内膜系统

医学细胞生物学内膜系统知识，位于真核细胞质内，在结构、功能及 其发生上相互密切关联的膜性结构细胞 器之总称。包括内质网、高尔基复合体、 溶酶体、转运小泡和核膜等功能结构。

内膜系统

• 位于真核细胞质内，在结构、功能及 其发生上相互密切关联的膜性结构细胞 器之总称。包括内质网、高尔基复合体、 溶酶体、转运小泡和核膜等功能结构。
• 内质网
  • 是由一层单位膜围成的相互连续的小管,小泡,扁囊样结构组成的网状膜系统
  • 糙面内质网（扁囊状）
    • 功能
      • 1合成蛋白质：分泌蛋白，如抗体、激素；．膜整合蛋白，如膜受体；细胞器驻留蛋白
    • 信号肽假说
      • 信号肽
      • 信号识别颗粒
      • SRP受体
      • 转运体
      • 总结
    • 蛋白质在内质网腔的折叠
      • 蛋白质三维结构的形成
      • 氧化型GSSG存在
      • 分子伴侣的存在-协作多肽链折叠和装配；蛋白质质量监控
    • 蛋白质的糖基化
      • ER 糖基化的作用： ①使蛋白质能够抵抗消化酶的作用；②赋予蛋白质传导信号的功能； ③某些蛋白只有在糖基化之后才能正确折叠； ④形成细胞膜表面的糖被；
      • 蛋白质的糖基化 将单糖或寡糖与蛋白质共价结合形成糖蛋白的过程，由糖基转移酶催化完成。 N ﹣连接的糖基化（糙面内质网） O ﹣连接的糖基化（高尔基复合体）
    • 蛋白质的胞内运输
      • 新合成的蛋白质_内质网腔_出芽形成小泡
    • 细胞质基质中蛋白质的转运
      • 门控运输：通过核孔的运输
      • 穿膜运输：通过转运体的运输
      • 小泡运输
  • 光面内质网（管状或泡状）
    • 光面内质网SER的功能
  • 内质网的标志性酶类 标志性酶类：葡萄糖﹣6 磷酸酶 ．糖代谢的关键酶 ．抑制剂为氟化物、氰化物、四氧嘧啶
  • ER的病理性改变
    • 肿胀，肥大，脱粒，囊池塌陷等
    • RE不能对蛋白质正确合成和加工
• 高尔基复合体
  • 形态结构：极性的膜性细胞器。1．扁平囊泡：√3-8个，弓形排列（膜厚6-8nm，宽15-20nm，囊间距20~30nm)√顺面（形成面）cis面√反面（成熟面）trans面2．小囊泡（运输囊泡）:(40~ 80nm)3．大囊泡（分泌泡）:(100~500nm)
  • 化学组成
  • 功能
    • 蛋白质运输分泌的中转站
    • 胞内物质加工合成的重要场所
      • 糖蛋白的加工合成
      • 蛋白质的水解加工
    • 胞内蛋白质的分选和膜泡定向运输的枢纽
    • 错误蛋白的监督站和遣送站
  • 三维立体结构
    • 顺面高尔基网：（ CGN ) 中间多孔、连续分枝的管网状结构，有 RER 芽生的运输小泡 膜略薄：约6nm，与 ER 接近 ．主要功能：内质网新合成蛋白质和脂类的分选，大部分转入高尔基复合体中间膜囊，小部分返回内质网（含特异信号序列）
    • 中间高尔基网：（ MGN ) 主体结构部分：连续、完整的膜囊体系，平行排列，有弓形弯曲； 近形成面的膜略薄，近成熟面膜稍厚； 主要功能：执行蛋白质的糖基化修饰，糖脂形成及多糖合成；
    • 反面高尔基网：（ TGN ) ·为管网状、有芽生的大分泌泡； · PH 值略低； ·主要功能：蛋白质的分选、修饰、包装和由分泌泡输出或运向溶酶体。
  • Golgi的病理性改变
    • 肥大，萎缩，内容物改变
    • 与肿瘤增长有关
• 溶酶体
  • 溶酶体的结构形态结构
    • 一层单位膜 圆形或卵圆形囊状小体 大小多为0.2-0.8um 60多种酸性水解酶 异质性细胞器
  • 有关酶
    • 溶酶体的酶 60多种酸性水解酶 pH 3.5~5.5 蛋白酶(肽酶) 核酸酶 磷酸酶 糖苷酶(水解糖蛋白和糖脂、糖链的酶) 脂酶 硫酸酯酶(分解氨基多糖的酶) 水解几乎所有的生物大分子
  • 特性
    • ．溶酶体的膜整合蛋白高度糖基化，可防止自身被所含酶类溶解，并且含有较多胆固醇。．膜上还嵌有质子泵，且具有多种转运蛋白。
  • 消化底物与产物
  • 形成与成熟
    • 1．酶蛋白的 N ﹣糖基化与内质网转运 .+ RER 中酶蛋白合成，进行 N ﹣连接糖基化，然后转运到 Golgi 体 ·2.酶蛋白在高尔基复合体内的加工与转移（糖基化与磷酸化） ,＋在 cis 高尔基网处作标记：甘露糖﹣6﹣磷酸( mannose -6-phosphate,M6P) 3．酶蛋白的分选与转运 在反面高尔基网有受体识别、结合 M -6-P,出芽，以有被小泡形式脱离高尔基复合体。 4．内体性溶酶体的形成与成熟 小泡与晚期内体结合而成内体性溶酶体：在酸性环境下，溶酶体酶去磷酸化而成熟；膜 M -6-P受体重回到高尔基复合体 trans 面。
