多聚核糖体模式图
游离核糖体
主要合成细胞本身的 固有蛋白：胞质溶质 蛋白、核蛋白、线粒 体蛋白、质体蛋白
附着核糖体?
主要合成分泌蛋 白、溶酶体蛋白、 穿膜蛋白和驻留 蛋白
细胞中所有蛋白质的合成，皆起始
于细胞质基质中游离的核糖体上。
分泌性蛋白多肽链在其合成起始后 不久，随核糖体一起附着于糙面内质网 上，不断延伸的多肽链穿过内质网膜直 至肽链合成完成。
高尔基复合体
修饰加工 分泌泡 细胞外
高尔基复合体
分泌泡 接收信号
细胞外
普遍和常见（?）
分泌细胞（?）
共同特点： 在糙面内质网合成并经加工修
饰后的各种外输性蛋白质最终被内
质网膜包裹，以膜泡形式完全隔离
于细胞质溶质进行转运 。
2.信号肽指导的穿膜蛋白插入转移的机制
单次穿膜蛋白
多次穿膜蛋白
⑴ 单次穿膜蛋白插入转移的机制
②在完成蛋白质的分拣、转运引导作用 后通常不被切除而得以保留； ③信号斑可识别以特异性糖残基为标志 的酶蛋白，并指导它们的定向转运。
（二）光面内质网的功能
1.脂类的合成与转运
⑴ 合成过程
⑴ 合成过程
※ 脂酰转移酶催化脂酰辅酶A与甘油-3-
磷酸反应形成磷脂酸；
※ 在磷酸酶的作用下，磷脂酸去磷酸化生 成双酰甘油；
信号识别颗粒 (SRP) ：
signal recognition particle
存在于细胞质基质中，由6条多 肽链和一个7sRNA分子组成。能够识 别信号肽，并与核糖体结合，形成 SRP-核糖体复合体。
转运体与核糖体大亚基中央管形成肽链转运通道
转运体（translocon）：
位于内质网膜，是新生的分泌 蛋白质多肽链合成时进入内质网腔 的通道。
细胞匀浆经过蔗糖密度梯度离心之后使细胞器得 以分离，得到由膜围成的直径100nm左右的封闭小 泡，称为微粒体。
（一）主要化学组成成分 脂类和蛋白质二者比例大约为1:2
脂类以磷酯含量最多
内质网中可分辨出30多种不同的多 肽。
（二）内质网膜含有诸多酶系
主要包括： 与解毒功能相关的氧化反应电子传递酶系 与脂类代谢反应相关的酶类
有内质网信号肽的蛋白质，在附着 核糖体上进行，进入内质网完成蛋白 质合成，并起始分选过程。
信号斑（signal patch）： 是重要的蛋白质分选转运信号。
概念：新生蛋白质多肽链合成后折 叠时，在其表面由特定氨基酸序列 形成的三维功能结构。
信号斑与信号肽的区别：
①构成信号斑的氨基酸残基（或序列片 段）往往相间排列存在于蛋白质多肽链 中，彼此相距较远；
糖 基 化 方 式
N-连接的寡糖蛋白：
发生在内质网腔内。 O-连接的寡糖蛋白： 发生在高尔基复合体内。
蛋白质和寡糖的连接方式
• O-连接糖基化 • N-连接糖基化 寡糖连接在蛋 寡糖连接 白质的丝氨酸、 在蛋白质的天 苏氨酸、酪氨酸 冬酰氨残基侧 等残基侧链的羟 链上的氨基上。 基上。
Ｎ
甘
多 萜 醇 p p
• 生理变化
饥饿、缺氧、肝炎、药物等影响, 内 质网会发生相应的变化，出现囊泡化。
（二）内质网的类型
依据不同的形态结构特征，可将内质 网划分为： 糙面内质网 （ rough endoplasmic reticulum,RER） 光面内质网 （ smooth endoplasmic reticulum,SER） 特殊类型的内质网（肌质网）
内 膜 系 统 endomenbrane system 生命科学学院细胞生物学系 刘 艳平
学习目的与要求
1.掌握内膜系统的概念及结构组成。
2.掌握内质网、高尔基复合体、溶酶体
的结构特征与生理功能。 3.熟悉囊泡的主要类型及其在胞内物质 转运中的重要作用。 4.了解内膜系统的病理改变。
纤毛
线粒体
中心体 高尔基体
蛋白质合成时，为什么有
的核糖体能与内质网膜结 合？ 是什么机制引导核糖体与 内质网的结合？ 合成后的蛋白质怎样穿过 内质网膜进入腔,并进行加 工？
1. 信号肽指导的分泌性蛋白质的合成
信号假说----1975年----Bloble提出
Günter Blobel
The 1999 Nobel Prize in Physiology or Medicine
它们和内质网膜上的相应受体结合而 驻留于网腔不被转运。因此，也被称
作驻留蛋白（retention protein）。
(3)蛋白质的修饰
新生肽链进入内质网腔之后， 要经过各种不同的修饰和正确的 折叠之后才能运送到其他的部位。 如：糖基化、羟基化、酰基化、 二硫键的形成等
蛋白质的糖基化：是指单糖或寡糖与 蛋白质共价结合形成糖蛋白的过程。
线粒体 ?
