèi)膜轉(zhuǎn)位子(transloconoftheinnermembrane，Tim)復(fù)合物；3）蛋白質(zhì)前體與Tom中的受體特異性結(jié)合后，被轉(zhuǎn)位進(jìn)入線粒體膜間隙或在內(nèi)外膜接觸點(diǎn)處轉(zhuǎn)位而進(jìn)入到基質(zhì)中。4）蛋白質(zhì)前體以解折疊狀態(tài)進(jìn)行運(yùn)輸：在運(yùn)輸過程中，蛋白質(zhì)必需以解折疊的狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)；當(dāng)?shù)诌_(dá)目的地后再折疊為最后的活性構(gòu)象。解折疊及再折疊分別需要胞液中及基質(zhì)中的分子伴侶(Hsp70,Hsp60等)協(xié)助。5）線粒體蛋白質(zhì)的輸入需要消耗能量，能量來自于ATP的水解，胞液中的及基質(zhì)中的Hsp70兼有ATP酶活性5.核基因編碼的蛋白質(zhì)輸入到線粒體基質(zhì)內(nèi)的過程蛋白質(zhì)前體與胞液中的Hsp70結(jié)合呈解折疊狀態(tài)；N端的基質(zhì)靶向序列與其特異性受體相結(jié)合并在內(nèi)外膜接觸點(diǎn)同時穿過對接的Tom和Tim轉(zhuǎn)位子直接進(jìn)入線粒體基質(zhì)；經(jīng)基質(zhì)蛋白酶切除N端的基質(zhì)靶向序列；在基質(zhì)中mHsp70的協(xié)助下重新折疊為有功能的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)輸入到內(nèi)膜中的途徑： 蛋白質(zhì)前體具有一個N端基質(zhì)靶向序列和一個相隔不遠(yuǎn)的肽鏈內(nèi)停止移行序列； 基質(zhì)靶向序列穿過內(nèi)外膜接觸點(diǎn)進(jìn)入基質(zhì)中，然后被切除； 當(dāng)疏水性的停止移行序列穿入Tim通道時，肽鏈停止移行并錨定于內(nèi)膜中； 隨后跨膜序列側(cè)向移至內(nèi)膜中。蛋白質(zhì)輸入到膜間隙中的途徑： 一個N端基質(zhì)靶向序列及一個相隔不遠(yuǎn)的位于肽鏈內(nèi)的膜間隙靶向序列，均被剪切； 有的膜間隙蛋白質(zhì)沒有N端的基質(zhì)靶向序列，是直接穿過外膜的總輸入孔進(jìn)入膜間隙蛋白質(zhì)輸入到外膜中的途徑： 蛋白具有一個短的N端基質(zhì)靶向序列，隨后接一個長的疏水性外膜序列，后者具有停止移行和外膜錨定的雙重作用；這兩個靶向序列均不被切除。6其他1）線粒體與桿菌的類似處：大小；DNA為封閉雙鏈環(huán)狀，無內(nèi)含子。2）線粒體的分布：人成熟紅細(xì)胞內(nèi)無線粒體；精子頭端無線粒體。3）電鏡下觀察到的基粒即F0F1ATP酶或稱ATP酶復(fù)合體。4）mtDNA含有37個基因：2個rRNA基因、22個tRNA基因和13個蛋白質(zhì)編碼序列。5）mtDNA的遺傳密碼與細(xì)胞核DNA的標(biāo)準(zhǔn)密碼不同。6）翻譯后轉(zhuǎn)位的蛋白有：線粒體蛋白、過氧化物酶體蛋白、至胞核的蛋白。第十二章細(xì)胞骨架及細(xì)胞運(yùn)動細(xì)胞骨架概述概念： 細(xì)胞骨架（cytoskeleton）是指真核細(xì)胞中由蛋白纖維構(gòu)成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)體系，廣義的細(xì)胞骨架包括細(xì)胞核骨架、細(xì)胞質(zhì)骨架、細(xì)胞膜骨架和細(xì)胞外基質(zhì)。狹義的細(xì)胞骨架指細(xì)胞質(zhì)骨架，主要由微管（microtubule,MT）、微絲（microfilament,MF）和中間纖維（intermediatefilament,IF）組成。 