细胞内膜运输

这是一篇关于细胞内膜运输的思维导图，主要内容有细胞分泌、内吞作用、膜的动态更新、小泡的定向运输、停靠与融合机制等。

细胞内膜运输

• 细胞分泌
  • 从内质网到高尔基体分泌
    • 蛋白质"乘坐"COPⅡ小泡离开内质网
      • 需要通过分泌途径运输的内质网中的蛋白质，必须装载到COPⅡ小泡，这些小泡是在内质网的特殊部位，即内质网出口位点出芽形成的。在内质网出口区域内是没有核糖体附着的，大多数动物细胞的整个内质网膜的网络上都分布有内质网出口
      • 离开内质网进入小泡蛋白质要求
        • 必须正确折叠的蛋白质，包括合适的糖基化修饰、二硫键的形成等，这由内质网中的分子伴侣负责监控
        • 所有内质网腔中输出的蛋白质都有输出信号，需经内质网膜运输蛋白的识别与选择
      • 
    • 内质网囊泡管簇介导的内质网膜泡向高尔基体的转运
      • 从内质网输出的位点通过出芽形成内质网运输成小泡后，这些内质网-COPⅡ有被小泡相互融合成较大的囊泡
      • 内质网小泡融合后，继续与其他的内质网小泡融合，最后形成囊泡管簇
        • 囊泡管簇在马达蛋白的作用下，u以微管为轨道，逐渐运向顺面高尔基网，转运的蛋白质进入高尔基体腔，这书内质网与高尔基体间的主流运输
      • 从内质网到高尔基体的运输是双向的，不仅有COPⅡ有被小泡，还有COPⅠ有被小泡
      • 造成高尔基体蛋白向内质网回流运输原因
        • 在内质网出芽形成COPⅡ有被小泡时所需的"货物"受体蛋白运回到内质网进行循环
        • 内质网在进行蛋白质运输时发生包装错误，将内质网的结构和功能蛋白质运输到高尔基体，被高尔基体的监控蛋白并将"走失"蛋白质"遣返"
        • 运回参与COPⅡ有被小泡装配的蛋白质
    • KDEL分选信号与内质网"驻留蛋白"的回流
      • 作为内质网的结构和功能蛋白质在其羧基端都有一个内质网驻留信号，即KDEL信号序列
      • KDEL信号在内质网及高尔基体各个部分的膜上都有相应的受体
      • 在病理条件下，高尔基体也可将蛋白质回运到内质网
    • 高尔基体驻留蛋白
      • 对高尔基体穿膜蛋白而言，高尔基体驻留序列包含一个信号锚定序列，该序列帮助其定位在高尔基体膜上
      • 解释高尔基体膜蛋白"驻留"模型
        • 亲缘识别模型
        • 双层厚度模型
    • 从顺面高尔基网运向反面高尔基网
      • 潴泡成熟模型
        • 高尔基体潴泡是一个动态结构，成熟从开始到结束是伴随着高尔基体需要的蛋白质的增加到逐步丢失进行的
          • 
      • 膜泡转运模型
        • 按照这一模型，运送"货物"的小泡完成运输任务后又回到原来的部位。这一模型的特点是有具有一个稳定的核心潴泡存在，避免过度生长
          • 
  • 从反面高尔基体网向溶酶体的分泌
    • 溶酶体酶蛋白的M6P标记
      • 由于溶酶体的酶都是水解酶类，对细胞内的结构和化学组分具有破坏作用，所以它的形成必须有独特的机制
    • GlcNAc-磷酸转移酶
      • 溶酶体的酶蛋白在附着核糖体上合成，通过信号肽的引导进入糙面内质网，在糙面内质网进行N-连接糖基化
      • 修饰的酶
        • N-乙酰葡萄糖胺磷酸转移酶
        • N-乙酰葡萄糖胺糖苷酶
      • 又内质网转运到顺面高尔基体中的溶酶体酶蛋白被GlcNAc-磷酸转移酶识别并结合。该酶具有两个独立的位点，一个是催化位点，另一个是识别位点
    • M6P受体及溶酶体网格蛋白有被小泡的形成
      • 经过顺面高尔基体潴泡中酶的修饰，带上M6P标记的溶酶体酶蛋白被转运到反面高尔基网，在高尔基体外侧潴泡的膜上有识别M6P标记的受体，通过M6P与受体的识别与结合，溶酶体酶蛋白被分选出来
      • M6P受体蛋白与M6P结合是高度特异的，并且具有较高的结合力
      • M6P受体蛋白主要存在于高尔基体的外侧潴泡的膜，但在一些动物细胞的质膜中发现有很多M6P受体蛋白的存在，这可能是细胞的一种保护机制，可防止溶酶体的酶不正确地分泌到细胞外
    • 内体
      • 内体，又称内吞体，即可产生于细胞的内吞，又可产生于高尔基体的分选形成的有被小泡
      • 内体是细胞内一种动态的小泡结构，有早期内体和晚期内体之分
        • 早期内体
          • 通常位于细胞质的外侧
          • 早期内体是由于细胞的内吞作用而形成的含有内吞物质的小泡，通常是管状和小泡状的网络结构集合体
