导图社区 细胞质基质和内膜系统
细胞生物学第五章 细胞质基质和内膜系统，介绍了细胞质基质、内质网、高尔基体、溶酶体、过氧化物酶体等多个方面的知识点。
细胞生物学第六章第二节细胞内膜泡运输思维导图，从膜泡运输概述、COP包被膜泡的装配和运输、COP包被的装配合运输、转运膜泡与靶膜的緢定和融合等方面的知识总结。
细胞生物学第六章第一节：细胞内蛋白质的分选思维导图，从信号假说、指导分泌蛋白在糙面内质网上合成的决定因素
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细胞质基质和内膜系统
细胞质基质
涵义
是真核细胞细胞质中除可分辨的细胞器之外的胶状物质，也称为胞质溶胶
是一种高度有序的体系
细胞质骨架纤维贯穿其中，其重要的组织作用
功能
许多中间代谢过程的反应场所
细胞质骨架的相关功能
细胞质基质与蛋白质的翻译后修饰和选择性降解
蛋白质的修饰
辅酶或辅基与酶的结合
磷酸化与去磷酸化
蛋白质糖基化作用
甲基化修饰
酰基化
控制蛋白质的寿命
蛋白质N端的第一个氨基酸残基决定蛋白质的寿命信号
泛素化和蛋白酶体所介导的蛋白质降解途径
结构
蛋白酶体
20S催化核心
由α、β两类蛋白，以α-β-β-α的排列方式，形成四层中空的环状结构，α环构成骨架结构、β环有蛋白酶活性
19S调节亚基
起着识别泛素化底物蛋白、切除泛素修饰及蛋白去折叠的功能。与20S催化核心接触的6种亚基具有ATP酶活性，可利用水解ATP所释放的能量是蛋白是去折叠，并进一步传递至20S催化核心。
泛素
是由76个氨基酸残基组成的小分子球蛋白，具有热稳定性
蛋白质的泛素化修饰：泛素分子共价结合到把蛋白质的赖氨酸残基上
通过三种酶先后催化完成:泛素活化酶（E1）、泛素结合酶（E2）、泛素连接酶（E3）
多聚泛素化：后面的泛素链连接到前一个泛素分子特定的赖氨酸残基上，如Lys48或Lys63位点。
过程
蛋白质质量监控、影响细胞代谢、信号转导、受体调整、免疫反应、细胞周期调控、转录调节、DNA修复
帮助变性或错误折叠的蛋白质正确折叠
热激蛋白（HSP）
做为分子伴侣发挥作用
内质网
内质网是由封闭的管状或扁平囊状膜系统及其包被的腔所形成的互相连通的三维网格结构
微粒体是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，包括内质网膜和核糖体
分类
形态（片层状内质网）糙面内质网
形态（管状内质网光面内质网
蛋白质的合成是粗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
细胞器中的可溶性驻留蛋白
光面内质网是脂质合成的场所
包括磷脂和胆固醇在内的所有膜脂
合成磷脂所需要的三种酶（酰基转移酶、磷酸酶、胆碱磷酸转移酶）都定位在内质网膜上，活性部位在膜的细胞质基质侧。
磷脂合成后，由细胞质基质侧转向内质网腔面，依靠的是磷脂转位蛋白，又叫转位酶。
磷脂向其他膜转运主要有三种可能的机制
通过膜泡转运基质
通过PEP介导的脂质转运
膜嵌入蛋白介导的膜间直接接触
蛋白质的修饰和加工
发生在内质网和高尔基体的糖基化修饰与加工
内质网上进行N-连接的糖基化
少数有O-连接的糖基化
在内质网腔内形成二硫键
蛋白质的折叠与装配
在内质网、高尔基体、分泌泡发生特异性的蛋白质水解切割
新生多肽的折叠与组装
其他功能
肝细胞的解毒功能
肌质网钙离子储存与浓度调节
内质网上糖原的合成与分解
固醇类激素的合成
内质网应激（ERS）及其信号调控
未折叠蛋白质应答反应（UPR）
内质网超负荷反应
固醇调节级联反应
ERS反应引发的细胞凋亡
高尔基体
高尔基体是一种有极性的细胞器，由排列比较整齐的扁平膜囊堆叠而成
靠近细胞核的一侧，扁囊完全有成凸面（形成面、顺面），面向细胞质膜的一侧常呈凹面（成熟面、反面）
标志的细胞化学反应
嗜锇反应（顺反膜囊）
焦磷酸硫胺素酶（TPP酶）反应（反面的1~2层膜囊）
胞嘧啶单核苷酸酶（CMP酶）和酸性磷酸酶反应（反面膜囊状和反面管网结构）
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸酶（NADP酶）反应（中间几层）
组成部分
顺面膜囊和顺面网状结构（CGN）
中间膜囊
反面膜囊和反面网状结构（TGN）
高尔基体是细胞内大分子转运的枢纽
对内质网合成的蛋白质进行加工分类与包装然后定向转运
内质网合成的脂质一部分也通过高尔基体向细胞质膜与溶酶体膜等部位转运
高尔基体还是细胞内糖类合成的工厂
TGN区是蛋白质包装分选的关键枢纽
溶酶体的包装与分选途径
6-磷酸甘露糖（M6P)标记的同媒体没与相应膜受体结合
调节型分泌
特化类型的分化细胞
组成型分泌
所有真核细胞，均可通过分泌细胞连续分泌某些蛋白质至细胞表面
蛋白质的糖基化及其修饰
O-连接的糖基化发生在高尔基体里面
蛋白酶的水解及其他加工过程
溶酶体
分类（根据生理功能的不同阶段）
初级溶酶体
次级溶酶体
自噬溶酶体
异噬溶酶体
残质体
特点
含有多种酸性水解酶，最适pH值5.0左右
酸性磷酸酶是最常用的标志酶
溶酶体膜成分特殊
嵌有质子泵（维持其酸性）
具有多种载体蛋白
膜蛋白高度糖基化
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
细胞自噬
微自噬
巨自噬
分子伴侣介导的自噬
形成
在粗面内质网合成并经N-连接的糖基化基础修饰
转至高尔基体
在高尔基体的顺面膜囊中寡糖链上的甘露糖残基被磷酸化形成M6P信号
在高尔基体的反面膜囊和TGN膜上存在M6P的受体，将溶酶体酶与其他蛋白质区分，并得以浓缩
最后以出芽的方式形成网格蛋白/AP包被膜泡转运到溶酶体中
过氧化物酶体
又叫微体，是由单层膜围绕的内含一种或几种氧化酶类的细胞器
与溶酶体的区别
过氧化物酶体与初级溶酶体的形态大小类似，但过氧化物酶体中高浓度的尿酸氧化酶等常形成晶格状结构，是电镜识别的主要特征
通过密度梯度离心可分离过氧化物酶体和溶酶体
植物
绿色植物叶肉细胞中，催化二氧化碳固定反应的副产物的氧化（光呼吸作用），将光合作用的副产物乙醇酸氧化为乙醛酸和过氧化氢
种子萌发的过程中，过氧化物酶体降解储存在种子中的脂肪酸产生乙酰辅酶A，进一步形成琥珀酸，后者离开过氧化物酶体进一步转变为葡萄糖
动物
在肝细胞和肾细胞中，氧化分解血液中的有毒成分，起到解毒作用
分解脂肪酸等高等分子，为细胞直接提供热能，而不必通过水解ATP 的途径获得能量
内含的两种酶
依赖于黄素（FAD）的氧化酶，将底物氧化降解，产生过氧化氢
过氧化氢酶，将过氧化氢分解，生成水和氧气