細(xì)胞骨架的功能有維持細(xì)胞形態(tài)；保持細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)的有序性；與細(xì)胞運(yùn)動、物質(zhì)運(yùn)輸、能量轉(zhuǎn)換、信息傳遞、細(xì)胞分裂、基因表達(dá)、細(xì)胞分化等生命活動密切相關(guān)。三個成分 微管（放射形）、微絲（縱貫細(xì)胞分布）、中間纖維（網(wǎng)狀，有序性不如另兩者）三個特點(diǎn) 彌散性、整體性、變動性1微管：需要理解的概念：微管組織中心(microtubuleorganizingcenter,MTOC)微管的聚合從特異性的核心形成位點(diǎn)開始，這些核心形成位點(diǎn)主要是中心體、染色體的著絲點(diǎn)和纖毛的基體。因此著絲點(diǎn)、中心體、基體是微管組織中心。在大多數(shù)情況下，微管的負(fù)極指向微管組織中心，正極背離微管組織中心，指向細(xì)胞邊緣、軸突遠(yuǎn)端、鞭毛和纖毛頂部等。GTP-cap：當(dāng)GTP-微管蛋白的聚合速度大于GTP的水解速度時，在微管末端不斷增加GTP-微管蛋白，形成一GTP帽，使微管能穩(wěn)定地延長。隨著GTP-微管蛋白的消耗，其濃度下降，其在末端聚合的速度下降，當(dāng)聚合速度<GTP水解速度時，GTP帽不斷損耗，以至最后消失，暴露出GDP-微管蛋白，迅速解聚而使微管縮短，表現(xiàn)出動力學(xué)不穩(wěn)定性。踏車現(xiàn)象treadmilling：在微管和微絲合成過程中，當(dāng)游離的微管蛋白/肌動蛋白的濃度為臨界濃度時，其添加到正極的速率=從負(fù)極失去的速率，從而使微管/微絲的合成處于平衡狀態(tài)，纖維長度保持不變的現(xiàn)象稱為踏車現(xiàn)象。微管的亞單位、類型單管：微管管壁由13根原纖維(protofilament)包圍而成，長短不一單管不穩(wěn)定，形成二聯(lián)管與三聯(lián)管后穩(wěn)定微管的分子組成1）微管蛋白(tubulin) 由αβγ三種組成a.α、β-微管蛋白是微管的主要結(jié)構(gòu)分子，二者形成的異二聚體是微管組裝的基本單位；γ-微管蛋白不是構(gòu)成微管的主要結(jié)構(gòu)成分，但在微管執(zhí)行功能中必不可少b.αβ異二聚體含有GTP或GDP的兩個結(jié)合位點(diǎn)：一個秋水仙素結(jié)合位點(diǎn)和一個長春新堿結(jié)合位點(diǎn)。二價陽離子也能結(jié)合到微管蛋白二聚體上。c.γ-微管蛋白位于微管組織中心，對確定微管形成及微管極性起重要作用。存在方式：一種環(huán)狀形式聚集在MTOC上作為微管聚合的組織部位，α‐微管蛋白結(jié)合到γ‐微管蛋白上，確定微管結(jié)合方向，α和β微管蛋白異二聚體逐漸加上去，微管延長伸展。2）微管結(jié)合蛋白(Microtubuleassociatedproteins,MAPs)是一類可與微管結(jié)合并于微管蛋白共同組成微管系統(tǒng)的蛋白，主要功能是調(diào)節(jié)微管的特異性，把微管連接到特定的細(xì)胞器上。參與微管組裝并增加微管的穩(wěn)定性，是微管結(jié)構(gòu)和功能必需的成分。除馬達(dá)蛋白外，MAPs可分為a.穩(wěn)定微管的MAPTau家族，包括MAP2和MAP4。Tau在“神經(jīng)原纖維紊亂”中形成的成對螺旋狀纖維是最常見的老年癡呆癥——Alzheimer'sdisease以及其它大腦退行性疾病的特點(diǎn)。b.破壞微管穩(wěn)定性的MAP引發(fā)災(zāi)變，過表達(dá)會減弱微管聚合：Op18(oncoprotein18,癌蛋白18)/stathmin活躍地去除微管末端的亞單位：驅(qū)動蛋白相關(guān)蛋白的一個家族活躍地切斷微管使之形成更多便于解聚的末端：kataninc.生長中微管正極相關(guān)的MAPd.連接蛋白 3）達(dá)因蛋白 結(jié)合到二聯(lián)管中微管的組裝體外三個時期：a.