细胞生物学内膜系统

这是西南医科大学医学细胞生物学大一上期的内膜系统内容，这张思维导图归纳内质网、高尔基扶额和体、溶酶体等内容。

内膜系统

• 1. 内质网（ER）
  • 已分化细胞的内质网较为发达，而肿瘤细胞和未分化的不发达。
  • 真核细胞中最大的细胞器
  • 1.1. ！化学组成
    • 1.1.1. 微粒体: 用蔗糖密度梯度离心法可将SER和RER分离，离心后内质网断裂成许多小泡，即微粒体，是研究ER化学组成和功能的良好材料
    • 1.1.2. 葡萄糖-6-磷酸酶是内质网的主要标志性酶，细胞色素p450是光面内质网特有的标记酶
    • 1.1.3. 驻留信号：KDEL或HDEL，通过与内质网膜上的相应受体的识别结合，而使蛋白质驻留于内质网腔而不被转运
    • 1.1.4. 葡萄糖调节蛋白94是内质网标志性的分子伴侣
  • 1.2. 功能
    • 1.2.1. 糙面内质网
      • 1.2.1.1. 参与pro的合成
        • 1.2.1.1.1. 内源性蛋白在游离核糖体上合成，eg.驻留pro、核pro
        • 1.2.1.1.2. 信号肽假说外输性蛋白在游离核糖体上合成信号肽后，信号识别颗粒（SRP）与其识别结合并阻止翻译，复合物上的SRP识别结合内质网上的受体（SRP-R，也叫停靠pro）后解离，多肽链继续翻译,通过转运体与核糖体大亚基中央管进入内质网同时信号肽被相应酶切除
      • 1.2.1.2. 新生多肽链的折叠与装配
        • 1.2.1.2.1. 由ER中的分子伴侣来完成
      • 1.2.1.3. pro的修饰
        • 1.2.1.3.1. 糖基化
          • 1.2.1.3.1.1. 糙面内质网腔中N-连接的糖基化，天冬酰胺（Asn）残基上的-NH2
            • 还有一种在高尔基体上
        • 1.2.1.3.2. 酰基化
      • 1.2.1.4. pro的胞内运输
        • 1.2.1.4.1. 以“出芽”方式形成膜性小泡，进入高尔基复合体
        • 1.2.1.4.2. 直接进入大浓缩泡，进而发育成酶原颗粒，驻留在细胞质中，在有外来信号刺激时分泌（仅见于某些哺乳动物的胰腺外分泌细胞）
    • 1.2.2. 光面内质网
      • 1.2.2.1. 脂类合成与转运
      • 1.2.2.2. 脂类和糖原的代谢
      • 1.2.2.3. 参与肝脏的解毒
        • 黄曲霉毒素在经过肝脏代谢后毒性反而增强
      • 1.2.2.4. 参与钙的贮存和浓度调节
  • 1.3. 与医学的联系
    • 1.3.1. 作为cell生理功能特性的敏感指标
    • 1.3.2. 阿尔茨海默病（老年性痴呆）与β-淀粉样蛋白前体基因和早老素基因突变可能有关
• 2. 高尔基复合体（GC）
  • 2.1. 形态结构
    • 标注具有分泌功能、分化程度高的细胞里高尔基体发达
    • 2.1.1. 顺面高尔基网（形成面）（未成熟面），功能:①对来自内质网的蛋白质和脂类进行分选②进行pro修饰
    • 2.1.2. 中间膜囊
      • 糖基化修饰、糖脂合成、与高尔基复合体有关的多糖的合成
    • 2.1.3. 反面高尔基网（分泌面）（成熟面）
      • 2.1.3.1. 功能: 进行pro的分选和运输，pro的修饰
  • 2.2. 化学组成
    • 2.2.1. 糖基转移酶是高尔基复合体的标志性酶
  • 2.3. 极性
    • 2.3.1. 各膜囊在形态，化学组成和功能上的差异
    • 2.3.2. 在执行蛋白质加工、修饰的生物学功能时具有方向性和顺序性
  • 2.4. 功能
    • 2.4.1. 细胞内蛋白质运输和分泌的中转站
    • 2.4.2. 蛋白质加工
      • 2.4.2.1. pro的糖基化
        • 2.4.2.1.1. O-连接糖蛋白，将寡糖链结合到丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸残基的羟基氧原子上
          • 蛋白质糖基化的意义：①保护蛋白质不被水解酶降解（eg.溶酶体膜内的pro）②作为运输信号引导蛋白质包装成运输小泡，进行蛋白质的靶向运输③作为糖被起细胞保护、识别、信息交流的作用
      • 2.4.2.2. 蛋白质的水解
        • eg.人胰岛素在高尔基体中被切除C肽后才有活性
      • 2.4.2.3. 溶酶体酶的磷酸化
        • 2.4.2.3.1. 甘露糖-6-磷酸酶（M-6-P）是溶酶体酶的分选信号
    • 2.4.3. 细胞内蛋白质分选与囊泡运输
      • 2.4.3.1. 溶酶体酶以有被囊泡的方式转运到溶酶体
      • 2.4.3.2. 分泌蛋白以有被囊泡方式到达细胞膜，与细胞膜融合后分泌到细胞外
