导图社区 医学细胞学第五章
溶酶体膜腔面富含高度糖基化的穿膜整合蛋白,可防止溶酶体酶对自身膜结构的消化分解。
编辑于2022-10-18 23:37:27 新疆第五章
内质网
形态结构特点
由膜性小管、小泡、扁囊构成
分类
糙面内质网(RER)
特点:表面附着着核糖体
形态:排列整齐的扁平囊状结构
分布:多在蛋白分泌旺盛的细胞中
光面内质网(SER)
特点:膜表面无核糖体附着
形态:表面光滑的管、泡样网状形态结构
功能
糙面内质网
蛋白质的合成,加工修饰,分选及转运。
糙面内质网合成的蛋白质有:外输性或分泌蛋白,膜整合蛋白,细胞器中的驻留蛋白。
信号肽指导的分泌蛋白
信号肽假说
过程:新生分泌性蛋白质多肽链在细胞质基质中的游离核糖体上起始合成。当新生肽链N端的信号肽被翻译后,可立即被细胞质基质中的SRP识别、结合。SRP一端与被翻译后的信号肽结合,另一端则结合于核糖体上,从而形成SRP-核糖体复合结构,并可使得翻译暂时终止,肽链的延长受到阻遏2)与信号肽结合的SRP识别、结合内质网网的SAP-R,并介导核糖体锚泊附着于内质网膜的转运体易位蛋白上。SRP则从信号肽-核糖体复合体上解离,返回细胞质基质中重复上述过程。此时,暂时被阻遏的肽链延伸又继续进行。3)在信号肽的引导下,合成中的肽链,通过由核糖体大亚基的中央管和转运体易位蛋白共同形成的通道,穿膜进入内质网网腔。随之,信号肽序列被内质网膜腔面的信号肽酶切除,新生肽链连续延伸,直至完成而终止。最后,完成肽链合成的核糖体大、小亚基解聚,并从内质网上解离。
简单来说的过程:1信号密码被翻译为信号肽,翻译暂时中止。2信号肽识别颗粒识别信号肽。3信号肽被SRP通过与内质网膜整合的停靠蛋白引导到内质网膜上。4蛋白质在粗面内质网膜上继续合成,信号肽进入内质网腔后被信号肽酶切断。
新生多肽链的折叠和装配
蛋白质的糖基化
糖基化的定义:单糖或者寡糖与蛋白质之间通过共价键的结合形成糖蛋白的过程。
蛋白质的胞内运输
信号肽指导的穿膜驻留蛋白插入转移的可能基质
单次穿膜蛋白插入转移的机制
新生肽链共翻译插入机制
内信号肽介导的内开始转移肽插入机制
多次穿膜蛋白的转移插入
糙面内质网是蛋白质分选的起始部位
光面内质网
是作为胞内脂类物质合成主要场所的多功能细胞器
参与脂质的合成和转运
参与糖原的代谢
是细胞解毒的主要场所
是肌细胞钙离子的储存场所
与胃酸、胆汁的合成与分泌密切相关
化学组成
脂类和蛋白质是内质网的主要化学组成成分
内质网含有以葡萄糖-6-磷酸酶为主要标志酶的诸多酶系
网质蛋白是内质网网腔中普遍存在的一类蛋白质
高尔基复合体
组成成分
扁平囊泡
面膜厚:6cm;成熟面膜厚:8cm
小囊泡——尤其附近的糙面内质网芽生、分化而来
表面光滑的小泡(相对较多的一类)
表面有绒毛样结构的有被小泡(较小的一类)
大囊泡
又称液泡
高尔基复合体囊层
顺面:凸面朝向细胞核
顺面高尔基体:分选来自内质网的蛋白质和脂类,进行蛋白质糖基化和酰基化修饰。
高尔基中间囊膜:进行糖基化修饰和多糖及糖脂的合成。
反面高尔基网:蛋白质分选和修饰。
反面:凹面朝向细胞膜
化学组成
脂类
以糖基转移酶为标志的多种酶蛋白体系