        • 晚期内体
          • 长位于细胞质的内侧，靠近细胞核
          • 晚期内体中的pH呈酸性，且具有分拣作用，能够分选出结合货物的受体，让它们再循环到细胞质膜表面或高尔基体外侧潴泡
    • 溶酶体的异质性
      • 早期内体来源途径
        • 来自反面高尔基网的含有的溶酶体酶的分泌泡
        • 内吞作用产生的
      • 一般而言，晚期内体通常含有溶酶体的酶，它可以进一步与已经存在的溶酶体融合，形成的结构称为内吞溶酶体，内吞溶酶体又可与另外的溶酶体融合
      • 细胞内的溶酶体不仅是动态的，而且是混杂的，既有经典的溶酶体，又有内吞溶酶体，所以可将溶酶体看成是由不同细胞器组成的异质性的集合体，但它们的共同特点是含有高浓度的水解酶
    • GleNAc磷酸转移酶缺陷与溶酶体贮积症
      • 溶酶体水解酶的遗传缺陷可引起人的多种溶酶体贮积症
      • 患者的溶酶体中贮积一些未消化的底物，导致严重神经系统的疾病
      • 在大多数情况下，溶酶体贮积症是编码水解酶的单个结构基因发生了突变
    • 溶酶体形成的M6P途径
      • M6P途径是溶酶体酶分选的主要途径，但不是唯一途径，这主要是通过对一种遗传病的研究发现的
      • 黏脂病
        • 遗传病，患者不能使甘露糖磷酸化
      • 酪氨酸是溶酶体酶寻靶信号的组成部分
  • 胞吐作用：从反面高尔基体网向细胞外分泌
    • 组成型与调节型分泌活动
      • 分泌泡作用
        • 为细胞质膜提供新的膜蛋白和膜脂
        • 将内含物分泌到细胞外，为细胞外基质提供糖蛋白、蛋白聚糖和其他一些蛋白质，包括酶类
      • 胞吐作用
        • 将细胞内物质分泌到细胞外的活动称为胞吐作用
      • 分泌活动
        • 组成型分泌途径
          • 这种分泌途径中运输小泡持续不断地从高尔基体运送到细胞质膜，并立即进行膜的融合，将分泌小泡中的蛋白质释放到细胞外
          • 不需要任何信号的触发，存在于所有类型的细胞中
          • 组成型分泌小泡通常称为运输小泡，是由反面高尔基网对组成型分泌蛋白的包装、出芽形成的
        • 调节型分泌途径
          • 又称诱导型分泌，见于某些特化的细胞，如内分泌细胞。在这些细胞中，分泌小泡成群地聚集在质膜下，只有在外部信号的诱导下，质膜产生胞内信号后小泡才与质膜融合，分泌内含物
          • 调节型分泌途径中形成的小泡称为分泌小泡或分泌泡，不过分泌小泡的形成机制与组成型运输小泡是不同的。在一些特化的分泌细胞内，合成一些特殊的产物
          • 调节型分泌特点
            • 小泡形成具有选择性
            • 具有浓缩作用
              • 
    • 极性细胞膜蛋白的分选运输
      • 在极性的细胞中，如上皮细胞，细胞质膜分成顶端膜和基层外侧膜，两部分细胞质膜含有不同的膜蛋白和膜脂，糖脂和糖蛋白只存在于顶部细胞质膜中
      • 极性细胞质膜分泌定位的一种机制涉及反面高尔基网对质膜蛋白的分选
        • 
    • 分泌泡中蛋白质的酶解加工
      • 在内质网上合成的蛋白质并非合成之后就有活性
      • 一般来说，前蛋白被酶解转变成成熟的分子是离开高尔基体后的分泌小泡中进行的。正常情况下，成熟的分泌小泡是由几个不成熟的小泡融合而成的，然后通过加工使蛋白质成熟
    • 溶酶体与多泡体经过胞吐释放内含物
      • 溶酶体也能够通过分泌作用将未消化的内含物释放到细胞外
      • 在某些情况下，多泡体也能与细胞质膜融合，这样就会导致腔内泡释放到细胞外
• 内吞作用
  • 内吞途径
    • 三种内吞途径
      • 依赖于网络蛋白、受体介导的内吞，是细胞选择性输入细胞外大分子的重要方式
      • 依赖于窖蛋白的内吞，这是发生在含有脂筏的膜微区的内吞作用，也需要受体，同样需要发动蛋白将膜泡与质膜切离，形成的窖蛋白内吞体相互融合，形成大的内吞泡，窖蛋白可循环使用
      • 独立于网格蛋白与窖蛋白的内吞，有些需要发动蛋白，有些不需要发动蛋白
    • 除了网格蛋白有被小窝与网格蛋白有被小泡外，有很多细胞质膜上还可见到由窖蛋白包被的胞膜小窝
    • 大胞饮作用是既不需要网格蛋白，也不要窖蛋白的内吞作用，作有动物细胞都具有大胞饮作用
  • 受体介导的内吞作用
    • 受体介导内吞的特点
      • 根据配体的性质及被细胞内吞后的作用