成核期（nucleation):又稱延遲期(lagphase)、限速期微管形成的條件：α和β微管蛋白+GTP+Mg2+適宜溫度37oC，形成二聚體(寡聚體oligomer)，二聚體在其兩端和側(cè)面增加使之?dāng)U展成片狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)片狀結(jié)構(gòu)加寬至13根原纖維合攏形成一段微管。（微管蛋白的濃度及GTP的存在最為重要）b.聚合期(polymerizationphase):又稱延長期(elongation)聚合速度>解聚速度，微管加長，游離的微管蛋白濃度下降，解聚速度逐漸增加。c.穩(wěn)定期(steadystatephase)：正端的延長速度=負(fù)端的縮短速度 體內(nèi)組裝：在體內(nèi)，相同濃度游離微管蛋白的結(jié)合率約比體外高5~10倍，聚合與解聚的變化頻率也很高；由于微管的負(fù)端附著在微管組裝中心上而受保護(hù)，因此，體內(nèi)微管延長或縮短的變化大都發(fā)生在正端。（大多數(shù)情況下，微管正端遠(yuǎn)離微管組裝中心，指向細(xì)胞邊緣，軸突遠(yuǎn)端，鞭毛和纖毛頂部等）微管的生物學(xué)功能及舉例1、維持細(xì)胞形態(tài)：體外培養(yǎng)的神經(jīng)細(xì)胞，其軸突的伸長依賴于微管，用秋水仙素、低溫等方法處理細(xì)胞，微管解聚，細(xì)胞變圓；去除秋水仙素的作用，細(xì)胞將會恢復(fù)原來的形態(tài)。2、參與細(xì)胞器的運(yùn)動微管構(gòu)成鞭毛(flagella)和纖毛(cilia)運(yùn)和中心粒等細(xì)胞運(yùn)動器官，參與細(xì)胞運(yùn)動；微管在有絲分裂期構(gòu)成紡錘體參與染色體向兩極的移動3、參與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的運(yùn)輸 細(xì)胞中的小泡和蛋白質(zhì)顆粒在微管動力蛋白（Motorproteins）的協(xié)助下經(jīng)過長距離運(yùn)輸?shù)竭_(dá)特定區(qū)域。根據(jù)運(yùn)動方向可分兩大類：驅(qū)動蛋白(Kinesin)：朝微管正極方向運(yùn)動，如由神經(jīng)元胞體向軸突的運(yùn)輸；動位蛋白(Dynein)：朝微管負(fù)極運(yùn)動，如色素顆粒、毒素等由軸突向神經(jīng)元胞體的運(yùn)輸。4、信息傳遞質(zhì)膜上的糖脂和糖蛋白起到“接收天線”的作用，質(zhì)膜下的微管作為“導(dǎo)線”連接細(xì)胞器，把胞外的信息向內(nèi)傳遞。藥物的影響5）藥物對微管的影響a.秋水仙素和nocodazole（合成化學(xué)物）能結(jié)合到游離的微管蛋白二聚體上，降低其結(jié)合到微管末端的親和力而抑制微管聚合。b.長春堿通過傾向于形成微管蛋白的副晶格結(jié)構(gòu)而使微管解聚。c.紫杉醇結(jié)合到β-微管蛋白上明顯增強(qiáng)微管的穩(wěn)定性。長春新堿和秋水仙素：阻止微管聚合，抑制紡錘絲形成，終止有絲分裂；秋水仙素處理細(xì)胞使細(xì)胞變圓紫杉醇：促進(jìn)微管蛋白的聚合，將細(xì)胞阻斷在M期。亞化學(xué)計量濃度的長春堿和紫杉醇通過干擾癌細(xì)胞中期紡錘體形成或解聚而用于癌癥治療。2：微絲（MF）1）微絲有穩(wěn)定態(tài)和不穩(wěn)定態(tài)兩種：穩(wěn)定型:肌肉細(xì)胞、小腸上皮的微絨毛、細(xì)胞間的帶狀橋粒等。不穩(wěn)定型:大部分非肌細(xì)胞中,如胞質(zhì)分裂的收縮環(huán)。2）微絲的組裝a.基本組成單位——肌動蛋白(actin)，其單體是一種具有ATP結(jié)合位點(diǎn)的球狀蛋白質(zhì)，稱球狀肌動蛋白(G‐actin)；b.微絲的聚合過程成核期(Nucleationphase)：限速過程，又稱延遲期。