细胞生物学
教学 课件
第九章 细胞的内膜系统
细胞的内膜系统：是在结构、功能乃至发生上相关的， 由膜围绕的细胞器或细胞结构。包括内质网、高尔基 体、溶酶体、过氧化物酶体和分泌泡等。
第一节 核糖体（ribosome)
一.核糖体的基本类型和化学组成
非膜性细胞器；电镜：核糖体为高电子密度 的圆形或椭圆形致密小颗粒。 15-25nm。
（二）滑面内质网（sER)
膜表面无核糖体附着；形态多为分枝小管或小泡；多 分布在一些特化的细胞中。如肝细胞，睾丸间质细胞， 肾上腺细胞。
ER
RER
SER
三、内质网的化学组成
内 质
脂类：40%—较细胞膜少，主要成分为磷脂。 磷脂酰胆碱含量较高，鞘磷脂含量较少。
网
膜 蛋白质：60%—较细胞膜多，约有30多种膜结合蛋白。
单体 70S
大亚基
50S（23S 5S rRNA） + 31种蛋白质
小亚基
30S（16S rRNA） + 21种蛋白质
真核细胞核糖体
80S 60S（28S 5.8S 5S rRNA） 40S（18S rRNA）
+ 49种蛋白质
+ 33种蛋白质
线粒体核糖体 55-80S(因种类而异）
50S
30S
+Mg2+
二、 核糖体的功能
功能：参与蛋白质的合成。
翻译：由mRNA分子中的核苷酸顺序转变为多肽链中氨基酸 顺序的过程。
三联体密码（密码子）：mRNA分子中每三个相邻的碱基 决定了合成的多肽链中的一种氨基酸。
起始密码：AUG 终止密码：UAA、UAG、UGA
核糖体与多肽链合成有关的活性部位：
受体部位（A位）
葡萄糖-6-磷酸酶——被认为是标志酶，
电子传递体系：细胞色素b5，NADH-细
胞色素b5还原酶，细胞色素P450酶系。
四、内质网的功能
内质网功能：使细胞质区域化，为物质代谢提供特 定的内环境；扩大膜的表面积，有利于酶的分布提 高代谢效率；为蛋白质，脂类和糖类的重要合成基 地；参与物质运输，物质交换和解毒作用；对细胞 起机械支持作用。
+Mg2+
60S+40S 80S
120S
—Mg2+ —Mg2+
Mg2+〉0.001mol/L：大小亚基结合
Mg2+〉0.01mol/L：2个核糖体结合 形成二聚体
多聚核糖体（polyribosome)： 核糖体可由mRNA串连起来，形成针簇状、菊花状或念珠
状的长链，这样形成蛋白质合成的功能单位，称为多聚核糖体。
供体部位（P位）
转肽酶活性部位
GTP酶活性部位
多肽链 转移酶
40S
P GTP酶 60S
40S
tRNA
位A
60S
60S
mRNA
位 40S
三、核糖体合成的蛋白质
游离核糖体：游离在细胞质中。 核糖体
类型 附着核糖体（膜旁核糖体）：附着在内质网表面。
结构蛋白：由游离核糖体合成，多分布细胞基质中。 用于组成细胞自身的结构及参与细胞新陈代谢过程的蛋白质。 在新分裂来的幼稚细胞、未分化细胞和胚胎细胞中分布多。
（一）粗面内质网的功能
粗面内质网的主要功能是进行蛋白质的合成、 修饰加工、分选和转运。
粗面内质网主要合成的蛋白质有： 分泌性蛋白：包括抗体、酶类、肽类激素
和细胞外基质蛋白 膜蛋白 可溶性驻留蛋白
1.粗面内质网与分泌蛋白质的合成 •G. Blobel等1975年提出了信号假说(Signal hypothesis)， 认为蛋白质N端的信号肽，指导蛋白质由核糖体转至内 质网上合成。因此获1999年诺贝尔生理医学奖。
SRP
SRP与核糖 体的结合与 分离
SRP与信 号肽的结 合使翻译 暂停 新生肽链 上的信号肽
SRP-核糖体复合 体与内质网膜上 的SRP受体结合
SRP释放并再循环
粗面内质网膜上 的SRP受体蛋白
继续翻译并 开始穿过内 质网膜
核糖体
结合蛋白
蛋白 转运器
细胞质 内质网腔
（Bip 蛋白）
（直径8.5nm)
2. 信 号 识 别 颗 粒 （ signal recognition particle ， SRP），由6种多肽组成，结合一个7S RNA。能 与信号序列结合，导致蛋白质合成暂停。
3. SRP受体（SPR receptor），内质网膜的整合蛋 白，异二聚体，可与SRP特异结合。
4. 停止转移序列（stop transfer sequence），肽链 中还可能有某些序列与内质网膜有很高的亲合力， 而结合在脂双层中，阻止肽链继续进入网腔，成 为跨膜Pr。
外输蛋白（分泌蛋白）：由附着核糖体合成，大多从细胞 分泌出去。如某些酶、抗体和蛋白类激素。
第二节 内质网
1945年，K.R.Poter----------电子显微镜--------小鼠成纤维细胞 -------内质网（endoplasmic reticulum,ER）
一、内质网的形态结构和类型
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源自，膜厚5-6nm.成分：蛋白质
40%
核糖体RNA(rRNA ) 60%
第一节 核糖体（ribosome)
一.核糖体的基本类型和化学组成 非膜性细胞器；电镜：核糖体为高电子密度 的圆形或椭圆形致密小颗粒。 15-25nm。
每个核糖体有大、小两个亚基组成。 小亚基 mRNA通道 大亚基
核糖体的种类和沉降系数
核糖体的类型 原核细胞核糖体
细胞膜
内质网
核膜外层
内质网的内腔相互连通。
扁囊状
小管 细胞膜 内质网 小泡 核膜
内质网的分布和数量多少与细胞的生理功能相关， 执行分泌功能的细胞内质网较发达。
二、内质网的类型
粗面内质网 核糖体
滑面内质网
(一)粗面内质网（rER):
膜表面附着核糖体；形态多为板层状排列的扁囊；网 腔内含低电子或中等电子密度的物质；多分布在分泌 活动旺盛或分化较完善的细胞内。如胰腺细胞和浆细 胞；而在未分化或分化低的细胞，如胚胎细胞和干细 胞及肿瘤细胞中粗面内质网较少。
信号肽的合成
主 要
信号识别颗粒(SRP)-核糖体复合体形成
过 核糖体与内质网膜结合
程 多肽链进入内质网腔
蛋白质转移到内质网合成涉及以下成分：
1. 信号肽（signal peptide）：在成熟mRNA5′端起 始密码（AUG)之后，有一组编码特殊氨基酸序 列的密码子，称为信号密码，由信号密码翻译出 的肽链，叫做信号肽。一般16~30个氨基酸残基。