        • 营养物
        • 有害物质
        • 免疫物质
        • 信号物质
      • 吞入到细胞内物质
        • 配体
        • 受体
        • 膜组分
      • 吞入物质去向
        • 受体内吞后，大多数可形成载体小泡重新回到原来的质膜上再利用
        • 受体和配体一起由载体小泡运回到原来的质膜上再利用
        • 受体和配体一起进入溶酶体被降解
        • 受体和配体一起通过载体小泡被转运到相对的细胞质膜面，这就是胞吞作用
    • 受体介导的低密度脂蛋白的内吞
      • 胆固醇是动物细胞质膜的基本成分，也是固醇类激素的前体
      • 脂蛋白
        • 极低密度脂蛋白VLDL
        • 低密度脂蛋白LDL
        • 中等密度脂蛋白IDL
        • 高密度脂蛋白HDL
      • LDL受体蛋白是一个单链的糖蛋白，一旦LDL与受体结合，就会形成网格蛋白有被小泡被细胞吞入，接着是网格蛋白包被解聚，受体回到质膜再利用，而LDL被传送给溶酶体，在溶酶体中蛋白质被降解，释放出游离的胆固醇、脂肪酸及氨基酸
        • 
      • 血液中LDL的水平与动脉粥样硬化有极大关系
    • 运铁蛋白结合铁离子的内吞运输
      • 铁是细胞内的金属离子，对细胞的生命活动具有重要作用，是通过运铁蛋白和受体介导的内吞作用被输入细胞的
      • 
    • 细胞质膜信号转导受体的调节性内吞
      • 受体的减量调节是受泛素化调控的
  • 内体的加工与成熟
    • 多泡体
      • 在内体成熟后过程中，内体的某些膜区会内陷直至与内体膜脱离形成内体腔内泡，即小泡中的小泡
    • 内体成熟:从内吞途径到溶酶体
      • 变化
        • 形态与位置的变化
        • Rab蛋白、磷脂肌醇脂、与融合相关的蛋白质，以及马达蛋白等与内体膜的细胞质面结合，赋予内体新的功能特性
        • 内体膜上的V型ATPase将胞质溶胶中的氢离子泵入内吞体的腔中
        • 腔内泡的形成
        • 来自反面高尔基网的溶酶体蛋白直接传递到正在成熟的内吞泡
    • 转胞吞作用与再循环内体
      • 
  • 吞噬细胞的吞噬
  • 吞饮作用
    • 吞饮作用又称胞饮作用，是胞吞作用的一种类型，它是一种非选择性的连续摄取细胞外基质中液滴的内吞作用
• 膜的动态更新
  • 膜脂的来源及不对称性分布
    • 原因
      • 由于内质网与核膜相连，通过细胞分裂和核膜重建，内质网上合成的膜脂也就被转移到核膜
  • 膜蛋白的更新
    • 膜整合蛋白和外周蛋白的形成
      • 蛋白质在膜上的存在方式
        • 整合蛋白
        • 外周蛋白
        • 脂锚定蛋白
    • 脂锚定蛋白的形成
      • 糖脂锚定膜蛋白的形成
      • 脂肪酸锚定膜蛋白的形成
• 小泡的定向运输、停靠与融合机制
  • Rab蛋白介导运输小泡
    • Rab蛋白的基本特性
      • Rab蛋白亚家族是单体GTPase中最大的亚家族
      • 每一种Rab蛋白都存在于与分泌或内吞有关的膜性细胞器中，并且这些细胞器的细胞质面至少有一种Rab蛋白
      • Rab蛋白选择性分布在各类膜上，成为膜的一种特殊标记，并指导小泡进行定向运输
      • Rab既能在运输小泡上起作用，也能在靶膜上发挥作用，或在运输小泡及靶膜上同时发挥作用
    • Rab蛋白与效应蛋白在膜上的装配
      • Rab蛋白和其效应蛋白在膜上的装配是协同进行的，最后会发生一个大的、特别的膜斑
        • 例：Rab5
    • Rab的级联对膜特性的改变
      • Rab级联
        • Rab结构域通过去装配或是其他的Rab结构域所替换，改变细胞器的标记性质
        • Rab结构域自我扩增的特性也赋予了肉体成熟过程的无方向性与不可抗性
  • SNARE蛋白与NSF蛋白
    • SNARE蛋白
      • SNARE假说
        • 动物细胞融合需要供体膜与靶膜各有一个SNARE蛋白，互为受体，相互识别，介导两种膜的融合
      • SNARE蛋白中文全称是可溶性N-乙酰马来酰亚胺敏感因子附着受体蛋白
      • SNARE每一种都是与分泌会内吞途径中的细胞器结合在一起的。都是穿膜蛋白，并且互补配套存在的
      • 为了提高SNARE蛋白的有效性，Rab蛋白增加了调控的多样性