二聚體（不穩(wěn)定）三聚體（核心形成）*肌動蛋白單體具有極性，裝配時呈頭尾相接，故微絲也具有極性，有正負(fù)極之分。在裝配過程中，裝配快的一端稱為正極，裝配慢的一端稱為負(fù)極。生長期(Growthphase)：正端快，為負(fù)端的10倍。平衡期(Equilibriumphase)：正端的延長速度=負(fù)端的縮短速度。c.微絲體外聚合條件：一定的鹽濃度（主要是Mg2+），在Mg2+和高濃度K+或Na+的溶液誘導(dǎo)下，G-actin則裝配成F-actin；在Ca2+及低濃度K+、Na+等陽離子溶液中，微絲趨于解聚成G-actin。一定的G-actin濃度,ATP,pH：>7.0。d.微絲體內(nèi)組裝的特點(diǎn)： 1、生長速度肌動蛋白絲正極的生長速度大于負(fù)極。體內(nèi)肌動蛋白絲的生長在正極。當(dāng)游離肌動蛋白單體處于臨界濃度時，添加到正極的肌動蛋白分子速率=從負(fù)極上失去的速率，此過程稱為肌動蛋白踏車現(xiàn)象(Treadmilling)。踏車現(xiàn)象需要消耗能量，每一個肌動蛋白分子結(jié)合1個ATP,，當(dāng)肌動蛋白分子加入到微絲之后，ATP立刻水解。體內(nèi)裝配時，微絲呈現(xiàn)出動態(tài)不穩(wěn)定性，主要取決于F-actin結(jié)合的ATP水解速度與游離的G-actin單體濃度之間的關(guān)系。 2、ATP-actin和ADP-actin對纖維末端的親和力不同ATP-actin:對纖維末端的親和力高，使纖維延長；ADP-actin對纖維末端的親和力低，易脫落，使纖維縮短。ATP-cap：ATP-actin濃度與其聚合速度成正比，當(dāng)ATP-actin濃度高時，形成一連串的ATP-actin，被稱為ATP帽 3、G-actin的臨近濃度微管與微絲組裝的異、同微管微絲原料不同α和β微管蛋白（異二聚體）肌動蛋白能量物質(zhì)不同GTPATPpH、溫度、鹽適宜溫度37，Mg2+pH〉7，一定鹽濃度（Mg2+）過程成核期—延長期—穩(wěn)定期成核期—生長期—平衡期生長方向延長或縮短的方向均在正極聚合過程聚合與解聚同時進(jìn)行，當(dāng)聚合速度〉解聚速度，微管/微絲延長；當(dāng)聚合速度<解聚速度，微管/微絲縮短調(diào)節(jié)主要取決于底物濃度與能量分子的存在動態(tài)不穩(wěn)定性主要取決于GTP-微管蛋白末端聚合速度和GTP水解速度；GTP-cap動態(tài)不穩(wěn)定性主要取決于F-actin結(jié)合的ATP水解速度與游離的G-actin單體濃度之間的關(guān)系；ATP-cap3）微絲結(jié)合蛋白及舉例a.單體隱蔽蛋白（monomersequesteringprotein）：控制游離肌動蛋白數(shù)量。與可溶性肌動蛋白結(jié)合，阻止其結(jié)合到纖維上，構(gòu)成隱蔽的蛋白庫。如胸腺肽，Β‐thymosinsb.單體聚合蛋白（monomerpolymerizingprotein）：控制游離肌動蛋白數(shù)量。結(jié)合到肌動蛋白亞單位的倒刺端，阻斷肌動蛋白的結(jié)合c.加帽蛋白（cappingprotein）：調(diào)節(jié)肌動蛋白纖維的長度，與肌動蛋白纖維結(jié)合，阻止亞單位聚合和解離；d.纖維切斷蛋白（filamentseveringprotein）：結(jié)合在微絲中文，將微絲切斷。如溶膠蛋白gelsoline.肌動蛋白纖維交聯(lián)蛋白（cross-linkingprotein）：連接肌動蛋白纖維并穩(wěn)定其組裝。包括α輔肌動蛋白(α‐actinin)、絲束蛋白(fimbrin)和絨毛蛋白(vilin)。4）微絲的特異性藥物細(xì)胞松弛素(cytochalasins)：可以切斷微絲，并結(jié)合在微絲正極阻抑肌動蛋白聚合，導(dǎo)致微絲解聚。鬼筆環(huán)肽(phalloidin)： 與微絲側(cè)面結(jié)合，防止微絲解聚。