①包括NADH-细胞色素c还原酶和NADPH-细胞色素还原酶的氧化还原酶;②以5'-核苷酸酶、腺苷三磷酸酶、硫胺素焦磷酸酶为主体的磷酸酶类;③参与磷脂合成的溶血卵磷脂酰基转移酶和磷酸甘油磷脂酰转移酶;④由磷脂酶A₁与磷脂酶A₂组成的磷脂酶类;⑤酪蛋白磷酸激酶;⑥α-甘露糖苷酶等。
功能
细胞内蛋白质分泌运输的中转站
胞内物质加工合成的重要场所
糖蛋白的加工合成
蛋白质的糖基化
N-连接糖蛋白——其糖链合成与糖基化修饰始于内质网,完成于高尔基复合体
O-连接糖蛋白——主要或完全是在高尔基复合体中进行和完成的。
蛋白质糖基化的重要意义在于:①糖基化对蛋白质具有保护作用,使它们免遭水解酶的降解;②糖基化具有运输信号的作用,可引导蛋白质包装形成运输小泡,以便进行蛋白质的靶向运输;③糖基化形成细胞膜表面的糖被,在细胞膜的保护、识别以及通讯联络等生命活动中发挥重要作用。
蛋白质水解加工
溶酶体酸性水解酶的磷酸化
蛋白质聚糖类的硫酸化
胞内蛋白质的分选和膜泡的定向运输的枢纽
途径和去向
1、溶酶体酶经高尔基复合体分选和包装,以有被小泡的形式被转运到溶酶体。2、分泌蛋白以有被小泡的形式直接运向细胞膜或分泌释放到细胞外。3、分泌蛋白以分泌小炮的形式暂时性储存于细胞质中,在有需要的情况下,被分泌释放到细胞外。
溶酶体
形态结构
有高度异质性的膜性结构
形态大小
数量分布
生理生化性质
共同特征
都是有一层单位膜包裹而成的囊状球形结构小体
均含丰富的酸性水解酶
溶酶体膜腔面富含高度糖基化的穿膜整合蛋白,可防止溶酶体酶对自身膜结构的消化分解
溶酶体膜上嵌有质子泵,可将氢离子泵入溶酶体中,维持溶酶体酸性内环境。
形成与成熟过程
膜蛋白的N–糖基化与内质网转运
酶蛋白在高尔基复合体内的加工与转移
酶蛋白的分选与转运
内体性溶酶体的形成与成熟
类型
按功能
初级溶酶体
次级溶酶体
自噬溶酶体
异噬溶酶体
吞噬溶酶体
三级溶酶体
按形成
内体性溶酶体
高尔基复合体芽生小泡+细胞吞饮形成的内体而来
吞噬性溶酶体
内体性溶酶体结合来自胞内外的自噬体或异噬体形成的
功能
分解胞内的外来物质及清除衰老,残损的细胞器
具有物质消化与细胞营养功能
机体防御保护功能的组成部分
参与某些腺体组织细胞分泌过程的调节
在生物个体发生与发育过程中起重要作用
过氧化物酶体
基本理化特征
具有高度一致性的膜球囊状细胞器
较高的物质通透性
含有过氧化氢酶为标志的四十多种酶
氧化酶类
过氧化氢酶类
过氧化物酶体的标志酶
作用:将过氧化氢分解成水和氧气
过氧化物酶类
功能
有效地清除细胞代谢过程中产生的过氧化氢及其他有毒物质
有效的进行细胞氧张力的调节
参与对细胞内脂肪酸等高能分子物质的分解转化
囊泡与囊泡运输
胞内蛋白质运输的作用
门控运输
特定的分拣信号介导,核孔复合体的选择性作用
穿膜运输
通过蛋白质转运体进行蛋白质运输
小泡运输
不同膜性运输小泡承载的一种蛋白质运输形式
囊泡类型与来源
网络蛋白有被小泡产生于高尔基复合体及细胞膜
COPⅡ有被小泡产生于内质网,介导从内质网到高尔基复合体的物质转运
COPI有被小泡的主要功能是回收转运内质网逃逸蛋白
囊泡转运
细胞物质定向运输的基本途径
一个高度有序并收到严格选择和精密控制的物质运输过程
特异性识别融合是囊泡物质定向转运和准确卸载的基本保证