    • NSF蛋白
      • 细胞中的大多数SNARE都会参加多轮小泡运输，但有时也会作为膜的组成成分稳定地存在。如果要参与新一轮的运输，SNARE必须去装配，帮助SNARE去装配的是NSF蛋白
      • 除了小泡运输外，膜的融合在其他相关生命活动中也是非常重要的
• 有被小泡的形成
  • 网格蛋白有被小泡的形成
    • 网格蛋白包被的结构
      • 网格蛋白是一种进化上高度保守的蛋白质，是由分子质量为180kDa的重链和分子质量为35~40kDa的轻链组成的二聚体。三个二聚体形成包被的基本结构单位-三腿蛋白体
    • 衔接蛋白
      • 衔接蛋白位于包被内层，介于网格蛋白货物与膜之间，是一种在网格蛋白有被小泡形成中起i选择作用的蛋白质
      • 衔接蛋白种类
        • AP1
          • 识别M6P受体
        • AP2
          • 识别细胞质膜受体
    • 磷脂肌醇标记细胞器及膜结构域
      • 磷脂肌醇可通过肌醇糖头部基因的3、4、5位的磷酸化与去磷酸化循环快速产生各种类型的磷脂肌醇
    • 网格蛋白包被的装配与去装配
      • 网格蛋白包被的装配与去装配过程
        • 形成网格蛋白有被小窝，它是网格蛋白有被小泡形成过程中的一个中间体
        • 网格蛋白有被小泡的形成
        • 网格蛋白有被小泡形成后，很快脱去网格蛋白的包被，成为无被小泡
    • 发动蛋白
      • 发动蛋白是一种G蛋白，属于GTase
      • 在网格蛋白有被小泡形成过程中还需要发动蛋白的参与
    • 网格蛋白有被小泡的脱被作用
      • 小泡一旦与母体膜脱落，就会快速脱去外部的网格蛋白包被
      • 此时被同一装配到膜泡的网格蛋白包被中的PIP磷酸酶就会水解掉膜中的P1P2，从而削弱了衔接蛋白的结合作用
  • COP有被小泡的形成
    • COPⅠ与COPⅡ有被小泡
      • COPⅠ
        • COPⅠ是一种胞质溶胶蛋白，由7个亚基组成
        • 如同网格蛋白，COPⅠ在出芽小泡的胞质溶胶面聚合，装配成有被小泡
        • COPⅠ的某些亚基具有衔接蛋白的作用，可与膜蛋白的细胞质结构域结合促进小泡的形成
        • COPⅠ有被小泡的装配需要的包被招募是ARF
      • COPⅡ
        • COPⅡ有被小泡介导从内质网到高尔基体的运输，所以COPⅡ有被小泡首先是从内质网形成的，其外被蛋白与COPⅠ形似但不同
        • COPⅡ也是多亚基的蛋白质复合物，COPⅡ有被小泡的装配需要的包被招募GTPase是Sar1
    • 单体GTPase控制被膜的装配
      • 细胞为了保持小泡的输入与输出的平衡，包被蛋白仅是在需要的时间与地点进行装配
      • 局部区域产生的PIP对于从细胞质膜及高尔基体形成网格蛋白包被小泡则起主要的调节作用
      • 包被招募GTPase属于单体GTPase家族
        • ARF蛋白负责高尔基体膜上COPⅠ包被及网格蛋白包被装配
        • Sar1蛋白负责内质网膜的COP2包被的装配
      • 包被招募GTPase也在被膜的去装配中发挥作用。Sar1结合的GTP水解成GDP，可引起Sar1的构象发生改变，从而引起Sar1的疏水尾立即从膜中脱出，导致包被去装配
    • COPⅡ有被小泡的形成
      • COPⅡ有被小泡的外被是双层的，因此装配分为两个阶段
      • 
• 有被小泡的类型、装配因子及信号
  • 有被小泡的类型
    • 网格蛋白有被小泡
      • 作用
        • 承担选择性物质运输
      • 运输路线
        • 从高尔基网出芽形成选择性的分泌小泡，介导溶酶体酶的运输
        • 由细胞质膜内吞形成的选择性的内吞泡，主要是细胞质膜中受体介导的内吞作用形成的内吞泡
    • COPⅠ有被小泡
      • 作用
        • 介导非选择性的蛋白质运输
      • 运输路线
        • 顺面高尔基网到内质网的运输
        • 反面高尔基网到细胞质膜的非选择性运输
        • 高尔基体中间膜囊间的运输
    • COPⅡ有被小泡
      • 作用
        • 介导非选择性运输
      • 运输路线
        • 从内质网到顺面高尔基网
  • 有被小泡的装配因子
    • 三种类型有被小泡装配时不仅需要包被蛋白，还需要相关的装配因子-GTPase
  • 介导有被小泡形成信号