用熒光物質(zhì)標(biāo)記的鬼筆環(huán)肽能顯示微絲在細(xì)胞中的分布5)微絲功能：a.構(gòu)成細(xì)胞的支架，維持細(xì)胞的形態(tài)細(xì)胞皮層（cellcortex）：細(xì)胞膜下由微絲和各種微絲結(jié)合蛋白組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。具有很高的動態(tài)性，與肌動蛋白一起為細(xì)胞膜提供強(qiáng)度和韌度，維持細(xì)胞的形態(tài)。應(yīng)力纖維(Stressfiber):細(xì)胞中由較穩(wěn)定的肌動蛋白纖維束組成的應(yīng)力纖維，在細(xì)胞膜下沿長軸平行分布，質(zhì)膜上有附著點(diǎn)，對細(xì)胞起支撐作用。b.參與細(xì)胞運(yùn)動：Rho（RhoA)可調(diào)控應(yīng)力纖維和粘著斑的形成。皮質(zhì)微絲網(wǎng)絡(luò)的聚合和解聚促進(jìn)了維族的伸展細(xì)胞的運(yùn)動和吞噬作用c.參與細(xì)胞分裂：細(xì)胞膜收縮環(huán)形成d.參與細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)：細(xì)胞外信號通過膜受體傳遞給膜下微絲，再傳遞至核膜及核骨架，啟動DNA合成；核內(nèi)信息也可傳出到細(xì)胞膜，形成自內(nèi)向外傳導(dǎo)的方式。3中間纖維1）中間纖維的特點(diǎn)：一種直徑約10nm的纖維狀蛋白，介于微絲和微管之間。2）中間纖維的功能：在細(xì)胞核膜下形成一堅固的核纖層，在胞質(zhì)中形成一網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，聯(lián)系核質(zhì)，質(zhì)膜及其他細(xì)胞骨架，賦予細(xì)胞強(qiáng)大的機(jī)械強(qiáng)度，維持細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能，對細(xì)胞的生命活動具有重要性。3）中間纖維分類及分布中間纖維結(jié)合蛋白(IF‐associatedprotein,IFAP)在橋粒和半橋粒中起著粘著和固定中間纖維的作用。4）中間纖維的結(jié)構(gòu)：頭、尾是可變的非螺旋區(qū)，桿狀區(qū)既是形成超螺旋二聚體的關(guān)鍵區(qū)，又是形成多聚體的驅(qū)動力。 中間纖維的組裝：單倍體平行且對齊——二聚體反向平行——進(jìn)一步組裝形成四聚體5）中間纖維的功能a.發(fā)揮功能具有時空特異性：上皮細(xì)胞在胚胎早期及成年肝中表達(dá)I型和II型角蛋白；皮膚不同層的上皮表達(dá)不同的角蛋白。b.提供細(xì)胞的機(jī)械強(qiáng)度作用：比微絲微管更耐受剪切力（單純性大泡性表皮松懈癥為細(xì)胞角質(zhì)蛋白缺陷造成）c.維持細(xì)胞和組織完整性的作用：中間纖維在外可與細(xì)胞膜和胞外基質(zhì)直接聯(lián)系，在內(nèi)可與核表面積和核基質(zhì)直接聯(lián)系，中間纖維與微管，微絲及其它細(xì)胞器聯(lián)系，維持細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能的完整性。肝細(xì)胞CK8基因改變，中間纖維結(jié)構(gòu)破壞，細(xì)胞容易破裂。d.與DNA復(fù)制有關(guān)：核纖層蛋白在其它蛋白的協(xié)助下，與染色體結(jié)合，結(jié)合點(diǎn)可能是核基質(zhì)粘附點(diǎn)，DNA復(fù)制位點(diǎn)和端粒。e.與細(xì)胞分化及細(xì)胞生存有關(guān)：角質(zhì)蛋白中間纖維維持皮膚生發(fā)層細(xì)胞的生存。