第五版细胞生物学——细胞质基质及其功能与内膜系统

第五版细胞生物学——细胞质基质及其功能与内膜系统的思维导图，在细胞内除膜性细胞器外的细胞质液相内容的区域。细胞器内膜系统指细胞质基质中在结构和功能上相互联系的一些列膜性细胞器的总称。

细胞质基质及其功能与内膜系统

• 细胞质基质及其功能
  • 定义
    • 在细胞内除膜性细胞器外的细胞质液相内容的区域
  • 特点
    • 1.含有大量分子，显得很拥挤，分子扩散速率慢
    • 2.高度有序的动态结构（与细胞骨架有关）（生物大分子聚合再解聚）
    • 3.蛋白质占20%
    • 4.水分子以水化物的形态存在，少部分游离态
    • 5.分子与分子间通过弱健连接
  • 功能
    • 1.中间代谢过程在细胞质基质中进行
    • 2.包含细胞骨架，维持细胞形态，与细胞运动、细胞内部运输密切相关
    • 3.蛋白质、脂肪酸合成场所
    • 4.蛋白质的修饰，选择性降解（泛素化）
    • 5.控制寿命
    • 6.帮助变性或错误折叠的蛋白质正确折叠
    • 7.细胞信号传递网络
• 细胞器内膜系统及其功能
  • 细胞器内膜系统
    • 定义：
      • 指细胞质基质中在结构和功能上相互联系的一些列膜性细胞器的总称。
    • 细胞器
      • 内质网
        • 定义
          • 由封闭的管状或扁平囊状膜系统及其包被的腔所形成互相连同的三维网状结构
        • 功能
          • 1.糙面内质网与蛋白质的合成
          • 2.光面内质网与脂质的合成
            • 合成：
              • 通过三种活性部位在膜的细胞质基质侧的酶合成，合成后，通过翻转运动或转位酶作用，由细胞质基质侧转向内质网腔面
            • 转运：
              • 1.以出芽的形式形成膜泡转运
              • 2.利用磷脂交换蛋白（载体蛋白）
                • 与磷脂分子结合形成水溶性复合物进入细胞质基质，遇到靶膜时，安插在膜上
          • 3.蛋白质的修饰与加工
            • 1.糖基化修饰
              • 定义：
                • 通过酶将寡糖链连接在肽链特定的糖基化位点
              • 类别;
                • N-糖基化
                  • 磷酸多萜醇为载体
                  • 合成一个14糖基的寡糖链前体
                  • 通过糖基转移酶，从载体到肽链糖基化位点（天冬酰胺残基，结合N-乙酰葡糖，有3个氨基酸序列构成Asn-X-ser/Thr）
                  • 加工：将末端的一些葡萄糖连去掉，形成高甘露糖型糖蛋白
                  • 内质网中
                  • 在顺面膜囊，切除已经糖基化的寡糖链上3个甘露糖残基
                  • 蛋白质进入中间膜囊，在酶作用下附加3个N-乙酰葡萄糖残基，再移除2个甘露糖残基
                  • 进入反面膜囊，再加3个半乳糖残基，在每个半乳糖残基上连一个N-乙酰神经氨酸残基（唾液腺残基）
                  • 高尔基体中
                • O-糖基化
                  • 由不同的糖基转移酶催化，每次加上一个单糖，最后一步加上唾液酸残基
                    • 高尔基体中
              • 作用：
                • 1.使蛋白质能抵抗消化酶作用
                • 2.赋予蛋白质传导信号功能
                • 3.某些蛋白只有在糖基化后才能正确折叠
              • 为什么糖基链在细胞质膜外侧？
                • 在内侧修饰，融合时方向翻转
            • 2.形成二硫键
            • 3.特异性的蛋白质水解切割
          • 4.新生多肽的折叠与组装
            • 探究蛋白质的去向：
              • 放射自显影技术
              • 荧光标记技术（构建融合基因，自发放射荧光的蛋白）
          • 5.肝细胞的解毒作用
          • 6.肌质网中贮存Ca2+
          • 7.为多种酶提供结合位点
          • 8.内质网作为完整封闭体系，将内质网合成的物质与细胞质基质中合成的物质分隔开，有利于加工运输
      • 高尔基体
        • 定义：
          • 由大小不一、形态多变的囊泡体系构成
        • 功能：
          • 1.将内质网合成的蛋白质加工，分类与包装
          • 2.运送蛋白质到特定部位或细胞外
            • 溶酶体酶的包装与分泌
            • 调节型分泌
            • 组成型分泌
          • 3.细胞内糖类合成的工厂
          • 4.糖基化
            • N-糖基化
            • O-连接糖基化
          • 5.蛋白酶水解和其他加工过程
      • 溶酶体
        • 定义：
          • 是单层膜围绕，内含多种酸性水解酶的囊泡状细胞器。
        • 功能：
          • 1.消化由胞吞作用进入细胞的内容物
          • 2.细胞自噬与生物大分子、损伤细胞器的降解
            • 微自噬
            • 巨自噬
            • 分子伴侣介导的自噬
          • 3.防御功能
          • 4.形成精子的顶体
          • 5.参与分泌过程的调节
      • 过氧化物酶体
        • 定义：
          • 单层膜围绕的内含一种或几种氧化酶类的细胞器
        • 功能：
          • 1.依赖与黄素的氧化酶
            • 将底物降解，并产生H2O2
          • 2.过氧化氢酶
            • 将H2O2降解，形成水和氧气
            • 分解脂肪酸等高能分子，向细胞直接提供热能