    • 三种不同类型有被小泡的装配因子
      • 

细胞内膜运输

• 细胞分泌
  • 从内质网到高尔基体分泌
    • 蛋白质"乘坐"COPⅡ小泡离开内质网
      • 需要通过分泌途径运输的内质网中的蛋白质，必须装载到COPⅡ小泡，这些小泡是在内质网的特殊部位，即内质网出口位点出芽形成的。在内质网出口区域内是没有核糖体附着的，大多数动物细胞的整个内质网膜的网络上都分布有内质网出口
      • 离开内质网进入小泡蛋白质要求
        • 必须正确折叠的蛋白质，包括合适的糖基化修饰、二硫键的形成等，这由内质网中的分子伴侣负责监控
        • 所有内质网腔中输出的蛋白质都有输出信号，需经内质网膜运输蛋白的识别与选择
      • 
    • 内质网囊泡管簇介导的内质网膜泡向高尔基体的转运
      • 从内质网输出的位点通过出芽形成内质网运输成小泡后，这些内质网-COPⅡ有被小泡相互融合成较大的囊泡
      • 内质网小泡融合后，继续与其他的内质网小泡融合，最后形成囊泡管簇
        • 囊泡管簇在马达蛋白的作用下，u以微管为轨道，逐渐运向顺面高尔基网，转运的蛋白质进入高尔基体腔，这书内质网与高尔基体间的主流运输
      • 从内质网到高尔基体的运输是双向的，不仅有COPⅡ有被小泡，还有COPⅠ有被小泡
      • 造成高尔基体蛋白向内质网回流运输原因
        • 在内质网出芽形成COPⅡ有被小泡时所需的"货物"受体蛋白运回到内质网进行循环
        • 内质网在进行蛋白质运输时发生包装错误，将内质网的结构和功能蛋白质运输到高尔基体，被高尔基体的监控蛋白并将"走失"蛋白质"遣返"
        • 运回参与COPⅡ有被小泡装配的蛋白质
    • KDEL分选信号与内质网"驻留蛋白"的回流
      • 作为内质网的结构和功能蛋白质在其羧基端都有一个内质网驻留信号，即KDEL信号序列
      • KDEL信号在内质网及高尔基体各个部分的膜上都有相应的受体
      • 在病理条件下，高尔基体也可将蛋白质回运到内质网
    • 高尔基体驻留蛋白
      • 对高尔基体穿膜蛋白而言，高尔基体驻留序列包含一个信号锚定序列，该序列帮助其定位在高尔基体膜上
      • 解释高尔基体膜蛋白"驻留"模型
        • 亲缘识别模型
        • 双层厚度模型
    • 从顺面高尔基网运向反面高尔基网
      • 潴泡成熟模型
        • 高尔基体潴泡是一个动态结构，成熟从开始到结束是伴随着高尔基体需要的蛋白质的增加到逐步丢失进行的
          • 
      • 膜泡转运模型
        • 按照这一模型，运送"货物"的小泡完成运输任务后又回到原来的部位。这一模型的特点是有具有一个稳定的核心潴泡存在，避免过度生长
          • 
  • 从反面高尔基体网向溶酶体的分泌
    • 溶酶体酶蛋白的M6P标记
      • 由于溶酶体的酶都是水解酶类，对细胞内的结构和化学组分具有破坏作用，所以它的形成必须有独特的机制
    • GlcNAc-磷酸转移酶
      • 溶酶体的酶蛋白在附着核糖体上合成，通过信号肽的引导进入糙面内质网，在糙面内质网进行N-连接糖基化
      • 修饰的酶
        • N-乙酰葡萄糖胺磷酸转移酶
        • N-乙酰葡萄糖胺糖苷酶
      • 又内质网转运到顺面高尔基体中的溶酶体酶蛋白被GlcNAc-磷酸转移酶识别并结合。该酶具有两个独立的位点，一个是催化位点，另一个是识别位点
    • M6P受体及溶酶体网格蛋白有被小泡的形成
      • 经过顺面高尔基体潴泡中酶的修饰，带上M6P标记的溶酶体酶蛋白被转运到反面高尔基网，在高尔基体外侧潴泡的膜上有识别M6P标记的受体，通过M6P与受体的识别与结合，溶酶体酶蛋白被分选出来
      • M6P受体蛋白与M6P结合是高度特异的，并且具有较高的结合力
      • M6P受体蛋白主要存在于高尔基体的外侧潴泡的膜，但在一些动物细胞的质膜中发现有很多M6P受体蛋白的存在，这可能是细胞的一种保护机制，可防止溶酶体的酶不正确地分泌到细胞外
    • 内体
      • 内体，又称内吞体，即可产生于细胞的内吞，又可产生于高尔基体的分选形成的有被小泡
      • 内体是细胞内一种动态的小泡结构，有早期内体和晚期内体之分
        • 早期内体
          • 通常位于细胞质的外侧
          • 早期内体是由于细胞的内吞作用而形成的含有内吞物质的小泡，通常是管状和小泡状的网络结构集合体
        • 晚期内体