腫瘤細(xì)胞與癌癥診斷：不同類型的中間纖維嚴(yán)格地分布在不同類型的細(xì)胞中,可以根據(jù)中間纖維的種類區(qū)分:癌:細(xì)胞角質(zhì)蛋白;肌肉瘤:結(jié)蛋白；非肌肉瘤：波形纖維蛋白；神經(jīng)膠質(zhì)瘤：神經(jīng)膠質(zhì)纖維酸性蛋白；4三種細(xì)胞骨架之間的關(guān)系1）微管和中間纖維都是從細(xì)胞核出發(fā)向細(xì)胞的周邊呈放射狀延伸，并在細(xì)胞內(nèi)許多部位平行分布。這三種纖維之間有肌動蛋白絲連結(jié)。2）細(xì)胞內(nèi)的三種骨架均起支撐作用，微絲與微管參與細(xì)胞運(yùn)動，微管與中間纖維參與細(xì)胞內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸。3）三種細(xì)胞骨架均參與細(xì)胞的信息傳遞。三種纖維對比第十三章細(xì)胞核的功能和結(jié)構(gòu)（以老師給的思考題為主）1細(xì)胞核的基本結(jié)構(gòu)包括哪些？核被膜，染色質(zhì)，核仁，核基質(zhì)高等動物細(xì)胞核直徑一般為5-10微米。核被膜外核膜結(jié)構(gòu)：與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜連續(xù) 表面附有大量核糖體表面有骨架成分分布功能：與蛋白合成和細(xì)胞核在細(xì)胞內(nèi)的定位有關(guān)內(nèi)核膜分布：內(nèi)核膜內(nèi)表面核纖層組成：核纖層蛋白功能：間期染色質(zhì)錨定分裂期調(diào)控核膜核間隙與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔相通核孔結(jié)構(gòu)：核孔復(fù)合體功能：核內(nèi)外物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)大分子小分子核基質(zhì)結(jié)構(gòu)：核骨架功能：核仁結(jié)構(gòu)：三個特征性功能區(qū)纖維中心rDNA（核仁組織者）原纖維成分rRNA顆粒成分成熟的rRNA前體功能：rRNA合成、加工核糖體裝配染色體染色體DNA復(fù)制源：DNA復(fù)制起始點(diǎn)使染色體能夠進(jìn)行復(fù)制著絲粒：姐妹染色單體連接部位細(xì)胞分裂時使兩拷貝分離端粒：染色體末端保證DNA復(fù)制的完整性染色體蛋白組蛋白H2AH2BH3H4—核小體H1—染色體高級結(jié)構(gòu)非組蛋白染色體組裝：不同結(jié)構(gòu)水平染色質(zhì)的種類：常染色質(zhì)和異染色質(zhì)的區(qū)別2細(xì)胞核的基本功能（真核細(xì)胞細(xì)胞核存在的意義）1）精細(xì)的骨架系統(tǒng)使細(xì)胞核保持在一定的區(qū)域;2）真核細(xì)胞中由于有核膜的存在，使得長長的DNA分子避免因胞質(zhì)中纖絲產(chǎn)生的機(jī)械力而受到損傷。保持細(xì)胞基因組的完整性；3）在真核細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄與翻譯在不同區(qū)域進(jìn)行，細(xì)胞核是基因轉(zhuǎn)錄發(fā)生的場所，只有加工成熟的mRNA才能出核；RNA剪接是真核細(xì)胞基因組信息傳遞的重要一步，細(xì)胞核的存在使這種剪接不會受到干擾。4）胞核是核糖核蛋白合成和加工的場所；5）胞分裂和信號傳導(dǎo)等生命活動密切相關(guān)。3核孔復(fù)合體(nuclearporecomplex,NPC)的結(jié)構(gòu)核孔復(fù)合體主要由以下幾部分組成：1.胞質(zhì)環(huán)，位于核孔胞質(zhì)面一側(cè)的整個邊緣，從環(huán)上向胞質(zhì)伸出8條對稱分布的短纖維；2.