细胞生物学 第七章 细胞质基质与内膜系统

《细胞生物学 第四版》翟中和 细胞基质与内膜系统，主要包括细胞质基质的组成、细胞质基质的功能、细胞内膜系统及其功能成分状态等知识点。喜欢的小伙伴可以点个赞哦！

细胞质基质与内膜系统

• 概述
  • 细胞内的区室化是真核细胞结构和功能等基本特征之一 细胞内被膜区分为3类结构：细胞质基质、内膜系统、其他由膜包被的细胞器
• 细胞质基质及其功能
  • 含义
    • 定义
      • 在真核细胞的细胞质中，除去可分辨的细胞器以外的胶装物质，占据着细胞膜内、细胞核外的细胞内空间
    • 特点
      • 高度有序的体系
      • 黏稠的胶体，水分子的结合
      • 蛋白质分子和颗粒性物质，以及其他结构结合部位及定向运动
    • 相关实验
      • 乳胶小球注入卵母细胞，聚丙烯酰胺双向凝胶电泳分析蛋白质
      • 原位杂交 蛋白质和mRNA的区域性分布
      • 免疫荧光 酶与微丝的结合等
      • 课本P113右
  • 功能
    • 为某些蛋白质和脂肪酸的合成提供场所
    • 与细胞质骨架相关
      • ①②
    • 与细胞膜相关
      • ①②③
        • 基质pH稳态的调节 转运体（课本P114右）
    • 与蛋白质的修饰和选择性降解有关
      • ①②③④
        • 泛素化和蛋白酶体所介导的蛋白质降解途径
    • 课本P114-116 详细
• 细胞内膜系统及其功能
  • 细胞内膜系统
    • 定义
      • 在结构、功能乃至发生上相互关联、由单层膜包被的细胞器或细胞结构，主要包括内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体和分泌泡等
    • 研究技术
      • 电镜技术、放射自显影技术、GPF标记荧光显微技术、差速离心技术、突变体分析技术等
  • 内质网
    • 概述、背景、发现
      • 由单位膜形成的囊状、泡状或管状结构，并形成一个连续的网膜系统
      • 不同类型细胞，同一细胞的不同发育阶段和不同生理状态，细胞周期的不同阶段，其数量、类型与形态差异很大。
      • 组织培养细胞中初次观察到
      • 微粒体：在细胞匀浆和超速离心过程中，由破碎的内质网形成的近似球形的囊泡结构，包含内质网膜与核糖体两种基本组分。
        • 不是细胞器。形态上的人工产物， 在生化与功能研究中，两者等同看待
    • 两种类型
      • 糙面内质网（rER）
        • 有核糖体，分泌性蛋白和多种膜蛋白合成场所，分泌旺盛的细胞中较发达，还有移位子蛋白质复合体
      • 光面内质网（sER）
        • 无附着核糖体，较复杂立体结构，脂质合成的重要场所，出芽的位点
      • 密度梯度离心可分离 课本P118 演变、结构、与其他结构关联
    • 功能
      • 蛋白质的合成是糙面内质网的主要功能
        • 向细胞外分泌的蛋白质，膜的整合蛋白，细胞内的可溶性驻留蛋白
      • 光面内质网是脂质合成的重要场所
        • 磷酯和胆固醇在内的几乎所有膜脂，磷脂酰胆碱
      • 对蛋白质进行修饰与加工
        • 糖基化，二硫键的形成，蛋白质折叠和多亚基蛋白的装配，特异性的蛋白质水解切割，酰基化
      • 新生多肽的折叠与组装
        • 二硫键异构酶（PDI），结合蛋白（Bip）
      • 其他功能
        • 肝细胞光面内质网的解毒作用，储存钙离子，固醇类激素的系列酶
      • 详细 课本P118-122
    • 内质网应激及其信号调控
      • 内质网应激反应（ERS）
        • 当某些细胞内外因素使细胞内质网生理功能发生紊乱，钙稳态失衡，未折叠及折叠错误的蛋白质在内质网腔内超量积累时，细胞会激活一些相关信号通路，引发能应对条件的变化和恢复内质网良好的蛋白质折叠环境的应激反应。
      • 调控途径
        • 未折叠蛋白质应答反应（UPR）
        • 内质网超负荷反应（EOR）
        • 固醇调节级联反应 SREBP
        • 凋亡程序
        • 课本P123.124
  • 高尔基体
    • 形态结构与极性
      • 基本结构与极性