          • 长位于细胞质的内侧，靠近细胞核
          • 晚期内体中的pH呈酸性，且具有分拣作用，能够分选出结合货物的受体，让它们再循环到细胞质膜表面或高尔基体外侧潴泡
    • 溶酶体的异质性
      • 早期内体来源途径
        • 来自反面高尔基网的含有的溶酶体酶的分泌泡
        • 内吞作用产生的
      • 一般而言，晚期内体通常含有溶酶体的酶，它可以进一步与已经存在的溶酶体融合，形成的结构称为内吞溶酶体，内吞溶酶体又可与另外的溶酶体融合
      • 细胞内的溶酶体不仅是动态的，而且是混杂的，既有经典的溶酶体，又有内吞溶酶体，所以可将溶酶体看成是由不同细胞器组成的异质性的集合体，但它们的共同特点是含有高浓度的水解酶
    • GleNAc磷酸转移酶缺陷与溶酶体贮积症
      • 溶酶体水解酶的遗传缺陷可引起人的多种溶酶体贮积症
      • 患者的溶酶体中贮积一些未消化的底物，导致严重神经系统的疾病
      • 在大多数情况下，溶酶体贮积症是编码水解酶的单个结构基因发生了突变
    • 溶酶体形成的M6P途径
      • M6P途径是溶酶体酶分选的主要途径，但不是唯一途径，这主要是通过对一种遗传病的研究发现的
      • 黏脂病
        • 遗传病，患者不能使甘露糖磷酸化
      • 酪氨酸是溶酶体酶寻靶信号的组成部分
  • 胞吐作用：从反面高尔基体网向细胞外分泌
    • 组成型与调节型分泌活动
      • 分泌泡作用
        • 为细胞质膜提供新的膜蛋白和膜脂
        • 将内含物分泌到细胞外，为细胞外基质提供糖蛋白、蛋白聚糖和其他一些蛋白质，包括酶类
      • 胞吐作用
        • 将细胞内物质分泌到细胞外的活动称为胞吐作用
      • 分泌活动
        • 组成型分泌途径
          • 这种分泌途径中运输小泡持续不断地从高尔基体运送到细胞质膜，并立即进行膜的融合，将分泌小泡中的蛋白质释放到细胞外
          • 不需要任何信号的触发，存在于所有类型的细胞中
          • 组成型分泌小泡通常称为运输小泡，是由反面高尔基网对组成型分泌蛋白的包装、出芽形成的
        • 调节型分泌途径
          • 又称诱导型分泌，见于某些特化的细胞，如内分泌细胞。在这些细胞中，分泌小泡成群地聚集在质膜下，只有在外部信号的诱导下，质膜产生胞内信号后小泡才与质膜融合，分泌内含物
          • 调节型分泌途径中形成的小泡称为分泌小泡或分泌泡，不过分泌小泡的形成机制与组成型运输小泡是不同的。在一些特化的分泌细胞内，合成一些特殊的产物
          • 调节型分泌特点
            • 小泡形成具有选择性
            • 具有浓缩作用
              • 
    • 极性细胞膜蛋白的分选运输
      • 在极性的细胞中，如上皮细胞，细胞质膜分成顶端膜和基层外侧膜，两部分细胞质膜含有不同的膜蛋白和膜脂，糖脂和糖蛋白只存在于顶部细胞质膜中
      • 极性细胞质膜分泌定位的一种机制涉及反面高尔基网对质膜蛋白的分选
        • 
    • 分泌泡中蛋白质的酶解加工
      • 在内质网上合成的蛋白质并非合成之后就有活性
      • 一般来说，前蛋白被酶解转变成成熟的分子是离开高尔基体后的分泌小泡中进行的。正常情况下，成熟的分泌小泡是由几个不成熟的小泡融合而成的，然后通过加工使蛋白质成熟
    • 溶酶体与多泡体经过胞吐释放内含物
      • 溶酶体也能够通过分泌作用将未消化的内含物释放到细胞外
      • 在某些情况下，多泡体也能与细胞质膜融合，这样就会导致腔内泡释放到细胞外
• 内吞作用
  • 内吞途径
    • 三种内吞途径
      • 依赖于网络蛋白、受体介导的内吞，是细胞选择性输入细胞外大分子的重要方式
      • 依赖于窖蛋白的内吞，这是发生在含有脂筏的膜微区的内吞作用，也需要受体，同样需要发动蛋白将膜泡与质膜切离，形成的窖蛋白内吞体相互融合，形成大的内吞泡，窖蛋白可循环使用
      • 独立于网格蛋白与窖蛋白的内吞，有些需要发动蛋白，有些不需要发动蛋白
    • 除了网格蛋白有被小窝与网格蛋白有被小泡外，有很多细胞质膜上还可见到由窖蛋白包被的胞膜小窝
    • 大胞饮作用是既不需要网格蛋白，也不要窖蛋白的内吞作用，作有动物细胞都具有大胞饮作用
  • 受体介导的内吞作用
    • 受体介导内吞的特点
      • 根据配体的性质及被细胞内吞后的作用
        • 营养物
        • 有害物质