核質(zhì)環(huán)，位于核孔核質(zhì)面一側(cè)的整個邊緣，從環(huán)上向核質(zhì)伸出8條呈對稱分布的長纖維，并在纖維末端形成直徑60nm的小環(huán)，稱核籃或核籠結(jié)構(gòu)；3.輻，由核孔邊緣伸向核孔中心的結(jié)構(gòu)，呈輻射狀八重對稱分布。包括柱狀亞單位（支撐核孔）、腔內(nèi)亞單位（將核孔復(fù)合體錨定在核膜上）、環(huán)帶亞單位（由八個顆粒狀結(jié)構(gòu)環(huán)繞在孔道內(nèi)）；4.中心栓(中心顆粒)，在物質(zhì)交換中起轉(zhuǎn)運(yùn)作用。核孔復(fù)合體的功能是：1、構(gòu)成了核質(zhì)間雙向運(yùn)輸?shù)挠H水性通道（小分子被動擴(kuò)散）；2、作為一種特殊的跨膜運(yùn)輸載體蛋白復(fù)合物（大分子主動運(yùn)輸）4親核蛋白向細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)的過程，以及該過程涉及到哪些輔助因子？親核蛋白是指在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)合成，然后輸入到核內(nèi)發(fā)揮作用的一類蛋白質(zhì)。親核蛋白入核需要三個條件：1、核定位信號 核定位信號(nuclearlocalizationsequence,NLS)/核引導(dǎo)序列：是存在于親核蛋白內(nèi)的一段4~8個氨基酸序列，富含帶正電荷的堿性氨基酸，進(jìn)入核后不被剪切。可被核孔復(fù)合體的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白識別，經(jīng)主動運(yùn)輸過程將親核蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞核內(nèi)。2、相關(guān)蛋白質(zhì)協(xié)助 importinα/importinβ異二聚體Ran蛋白3、GTP水解供能 親核蛋白入核過程：1、親核蛋白質(zhì)通過NSL與作為受體的協(xié)助蛋白importin結(jié)合成轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合物，在importinβ的介導(dǎo)下與核孔復(fù)合體的胞質(zhì)纖維結(jié)合；2、轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合體隨之轉(zhuǎn)入到核孔復(fù)合體中，核孔復(fù)合體構(gòu)象改變，將轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合體從胞質(zhì)面轉(zhuǎn)移到核質(zhì)面；3、轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合體在核質(zhì)面與核質(zhì)中存在的一種GTP結(jié)合蛋白Ran相互作用，導(dǎo)致復(fù)合體解離，親核蛋白質(zhì)釋放出來進(jìn)入核質(zhì)中；4、受體與親核蛋白解離后與Ran蛋白一起返回胞質(zhì)，在胞質(zhì)中Ran上的GTP水解成GDP，并與受體亞基解離；5、結(jié)合GDP的Ran蛋白返回到胞核內(nèi)，并轉(zhuǎn)換為GTP結(jié)合的Ran蛋白。這樣，受體蛋白和Ran蛋白可重新被利用。親核蛋白質(zhì)在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中需要消耗GTP。在核蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，核孔復(fù)合體通道的直徑可發(fā)生變化。核輸出的蛋白質(zhì)需要有核輸出信號（Nuclearexportsignal,NES），RNA的輸出也需要通過與具有NES的蛋白質(zhì)結(jié)合完成。