内 质 网
Endoplasmic reticulum (ER)
主要内容：
一、形态结构与类型 (重点) 二、化学组成 三、功能 (重点) 四、病理变化
一、形态结构与类型
(一)形态结构
扁囊状 小管
内质网
细胞膜
内质网
核膜外层小泡
核膜 细胞膜
内质网的形态结构？ 内质网是由大小不同、形态各异的 膜性小管、小泡和扁囊彼此连通所构成 的三维网管结构体系。 内质网分布于细胞的内质区，并扩展、 延伸至靠近细胞膜的外质区。 除哺乳类成熟的红细胞之外，内质网普 遍存在于各类细胞之中。
（2）新生肽链的折叠与装配
由附着核糖体合成的新生多肽链需要 在内质网腔中进行进一步的折叠与装配， 这一过程由分子伴侣协助完成。
分子伴侣（molecular chaperone）：能 够帮助多肽链转运、折叠和组装的结合蛋 白，本身不参与最终产物的形成。
如蛋白二硫键异构酶、结合蛋白和钙网素等。
分子伴侣蛋白的共同特点？ 在羧基端有一KDEL驻留信号肽，
信号假说
mRNA
AP
A
信号识别颗粒 (SRP)
核糖体
信号肽
tRNA
SRP受体
转运体 内质网腔
细胞质
信号假说？
① 游离核糖体上合成信号肽； ②SRP识别信号肽，形成SRP-核糖 体复合体，翻译暂停； ③ 核糖体与糙面内质网结合，形成 SRP-SRP受体-核糖体复合物； ④ SRP脱离核糖体，多肽链继续合成； ⑤ 切除信号肽； ⑥ 核糖体再循环。
目前已知的网质蛋白：
免疫球蛋白重链结合蛋白，内 质蛋白 ，钙网蛋白，钙连蛋白 ，
蛋白质二硫键异构酶等。
三、内质网的主要功能
（一）糙面内质网的功能
与外输性蛋白质的合成、加工修饰及转运
过程密切相关： 核糖体附着的支架 蛋白质在内质网腔内的修饰 多肽链的折叠与装配 蛋白质的运输
在进行蛋白 质合成时， 多个核糖体 被一条 mRNA链串 联在一起， 成为合成蛋 白质的功能 团，称为多 聚核糖体。
肝脏的解毒作用主要由肝细胞中的光面内 质网来完成。 肝细胞光面内质网上含有的氧化及电子传 递酶系可催化多种化合物的氧化或羟化，
破坏毒物、药物的毒性，增加化合物的极 性，使之便于排泄。
实验 给动物喂食笨巴比妥
SER含有参与解毒作 用的各种酶系。 肝细胞光面内质网增多， 与解毒作用相关的酶含量增加。
视网膜色素上皮细胞。
孔环状片层（annulate lamellae）： 生殖细胞、癌细胞等。
二、内质网的化学组成
目前，对内质网的化学特征与生理功能的了解和认识， 大多是通过对微粒体的生化、生理分析而获得的。
运用蔗糖浓度梯度离心分离技术可获得颗粒型和光滑型两种不同的微粒 体。
微粒体
(microsome)
codon
在mRNA的5’端起始密码AUG之后， 一组编码特殊氨基酸序列的密码，称 为信号密码。
信号肽： signal peptide
在游离核糖体上由信号密码翻译 出一段由18-30个氨基酸组成的肽链， 存在于所有分泌蛋白肽链的氨基端， 是指导蛋白多肽链在糙面内质网上进 行合成的决定因素 。
信号肽识别颗粒结构示意图
分泌蛋白的合成
（1）信号肽假说
信号密码：（signal codon） 信号肽（signal peptide） 信号识别颗粒
(signal recognition particle,SRP) SRP受体 (SRP receptor) 转运体（translocon）
信号密码：signal
糙面内质网 附着核糖体 扁平囊 ：
光面内质网 无附着核糖体 小管、小泡
两种内质网的分布根据细胞类 型的不同而不同
胰腺外分泌细胞 全为糙面内质网
肌细胞 肾上腺皮质细胞
全为光面内质网 两者均存在
(三) 内质网的衍生结构
在某些特殊组织细胞中存在着一些由 内质网局部分化、衍生而来的异型结构。 髓样体（myeloid body）：
与碳水化合物代谢反应相关的酶类
与蛋白质加工转运的酶类
标志酶：葡萄糖-6-磷酸酶（G-6-Ｐ）
（三）网质蛋白（reticulo-plasmin）
网质蛋白是普遍地存在于内质网网腔 中的一类蛋白质。
特点： 在多肽链的羧基端（C端）均含有KDEL （Lys-Asp-Glu-Leu，赖-天冬-谷-亮）或 HDEL（His-Asp-Glu-Leu）的驻留信号， 驻留信号可通过与内质网膜上相应受体的 识别结合而驻留于内质网腔不被转运。
2+ 4.Ca 的储存及调节
肌质网上的 Ca2+泵 外 界 刺 激
ATP Ca2
Ca2+ 胞 质
肌 Ca2+ 质 网 胞 质
Pi
+
ATP酶
ADP
细胞膜
在肌细胞中，光面内质网特化为一 种特殊的结构——肌质网。肌质网网膜 上的Ca2+-ATP酶可进行Ca2+的储存和释放。