SNARES蛋白家族介导囊泡与靶膜之间相互融合
Rab蛋白家族在囊泡转运与融合中起调节作用
囊泡转运是实现细胞膜及内膜系统功能结构转换和代谢更新的桥梁
细胞内膜系统与医学的关系
1、内质网
(一)、内质网最常见的病理改变是肿胀、肥大或囊池塌陷
肿胀主要源于钠离子和水分的摄入
低氧、辐射、慢性肝炎等引起内质网的肿胀,还伴随囊池塌陷,核糖体脱落和萎缩
(二)、内质网囊腔中包涵物的形成和出现是某些疾病或病理过程的表现特征
药物中毒/肿瘤导致代谢障碍,内质网中出现包涵物
某些遗传性疾病导致蛋白质、糖原、脂类在内质网中累积
(三)、内质网在不同肿瘤细胞中呈现多样性的改变
低分化癌细胞、低侵袭力癌细胞:内质网稀少
高分化癌细胞、高侵袭癌细胞:内质网发达
2、高尔基复合体的病理形态变化
(一)、功能亢进导致高尔基体的代偿性肥大
细胞分泌功能亢进,高尔基体结构肥大,分泌旺盛
(二)、毒性物质作用导致高尔基体的萎缩与损坏
脂肪肝形成——乙醇等毒性物质,造成肝细胞高尔基体脂蛋白合成分泌功能丧失而导致脂质堆积,可见高尔基体自身萎缩、结构破坏。
(三)、肿瘤细胞分化状态影响高尔基复合体形态
低分化癌细胞:高尔基体不发达,只是些核周围的分泌小泡
高分化癌细胞:高尔基体特别发达,典型高尔基体形态结构
3、溶酶体与疾病
(一)溶酶体酶缺乏或缺陷疾病多为一些先天性疾病
40余种先天性溶酶体病,因某些酶的缺乏或缺陷导致
泰-萨氏病(黑蒙性痴呆)
患者缺乏氨基己糖酶A,阻断GM2神经节苷脂的代谢,导致其在脑、神经系统、心、肝的大量累积。
Ⅱ型糖原累积病
缺乏α-糖苷酶,糖原代谢受阻,沉积于全身多种组织
某些药物引起获得性溶酶体酶缺乏疾病
磺胺类药导致巨噬细胞内pH升高,溶酶体酸化低,不能有效杀菌,导致炎症
抗疟疾、抗组胺、抗抑郁药在溶酶体中蓄积,或代谢中产物蓄积,导致溶酶体病
(二)溶酶体酶的释放或外泄造成细胞或组织损伤性疾病
1.矽肺
肺中吸入的矽尘颗粒→巨噬细胞吞噬→吞噬性溶酶体→形成矽酸分子→结合溶酶体膜→使膜不稳定破裂→巨噬细胞自溶→周围组织被消化→矽尘又被吞噬→反复自溶诱导成纤维细胞增生→分泌大量胶原→肺组织纤维化→肺功能障碍
2.痛风
高尿酸血症为主要的临床指征
嘌呤代谢紊乱→高尿酸血症→尿酸盐沉积于关节等组织→被白细胞吞噬→尿酸盐以氢键结合溶酶体膜→使膜不稳定而破裂→白细胞自溶、组织炎症→尿酸盐继续沉积→引发异物性肉芽肿、肾结石和慢性间质性肾炎
溶酶体酶释放→类风湿性关节炎及休克后机体不可逆损伤等有关
4、过氧化物酶体与疾病
(一)、原发性过氧化物酶体缺陷所致的遗传性疾病
1.遗传性无过氧化氢酶血症
因缺乏过氧化氢酶,抗感染能力低,易发口腔炎等
2. Zellweger脑肝肾综合征
常染色体隐性遗传病,肝肾细胞过氧化物酶及过氧化氢酶缺乏,导致电子传递障碍,引起严重肝功能障碍、骨骼肌张力减退、脑发育迟缓
(二)、疾病过程中过氧化物酶体的病理改变
甲亢、慢性酒精中毒、慢性低氧症:肝细胞过氧化物酶体数量增多
甲状腺功能低下、高脂血症:过氧化物酶体减少、老化、发育不全
病原体感染、肿瘤细胞:过氧化物酶体数目、大小、酶含量改变
缺血性组织损伤:过氧化物酶体内出现片状、小管状结晶包涵物