  • 类型
    • 初级溶酶体
      • 直径约0.2~0.5um，膜厚 6nm，内含物均一，无明显颗粒，是反面高尔基复合体分泌形成的。 ●含水解酶类，不含底物。 溶酶体酶前体
    • 次级溶酶体
      • 自噬性溶酶体
        • (1）自噬溶酶体（ autophagolysosome )：又称自体吞噬泡（ autophagic vacuole )，是由初级溶酶体融合自噬体（ autophagosome ）后形成的一类次级溶酶体，其作用底物主要是细胞内衰老蜕变或残损破碎的细胞器（如损害的内质网、线粒体等）或糖原颗粒等其他胞内物质。
      • 异噬性溶酶体
        • (2）异噬溶酶体（ heterophagic lysosome )：又称异体吞噬泡（ heterophagic vacuole )，是由初级溶酶体与细胞通过胞吞作用所形成的异噬体（ heterophagolysosome ，包括吞噬体与吞饮体小泡）相互融合而成的次级溶酶体，其作用底物源于外来异物。
      • (3）吞噬溶酶体（ phagolysosome )：是由吞噬细胞吞人胞外病原体或其他外来较大的颗粒性异物所形成的吞噬体与初级溶酶体融合而成的次级溶酶体。由于吞噬溶酶体与异噬溶酶体的作用底物均为细胞外来物，因此，二者之间并无本质上的区别。
      • 2.次级溶酶体当初级溶酶体经过成熟，接受来自细胞内、外的物质，并与之发生相互作用时，即成为次级溶酶体（ secondary lysosome 。因此，所谓的次级溶酶体，实质上是溶酶体的一种功能作用状态，故又被称作消化泡（ digestive vacuole )。 次级溶酶体体积较大，外型多不规则，囊腔中含有正在被消化分解的物质颗粒或残损的膜碎片。
    • 三级溶酶体
      • 3．三级溶酶体（ tertiary lysosome ) 残余体（ residual body ) ．已失去酶活性，仅留未消化的残渣和未分解的物质；．残余小体可通过胞吐作用排出细胞，也可能留在细胞内逐年增多； ．脂褐质、含铁小体、多泡体、髓样结构
  • 功能
    • 分解胞内的外来物质及清除衰老，损伤的细胞器参与细胞防御
    • 物质消化与细胞营养
    • 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
      • 蝌蚪尾巴的消失
      • 骨骼发生中骨质更新
      • 哺乳动物子宫内膜的周期性萎缩，断奶后乳腺退行性变化
      • 动物精子中，溶酶体特化为其头部最前端的顶体。当精子和卵子相遇、识别、接触时，精子释放 顶体中的水解酶，溶解、消化围绕卵细胞的滤泡细胞及卵细胞外被，从而为精核的入卵受精打开一条通道。
  • 与疾病的关系
    • 溶酶体的酶发生变异，功能丧失，导致底物在细胞中大量储积
    • 硅沉着病（矽肺。硅肺），痛风
• 囊泡与囊泡转运
  • 内膜系统的区域化（房室化）
    • 空间区域化
    • 酶系区域化
    • 生化反应区域化
    • 效果--互不干扰且相互联系，提高新陈代谢的效率
  • 蛋白质的转运
    • 信号序列差异决定蛋白质转运途径和去向。 内质网﹣- N 端信号肽细胞核﹣- NLS 核定位信号溶酶体﹣- M -6-P 线粒体﹣- N 端α螺旋信号 但是定位胞质溶胶和细胞表面的蛋白没有分选信号
• 过氧化物酶体
  • 形态：异质性细胞器，呈圆形，椭圆形，单层膜围绕而成
  • 特点
    • 膜性细胞器 ●形态、大小多样 ●圆形或卵圆形，直径0.01~0.15nm 含有尿酸氧化酶（类核体）
  • 普遍存在于真核生物细胞，肝和肾细胞居多。过氧化物酶体含有氧化酶、过氧化氢酶等40多种酶类；
  • 化学组成
    • 氧化酶类：50~60%，过氧化物酶体中的主要酶类，作用于不同的底物，其共同特征是氧化底物的同时将氧还原为过氧化氢，RH2+O2→ R +H2O2 ●过氧化氢酶类：40%，过氧化氢酶的作用是使过氧化氢还原成水，2H2O2→2H2O+O2 ●过氧化物酶类：仅存在红细胞等少数细胞
  • 功能
    • ●解毒作用：氧化还原、肝肾解毒：过氧化氢酶利用H2O2将酚、甲醛、甲酸、醇等有害物质氧化，饮入酒精1/4在过氧化物酶体中氧化为乙醛。 ●对氧浓度的调节作用RH2+O2→ R +H2O22H2O2→O2+2H2O 代谢糖、脂、氮，分解脂肪酸：过氧化物酶体分解脂肪酸等高能分子向细胞直接提供热能。