细胞质基质与内膜系统

这是一篇关于细胞质基质与内膜系统的思维导图

细胞质基质与内膜系统

• 细胞质基质的组成
  • 成分
    • 占总体积70%的水和溶于其中的离子 以可溶性蛋白质为主的大分子
  • 状态
    • 具有一定粘度，能流动的， 半透明状的胶状物质
• 细胞内膜系统及其功能
  • 概述
    • 内膜系统的组成： 内质网，高尔基体，溶酶体，细胞核，液泡。功能上紧密联系，形成协调统一的整体。
    • 内膜系统的结构特点： 既相互独立又相互间处于动态平衡的状态。通过三种途径：生化合成途径，分泌途径和内吞途径。
    • 内膜系统的重要功能：蛋白质分选 蛋白质分选的三种途径：核孔运输，跨膜运输，膜泡运输 信号肽指导内膜系统蛋白质的运输，其对蛋白质没有特异性，对不同的膜结合细胞器具有特异性。
    • 内膜系统的研究方法： 放射性自显影，差速离心分离与功能分析，突变技术，绿色荧光蛋白定位法。
  • 内质网 （ER）
    • 结构与组成
      • 糙面内质网（rER）
        • 多呈扁囊状，排列较为整齐，因其膜表面附有大量的核糖体而命名。可与核膜，质膜结构连续。
      • 光面内质网（sER）
        • 常为分支管状，形成较为复杂的立体结构。
      • 标志酶：葡萄糖-6-磷酸酶
    • 功能
      • 1.蛋白质的合成是糙面内质网的主要功能
      • 2.光面内质网是脂质合成的重要场所
      • 3.蛋白质的修饰与加工
      • 4.新生多肽的折叠与组装
      • 5.其他功能：如细胞色素p450家族酶系的解毒反应
  • 高尔基体
    • 结构与组成
      • 由大小不一，形态多变的囊泡体系组成。 （扁平囊泡，分泌小泡，液泡）
      • 有极性。表现在： 在细胞中往往有比较恒定的位置与方向； 物质从高尔基体的一侧输入，从另一侧输出。
      • （1）外侧：顺面膜囊以及顺面网状结构； （2）中间：中间膜囊由扁平膜囊与管道组成； （3）内侧：反面膜囊以及反面网状结构。
      • 标志酶：糖基转移酶
    • 功能
      • 蛋白质和脂类运输
      • 蛋白质糖基化（N-糖基化深加工，O-糖基化深，最后加上唾液酸）
      • 蛋白聚糖的合成
      • 蛋白原的分解
      • 蛋白质分选
  • 溶酶体
    • 结构
      • 单层膜结构，富含酸性水解酶类的囊泡状细胞器。 膜含各种不同酸度，高度糖基化的膜整合蛋白以及胆固醇。
      • 初级溶酶体
        • 呈球形，直径0.2至0.5微米，内容物均一，不含有明显的颗粒物质，外面有一层脂蛋白膜围绕。
        • 酶的最适ph为5.0左右
        • 溶酶体膜在成分上也与其他生物膜不同：嵌有质子泵，具有多种载体蛋白用于水解产物向外转运，膜蛋白高度糖基化以保持稳定
        • 从高尔基体外侧网络形成
      • 次级溶酶体
        • 初级溶酶体与细胞内的自噬泡或异噬泡融合形成
        • 次级溶酶体内经历消化后，未被消化的物质还存在溶酶体内形成残质体或称后溶酶体，通过类似胞吐的方式排出。
      • 标志酶：酸性磷酸酶
    • 功能
      • 基本功能：消化作用
        • 内吞作用
        • 吞噬作用
        • 自噬作用
      • 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
      • 作为细胞内的消化“器官”为细胞提供营养
      • 参与分泌过程的调节
      • 涉及某些特定细胞的程序性死亡
      • 顶体反应
    • 发生
      • M6P分选途径：内质网上合成溶酶体酶，有信号序列，形成信号斑，高尔基体内在N-乙酰葡萄糖胺磷酸转移酶、N-乙酰葡萄糖苷酶作用下形成M6P，外侧网络与m6p受体结合形成初级溶酶体，再于次级内体融合为次级溶酶体，m6p脱磷酸，m6p受体出芽回收，形成成熟溶酶体。
      • 非m6p分选途径：溶酶体膜中的糖蛋白以及作为溶酶体膜结合蛋白前体合成的溶酶体酶，这种膜结合前体酶通过高尔基体被运入溶酶体，然后通过切割作为成熟的磷酸酶被释放到溶酶体的腔。
  • 过氧化物酶体
    • 结构
      • 又称微体。是由单层膜围绕的，内含一种或几种氧化酶类的细胞器。
      • 普遍存在于所有动物细胞和很多植物细胞中
      • 过氧化物酶体中的尿酸氧化酶等常形成晶格状结构。 可作为电镜下识别的主要特征。
    • 功能
      • 真核细胞中直接利用分子氧的细胞器
        • 一是依赖于黄素的氧化酶，将底物氧化形成过氧化氢
        • 二是含过氧化氢酶，将过氧化氢分解形成水和氧气。
        • 由这两种酶催化的反应，相互偶联，从而使细胞免受过氧化氢的毒害
    • 发生
      • 过氧化氢酶体发生过程与线粒体或叶绿体类似，但在过氧化氢酶体中不含DNA，组成过氧化氢酶体的膜蛋白和可溶性的基质蛋白均由细胞核基因编码，主要在细胞质基质中合成，然后分选转运到过氧化氢酶体中。
• 细胞质基质的功能
  • 首要功能
    • 为某些蛋白质合成和脂肪酸合成提供场所
  • 第二功能（细胞骨架）
    • 细胞骨架是细胞质基质的主要结构成分 与维持细胞形态，细胞运动，物质的运输 及能量传递有关
  • 第三功能（细胞膜）
    • 区室化，内环境稳态
  • 第四功能（蛋白质）
    • 蛋白质修饰
      • （1）辅酶或辅基与酶的共价结合
      • （2）磷酸化与去磷酸化
      • （3）蛋白质糖基化作用
      • （4）甲基化修饰
      • （5）酰基化
    • 控制蛋白质的寿命
      • 泛素化和蛋白质酶所介导的蛋白质降解途径
    • 降解变性和错误折叠的蛋白质
      • 同样被依赖于泛素的蛋白质酶降解途径彻底降解
    • 帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠， 形成正确的分子构象
      • 依靠热休克蛋白完成