5’端帽子結(jié)構(gòu)對mRNA出核是必要的。5核纖層的功能核纖層是緊靠細(xì)胞核內(nèi)膜處存在著的一層蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。由1~3種核纖層蛋白(Lamin)組成，它與中等纖維、核骨架相互連接，參與形成貫穿于細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)的骨架體系。細(xì)胞間期：維持核孔位置及核被膜形狀，為染色質(zhì)提供錨定部位。分裂期：對核膜崩解及重建起調(diào)控作用（核纖層蛋白在細(xì)胞周期中的變化：在分裂前期結(jié)束時,在有絲分裂促進(jìn)因子(MPF)的催化下,核纖層蛋白被磷酸化而解聚,核膜崩解,α型核纖層蛋白分散于細(xì)胞質(zhì)中，β型核纖層蛋白結(jié)合在核膜小泡上。此時，核孔復(fù)合體解聚成不同的成分。細(xì)胞進(jìn)入分裂末期時,核纖層蛋白去磷酸化而重新聚集形成核纖層,與核纖層蛋白相結(jié)合的核膜小泡重新形成完整的核膜,核孔復(fù)合物也隨之重新形成。）6核仁的結(jié)構(gòu)與功能是什么？核仁nucleolus：是真核細(xì)胞間期核中最明顯的結(jié)構(gòu)，光鏡下為勻質(zhì)、無包膜的球形小體。1）核仁的結(jié)構(gòu)a.纖維中心：電鏡下為淺染的低電子密度區(qū)域，所含主要成分為rDNA（由DNA袢環(huán)組成核仁組織者，具有rRNA的性質(zhì)）b.致密纖維成分：核仁內(nèi)電子密度最高的區(qū)域，位于淺染區(qū)的周圍，所含主要成分為正在轉(zhuǎn)錄的rRNA,此外還有一些RNA結(jié)合蛋白c.顆粒成分：鏡下呈致密的顆粒結(jié)構(gòu)，位于核仁的外周，核仁的主要結(jié)構(gòu)，由核糖核蛋白體前體顆粒構(gòu)成。核仁的三種基本組分組和在一起，共同完成核仁的功能。核仁周圍染色質(zhì)：核仁周圍的一染色質(zhì)。核仁基質(zhì)：核仁中無定形的蛋白質(zhì)液體。2）核仁的功能rRNA的合成、加工：人的45SrRNA前體經(jīng)加工產(chǎn)生18S、5.8S、28SrRNA。真核生物rRNA前體的甲基化和切割是由核仁小RNA(smallnucleolarRNA,snoRNA)指導(dǎo)的。核糖核蛋白體亞單位的裝配：前體rRNA的加工過程不是在游離狀態(tài)下進(jìn)行，而是與胞質(zhì)輸入的蛋白質(zhì)（5srRNA也由胞質(zhì)輸入）形成核糖核蛋白復(fù)合體后，形成大、小亞基前體，進(jìn)而轉(zhuǎn)移到胞質(zhì)中成熟。7核骨架的概念與功能概念：狹義概念：僅指細(xì)胞核內(nèi)以纖維形蛋白質(zhì)成分為主的纖維網(wǎng)架體系。廣義概念：除了核中的纖維網(wǎng)架結(jié)構(gòu)外，還包括核纖層、核孔復(fù)合體及核仁等。功能：a.參與DNA包裝和染色體構(gòu)建b.與DNA復(fù)制有關(guān)3H標(biāo)記發(fā)現(xiàn)核基質(zhì)中存在DNA分子、DNA聚合酶、DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶c.參與基因表達(dá)調(diào)控3H標(biāo)記發(fā)現(xiàn)核基質(zhì)中存在RNA分子、RNA聚合酶、正在轉(zhuǎn)錄的基因d.與mRNA加工有關(guān)8著絲粒的結(jié)構(gòu)著絲粒連接兩條染色單體，由于染色體在著絲粒部位內(nèi)縊，又稱主縊痕（primaryconstriction）。根據(jù)Plata的著絲粒/動粒復(fù)合體模型分為3個結(jié)構(gòu)域，從內(nèi)而外為： 配對結(jié)構(gòu)域：中期姐妹染色單體相互作用點(diǎn)，目前發(fā)現(xiàn)的內(nèi)部著絲粒