        • 免疫物质
        • 信号物质
      • 吞入到细胞内物质
        • 配体
        • 受体
        • 膜组分
      • 吞入物质去向
        • 受体内吞后，大多数可形成载体小泡重新回到原来的质膜上再利用
        • 受体和配体一起由载体小泡运回到原来的质膜上再利用
        • 受体和配体一起进入溶酶体被降解
        • 受体和配体一起通过载体小泡被转运到相对的细胞质膜面，这就是胞吞作用
    • 受体介导的低密度脂蛋白的内吞
      • 胆固醇是动物细胞质膜的基本成分，也是固醇类激素的前体
      • 脂蛋白
        • 极低密度脂蛋白VLDL
        • 低密度脂蛋白LDL
        • 中等密度脂蛋白IDL
        • 高密度脂蛋白HDL
      • LDL受体蛋白是一个单链的糖蛋白，一旦LDL与受体结合，就会形成网格蛋白有被小泡被细胞吞入，接着是网格蛋白包被解聚，受体回到质膜再利用，而LDL被传送给溶酶体，在溶酶体中蛋白质被降解，释放出游离的胆固醇、脂肪酸及氨基酸
        • 
      • 血液中LDL的水平与动脉粥样硬化有极大关系
    • 运铁蛋白结合铁离子的内吞运输
      • 铁是细胞内的金属离子，对细胞的生命活动具有重要作用，是通过运铁蛋白和受体介导的内吞作用被输入细胞的
      • 
    • 细胞质膜信号转导受体的调节性内吞
      • 受体的减量调节是受泛素化调控的
  • 内体的加工与成熟
    • 多泡体
      • 在内体成熟后过程中，内体的某些膜区会内陷直至与内体膜脱离形成内体腔内泡，即小泡中的小泡
    • 内体成熟:从内吞途径到溶酶体
      • 变化
        • 形态与位置的变化
        • Rab蛋白、磷脂肌醇脂、与融合相关的蛋白质，以及马达蛋白等与内体膜的细胞质面结合，赋予内体新的功能特性
        • 内体膜上的V型ATPase将胞质溶胶中的氢离子泵入内吞体的腔中
        • 腔内泡的形成
        • 来自反面高尔基网的溶酶体蛋白直接传递到正在成熟的内吞泡
    • 转胞吞作用与再循环内体
      • 
  • 吞噬细胞的吞噬
  • 吞饮作用
    • 吞饮作用又称胞饮作用，是胞吞作用的一种类型，它是一种非选择性的连续摄取细胞外基质中液滴的内吞作用
• 膜的动态更新
  • 膜脂的来源及不对称性分布
    • 原因
      • 由于内质网与核膜相连，通过细胞分裂和核膜重建，内质网上合成的膜脂也就被转移到核膜
  • 膜蛋白的更新
    • 膜整合蛋白和外周蛋白的形成
      • 蛋白质在膜上的存在方式
        • 整合蛋白
        • 外周蛋白
        • 脂锚定蛋白
    • 脂锚定蛋白的形成
      • 糖脂锚定膜蛋白的形成
      • 脂肪酸锚定膜蛋白的形成
• 小泡的定向运输、停靠与融合机制
  • Rab蛋白介导运输小泡
    • Rab蛋白的基本特性
      • Rab蛋白亚家族是单体GTPase中最大的亚家族
      • 每一种Rab蛋白都存在于与分泌或内吞有关的膜性细胞器中，并且这些细胞器的细胞质面至少有一种Rab蛋白
      • Rab蛋白选择性分布在各类膜上，成为膜的一种特殊标记，并指导小泡进行定向运输
      • Rab既能在运输小泡上起作用，也能在靶膜上发挥作用，或在运输小泡及靶膜上同时发挥作用
    • Rab蛋白与效应蛋白在膜上的装配
      • Rab蛋白和其效应蛋白在膜上的装配是协同进行的，最后会发生一个大的、特别的膜斑
        • 例：Rab5
    • Rab的级联对膜特性的改变
      • Rab级联
        • Rab结构域通过去装配或是其他的Rab结构域所替换，改变细胞器的标记性质
        • Rab结构域自我扩增的特性也赋予了肉体成熟过程的无方向性与不可抗性
  • SNARE蛋白与NSF蛋白
    • SNARE蛋白
      • SNARE假说
        • 动物细胞融合需要供体膜与靶膜各有一个SNARE蛋白，互为受体，相互识别，介导两种膜的融合
      • SNARE蛋白中文全称是可溶性N-乙酰马来酰亚胺敏感因子附着受体蛋白
      • SNARE每一种都是与分泌会内吞途径中的细胞器结合在一起的。都是穿膜蛋白，并且互补配套存在的
      • 为了提高SNARE蛋白的有效性，Rab蛋白增加了调控的多样性
    • NSF蛋白