      • 2.4.3.3. 分泌蛋白以有被囊泡方式贮存在细胞质中，再择机分泌到细胞外
    • 2.4.4. 错误选送蛋白的监督和遣送
      • 2.4.4.1. 高尔基体上KDEL信号受体蛋白与从内质网逃逸的蛋白结合形成小泡运回
• 3. 溶酶体
  • 3.1. 形态结构
    • 具有多样性和异质性
    • 3.1.1. 溶酶体标志性酶:酸性磷酸酶
    • 3.1.2. 膜上镶嵌有质子泵和氯离子通道蛋白，维持了溶酶体发挥作用所需的酸性环境
    • 3.1.3. 高度稳定的溶酶体膜可防止酸性水解酶对膜的降解
      • 3.1.3.1. 富含高度糖基化的膜整合蛋白——溶酶体膜糖蛋白（LGP）
      • 3.1.3.2. 膜中有较多的促进膜稳定的胆固醇
    • 3.1.4. 存在特殊的转运蛋白，防止溶酶体酶外泄
  • 3.2. 类型
    • 3.2.1. 初级溶酶体
    • 3.2.2. 次级溶酶体
      • 3.2.2.1. 自噬溶酶体
        • 3.2.2.1.1. 细胞自噬: 自噬体与溶酶体融合形成自噬溶酶体，消化内源性物质（细胞内衰老损伤的细胞器和生物大分子）
      • 3.2.2.2. 异噬溶酶体
        • 3.2.2.2.1. 异体吞噬：吞噬体（固体外源性物质）或吞饮体（液体）被消化分解
    • 3.2.3. 终末溶酶体（残余体）
  • 3.3. 形成
    • 3.3.1. ①合成的溶酶体蛋白前体进入内质网腔进行糖基化，以出芽方式转运至高尔基复合体，②在顺面高尔基网腔中形成M-6-P 与反面高尔基网膜上的受体识别结合形成有被囊泡，脱离后成为无被囊泡③细胞质中，无被囊泡与内体融合形成内体性溶酶体，在质子泵的作用下pH下降④M-6-P受体分离，以运输小泡的返回反面高尔基网膜参与受体再循环或到达细胞膜上
  • 3.4. 功能
    • 3.4.1. 消化、营养保护作用
      • 3.4.1.1. 对自身物质的消化
      • 3.4.1.2. 对内吞物质的消化
    • 3.4.2. 参与机体组织器官的形态建成（eg.细胞程序性死亡）
    • 3.4.3. 参与受精过程（顶体反应）
    • 3.4.4. 参与激素合成及激素水平调节
  • 3.5. 与医学
    • 3.5.1. 溶酶体酶缺失
      • 3.5.1.1. GM2神经节苷脂贮积症变异型B（家族性黑蒙性痴呆症）
      • 3.5.1.2. 糖原贮积症Ⅱ型
      • 3.5.1.3. 黏脂贮积症Ⅱ型（缺乏N-乙酰氨基葡糖磷酸转移酶）
    • 3.5.2. 溶酶体膜被破坏
      • 3.5.2.1. 矽肺（硅沉着病）
      • 3.5.2.2. 痛风
• 4. 过氧化物酶体 （过氧化氢体、微体）
  • 普遍存在于真核细胞
  • 4.1. 形态结构
    • 和溶酶体一样属于异质性细胞器
    • 4.1.1. 一层单位膜包裹的膜性细胞器
    • 4.1.2. 常含有类核体（类晶体），是尿酸氧化酶的结晶，但人和鸟类细胞没有
  • 4.2. 酶
    • 4.2.1. 氧化酶类——将氧还原成过氧化氢
    • 4.2.2. 过氧化氢酶类（标志性酶）——将过氧化氢还原成水
    • 4.2.3. 过氧化物酶类（少见，作用同上）
  • 4.3. 功能
    • 4.3.1. 解毒
    • 4.3.2. 调节细胞内氧浓度，使细胞免受高浓度氧的损害
    • 4.3.3. 进行脂肪酸的氧化，参与细胞代谢
  • 4.4. 产生
    • 4.4.1. 与溶酶体一样二分裂
    • 4.4.2. 从头合成，内质网出芽，细胞质装配
  • 4.5. 与医学
    • 4.5.1. 过氧化物酶体中酶的缺失:①脑肝肾综合征②肾上腺脑蛋白营养不良
• 5. Pro的分选
  • 5.1. 蛋白质分选（缺省途径）
    • 5.1.1.
  • 5.2. 运输方式
    • 5.2.1. 门孔运输
      • 与核孔复合体（NPC）选择性识别
    • 5.2.2. 穿膜运输
    • 5.2.3. 囊泡运输
    • 5.2.4.
• 6. 囊泡转运
  • 6.1. 网格蛋白包被的网格蛋白有被囊泡
    • 6.1.1. 产生于细胞膜通过受体介导的内吞作用和高尔基复合体
  • 6.2. 包被蛋白包被的
    • 6.2.1. COPⅠ有被囊泡
      • 6.2.1.1. 负责内质网逃逸蛋白的回收
    • 6.2.2. COPⅡ有被囊泡
      • 6.2.2.1. 负责介导物质从内质网向高尔基复合体的正向运输
• 肝、肾细胞
• 肌质网上存在钙-ATP酶
• 肌细胞中的肌质网是一种特化的光面内质网，参与肌肉收缩活动。
• 线粒体不属于内膜系统，原因：Pro在游离核糖体上形成,与内质网等无密切关系。