CHAPTER 9 Endomembrane System and Protein Sorting

OUTLINE 9.1 Intruction 9.2 The Endoplasmic Reticulum 9.3 Golgi complex 9.4 Lysosomes 9.5 Secretory and Endocytosis 9.6 The Mechanism of Vesicular Transport

内膜系统

9.1 Intruction Concepts ◆内膜系统 ◆膜结合细胞器 9.1.1 内膜系统与膜结合细胞器 (membrane-bounded organelles):

内膜系统的进化 ◆起因∶ ●遗传信息的扩大 ●体积的增大 ●表面积与体积比值失调 ●物质代谢速度受限 ◆对策:细胞内部结构区域化 ◆途径： ●内共生途径 ●细胞质膜内陷途径。

细胞核、内质网、线粒体的进化

内膜结构特点与动态性质 ◆独立性 ◆协作性:动态性质 ●内膜封闭的区室 ●执行独立的功能 ● Biosynthetic pathway ● Secretory pathway ●Endocytic pathway: materials move from the outer surface of the cell to compartments, such as endosomes and lysosomes, located within the cytoplasm

内膜系统的动态特性

内膜系统的生物学意义 ◆形成了一些特定的功能区域和微环境(细胞内功能分化) ●合理使用资源 ●集团化管理 ●提高工作效率 ◆动态性质 ●保证了膜结构的一致性 ●使细胞“青春常在” ?

9.1.2 内膜系统的研究方法 ◆放射自显影术(autoradiography) ●胰泡细胞 ●脉冲示踪实验(pulse-chase experiment) ◆亚细胞组分的分离 ●微粒体(microsomes) ◆突变体使用

微粒体分离 ?

突变体使用

9.1.3 Protein Sorting Because of the complex internal organization of eukaryotic cells, the sorting and targeting of proteins to their appropriate destinations are considerable tasks.

内膜系统的蛋白质分选

蛋白质分选定位的三种机制 ◆Transport through nuclear pore ◆Across membrane transport ◆Vesicle translocation

蛋白质分选定位的三种途径

信号序列的引导作用 ◆与生俱来的三种信号序列 ●寿命信号 ●加工信号 ●定位信号 ▲核定位信号 ▲引导肽 ▲信号肽。

信号序列 在蛋白质定位中的作用 ?

9.2 Endoplasmic Reticulum, ER 9.2.1 形态结构和化学组成 ◆形态 ●ER is a network of membrane-enclosed tubules and sacs (cisternae) that extends from the nuclear membrane throughout the cytoplasm. ●ER is the largest organelle of most eukaryotic cells. ●Its membrane may account for about half of all cell membranes. ●the space enclosed by the ER may represent about 10% of the total cell volume.

内质网的模式图

内质网的形态结构

内质网与核膜的关系

内质网的化学组成 ◆内质网的标志酶是 葡萄糖-6-磷酸酶。 ◆细胞色素P450在内质网膜中 最为丰富。

9.2.2 内质网的类型 ◆Rough endoplasmic reticulum (RER) ◆Smooth endoplasmic reticulum (SER) ▲内质网的外表面称为胞质溶胶面 (sytosolic space) ▲内表面称为潴泡面(cisternal space) ◆特殊类型的内质网 ●微粒体(microsome) ●肌质网(sarcoplasmic reticulum)

9.2.3 光面内质网的功能 光面内质网的酶类 ◆糖代谢酶类 ◆脂代谢酶类 ◆药物脱毒与相关的氧化酶 ◆蛋白质的加工酶类

糖原分解与游离葡萄糖释放 脂类的合成与转运 解毒作用 Ca2+离子浓度的调节作用

糖原分解与游离葡萄糖释放

磷脂的合成

◆磷脂转运的三种方式

磷脂交换蛋白的作用

解毒作用 ◆光面内质网含有丰富的氧化酶系统(如细胞色素P450、NADH细胞色素C还原酶等)能使许多有害物质解毒,转化为易于排出的物质。 ◆混合功能的氧化酶(mixed-function oxidase) ●每分子的底物被氧化需要消耗一分子氧,并且将NADPH转变成NADP+ ●该氧化过程消耗的氧分子中有一个氧原子出现在水中，另一个氧原子出现在产物中 ●故此将催化该反应的酶称为混合功能的氧化酶。

光面内质网的氧化作用

9.2.4 粗面内质网的功能 --信号肽与蛋白质运输

核糖体循环 ?