        • 高尔基体顺面膜囊或顺面网状结构（CGN）
        • 高尔基体中间膜囊
        • 高尔基体反面膜囊
        • 反面高尔基网状结构（TGN）
      • 特异性反应
        • 嗜锇反应，焦磷酸硫胺素酶（TPP酶），胞嘧啶单核苷酸酶（CMP酶）和酸性磷酸酶，烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶（NADP酶）的细胞化学反应
      • 解释高尔基体结构组织及膜囊间蛋白质转运的两种可能模型
        • 膜泡运输模型
        • 膜囊成熟模型
    • 功能
      • 高尔基体与细胞的分泌活动
        • 联系
          • 分泌性蛋白，多种细胞质膜上的膜蛋白，溶酶体中的酸性水解酶及胶原等胞外基质成分的定向转运
        • 高尔基体参与的蛋白分选途径
          • 溶酶体酶的包装与分选途径
          • 可调节性分泌途径
          • 组成型分泌途径
      • 蛋白质的糖基化及其修饰
        • 主要场所 蛋白质糖基化的生物学功能 糖基化（详细），蛋白聚糖（课P129）
      • 蛋白酶的水解和其它加工过程
        • 三种类型，硫酸化作用
      • 其他
        • 膜的转化功能，溶酶体、微体和植物细胞壁的形成
      • 课本P127-130
  • 溶酶体
    • 形态结构与类型
      • 单层膜围绕，内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器
      • 异质性
      • 膜的成分特点
        • 质子泵，载体蛋白，蛋白高度糖基化
      • 类型
        • 初级溶酶体，次级溶酶体，残质体（后溶酶体）
      • 标志酶
        • 酸性磷酸酶
    • 溶酶体消化作用的三种途径
      • 内吞，吞噬，自噬
    • 溶酶体的功能
      • 清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老损伤和死亡的细胞
      • 防御功能 识别入侵的病毒或细菌，将其杀死并进一步降解
      • 作为“消化”器官为细胞提供营养
      • 分泌腺细胞中，摄入分泌颗粒，参与分泌过程的调节
      • 涉及某些细胞的程序性死亡，被周围吞噬细胞的溶酶体消化清除
      • 参与精子的顶体反应
      • 课本P132.133
    • 溶酶体的发生
      • • 课P133-135
    • 溶酶体与疾病
      • 溶酶体储积症 泰-萨二氏病，Ⅰ细胞病
      • 膜稳定性下降，溶酶体水解酶类外溢
  • 过氧化物酶体
    • 过氧化物酶体
      • 定义
        • 微体，单层膜，内含一种或几种氧化酶类。异质体
      • 主要酶
        • 依赖于黄素（FAD）的氧化酶 底物→H2O2 过氧化氢酶 H2O2→水和氧气
    • 与溶酶体的区别
      • 识别的主要特征：尿酸氧化酶等常形成晶格状结构 详，见表格
    • 功能
      • 氧化分解血液中有毒成分，解毒
      • 细胞免受H2O2毒害 2种酶
      • 分解脂肪酸等高能分子向细胞直接提供热能
      • 植物细胞中，可催化CO2固定反应的副产物的氧化，参与乙醛酸循环（称为乙醛酸循环体）
    • 发生途径
      • 与线粒体、叶绿体类似
      • 2种
        • 细胞内已有的成熟过氧化物酶体经分裂增殖形成子代
        • 细胞内重新发生
          • 起始于内质网；带有分选信号的基质蛋白与受体结合，进入膜泡，形成；分裂产生子代
• 课后题
  • 1.你对细胞质基质的结构组成及其在细胞生命活动中作用作何理解?
  • 2.为什么说细胞内膜系统是一个结构与功能密切联系的动态性整体?
  • 3.试述内质网的主要功能及其质量监控作用。
  • 4.试述高尔基体的结构特征及其生理功能。
  • 5.蛋白质糖基化的基本类型、功能定位及生物学意义是什么?
  • 6.溶酶体是怎样发生的?它有哪些基本功能?
  • 7. 过氧化物酶体与溶酶体有哪些区别?怎样理理解过氧化物酶体是异质性的细胞器?