      • 细胞中的大多数SNARE都会参加多轮小泡运输，但有时也会作为膜的组成成分稳定地存在。如果要参与新一轮的运输，SNARE必须去装配，帮助SNARE去装配的是NSF蛋白
      • 除了小泡运输外，膜的融合在其他相关生命活动中也是非常重要的
• 有被小泡的形成
  • 网格蛋白有被小泡的形成
    • 网格蛋白包被的结构
      • 网格蛋白是一种进化上高度保守的蛋白质，是由分子质量为180kDa的重链和分子质量为35~40kDa的轻链组成的二聚体。三个二聚体形成包被的基本结构单位-三腿蛋白体
    • 衔接蛋白
      • 衔接蛋白位于包被内层，介于网格蛋白货物与膜之间，是一种在网格蛋白有被小泡形成中起i选择作用的蛋白质
      • 衔接蛋白种类
        • AP1
          • 识别M6P受体
        • AP2
          • 识别细胞质膜受体
    • 磷脂肌醇标记细胞器及膜结构域
      • 磷脂肌醇可通过肌醇糖头部基因的3、4、5位的磷酸化与去磷酸化循环快速产生各种类型的磷脂肌醇
    • 网格蛋白包被的装配与去装配
      • 网格蛋白包被的装配与去装配过程
        • 形成网格蛋白有被小窝，它是网格蛋白有被小泡形成过程中的一个中间体
        • 网格蛋白有被小泡的形成
        • 网格蛋白有被小泡形成后，很快脱去网格蛋白的包被，成为无被小泡
    • 发动蛋白
      • 发动蛋白是一种G蛋白，属于GTase
      • 在网格蛋白有被小泡形成过程中还需要发动蛋白的参与
    • 网格蛋白有被小泡的脱被作用
      • 小泡一旦与母体膜脱落，就会快速脱去外部的网格蛋白包被
      • 此时被同一装配到膜泡的网格蛋白包被中的PIP磷酸酶就会水解掉膜中的P1P2，从而削弱了衔接蛋白的结合作用
  • COP有被小泡的形成
    • COPⅠ与COPⅡ有被小泡
      • COPⅠ
        • COPⅠ是一种胞质溶胶蛋白，由7个亚基组成
        • 如同网格蛋白，COPⅠ在出芽小泡的胞质溶胶面聚合，装配成有被小泡
        • COPⅠ的某些亚基具有衔接蛋白的作用，可与膜蛋白的细胞质结构域结合促进小泡的形成
        • COPⅠ有被小泡的装配需要的包被招募是ARF
      • COPⅡ
        • COPⅡ有被小泡介导从内质网到高尔基体的运输，所以COPⅡ有被小泡首先是从内质网形成的，其外被蛋白与COPⅠ形似但不同
        • COPⅡ也是多亚基的蛋白质复合物，COPⅡ有被小泡的装配需要的包被招募GTPase是Sar1
    • 单体GTPase控制被膜的装配
      • 细胞为了保持小泡的输入与输出的平衡，包被蛋白仅是在需要的时间与地点进行装配
      • 局部区域产生的PIP对于从细胞质膜及高尔基体形成网格蛋白包被小泡则起主要的调节作用
      • 包被招募GTPase属于单体GTPase家族
        • ARF蛋白负责高尔基体膜上COPⅠ包被及网格蛋白包被装配
        • Sar1蛋白负责内质网膜的COP2包被的装配
      • 包被招募GTPase也在被膜的去装配中发挥作用。Sar1结合的GTP水解成GDP，可引起Sar1的构象发生改变，从而引起Sar1的疏水尾立即从膜中脱出，导致包被去装配
    • COPⅡ有被小泡的形成
      • COPⅡ有被小泡的外被是双层的，因此装配分为两个阶段
      • 
• 有被小泡的类型、装配因子及信号
  • 有被小泡的类型
    • 网格蛋白有被小泡
      • 作用
        • 承担选择性物质运输
      • 运输路线
        • 从高尔基网出芽形成选择性的分泌小泡，介导溶酶体酶的运输
        • 由细胞质膜内吞形成的选择性的内吞泡，主要是细胞质膜中受体介导的内吞作用形成的内吞泡
    • COPⅠ有被小泡
      • 作用
        • 介导非选择性的蛋白质运输
      • 运输路线
        • 顺面高尔基网到内质网的运输
        • 反面高尔基网到细胞质膜的非选择性运输
        • 高尔基体中间膜囊间的运输
    • COPⅡ有被小泡
      • 作用
        • 介导非选择性运输
      • 运输路线
        • 从内质网到顺面高尔基网
  • 有被小泡的装配因子
    • 三种类型有被小泡装配时不仅需要包被蛋白，还需要相关的装配因子-GTPase
  • 介导有被小泡形成信号
    • 三种不同类型有被小泡的装配因子
      •