Lys-Asp-Glu-Leu（KDEL） 分子伴侣蛋白肽链 C 末端具有驻留信号肽
结合蛋白 （BiP) 的作用
KDEL可与膜上的受体结合，驻留于腔内而不被转运
3) 粗面内质网与蛋白质的糖基化
蛋白质的糖基化：
在糖基转移酶催化 下，单糖或寡糖与蛋 白质的氨基酸残基侧链 共价结合形成糖蛋白的 过程。
N-连接的糖蛋白
氚标记亮氨酸实验
粗面内质网 膜上膨出、 脱落形成小 囊泡→转运 到高尔基复 合体进一步 加工修饰→ 排向胞外。
分泌蛋白的输送是由两种包被囊泡介导
COPII包被小泡的装配
Sar-GTP与内质网膜的结合起始COPII亚基的 装配，形成小泡的包被并出芽，跨膜受体在腔 面捕获并富集被转运的可溶性蛋白
内质网驻留蛋白的回收
粗面内质网
粗面内质网（rough ER,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。核糖体的解聚和脱粒
粗面内质网随功能活动、病理变化而有数量和形态大小的变化：分泌功能↑→发达数量↑。癌细胞分 化程度↑ →发达量多；分化程度↓→量少。可根据发达程度来判断细胞分化和功能状态。
微粒体 (microsome)：为 用超级分级分离的方法,从细胞 匀浆中分离出的直径在100 nm左右的球囊状封闭小泡。 Small vesicle that is derived from fragmented endoplasmic reticulum produced when cells are homogenized.
甘 葡
肽链 天冬酰胺残基 甘露糖 葡萄糖 N-乙酰葡萄糖胺
NN Ｎ N
在内质网合成的大部分可 溶性的和结合膜的蛋白质都 是糖蛋白，需要在内质网腔 内进行糖基化。（在胞质中 游离核糖体上所合成的可溶 蛋白不进行糖基化）
N-连接的寡糖蛋白：低聚糖与天冬酰胺残基侧链上的-NH2连接。
糖与蛋白质的 连接方式
II. Protein Structure
Twenty amino acids
Ala（丙
A） N）
Arg（精 Cys（半 Gly(甘
R） C） G) L） F)Asp（天门冬 Glu
（谷 E） H) K) P) W)
D）
Asn（天门冬酰氨 Gln（谷氨酰氨 Ile(异亮I) Met(甲硫 Ser(丝 Tyr(酪
发生在内质网腔内。（分泌性蛋白和溶酶体酶蛋白）
O-连接的寡糖蛋白：低聚糖与丝、苏或羟赖氨酸等残基侧 链上的-OH共价连接。发生在高尔基复合体内。
5
rER膜 多萜醇
葡
甘 葡 甘
多 萜 醇
Ｎ
甘 葡
N-乙酰葡萄糖胺
甘 甘
p p
甘露糖
Ｎ
葡
葡 甘
甘
甘
葡
甘
葡 甘
甘
Ａsn
甘
糖基转移酶
多 萜 醇
p
表面一出现，粗面内质网膜上的糖基转移酶即催化整个预先形成的低聚糖链转移到天冬酰胺残基 上。
信号识别颗粒
(signal recognition particle,
SRP):
既能识别露出核糖体之外的信号肽，又能识别粗面内质网 膜上的SRP受体，由6种结构不同的多肽组成，并结合一个RNA 分子,是一种核糖核蛋白。
4
信号假说 mRNA
信号识别颗粒 (SRP)
2）蛋白质在内质网腔内的折叠
AP 核糖体 信号肽
跨 膜 蛋 白 的 定 位 机 制
合成膜蛋白时，信号肽不仅有引导作用还有起始穿膜信号的作用。在信号肽牵引下肽链穿过 粗面内质网膜， 进入腔内并延伸，当新生肽链中出现终止穿膜信号，肽链通过膜的转运则 停止，这样蛋白质即被定着在脂双层中形成跨膜蛋白。 跨膜蛋白在内质网膜上可形成单次跨膜和多次跨膜，氨基末端是否一定进入腔内。
4）粗面内质网与蛋白质的运输
分泌途径
在核糖体合成的分泌蛋 白质进入粗面内质网腔后 经糖基化作用，被包裹于 从内质网分离下来的小泡 之内，以出芽的方式从粗 面内质网膜上膨出、脱落 形成小囊泡，将内含的新 合成的可溶性蛋白质定向 地转运到高尔基复合体进 一步加工修饰，变为浓缩 泡后排向细胞外。 另一途径是含有分泌 蛋白质的小泡由内质网脱 落后直接形成浓缩泡排向 胞外。
A
分子伴侣 (Molecular Chaperone)
tRNA
SRP受体 细胞质
核糖体结合蛋白 内质网腔
是能识别正在合成的或已部分折叠的多肽、 并与这些多肽的一定部位结合，予以正确折 叠的一类蛋白质。在这一过程中只起陪伴作 用，不参与最终底物的形成。如：PDI， Bip，
Grp94， HSP。
蛋白二硫键 异构酶 （PDI） 的作用
（膜镶嵌蛋白、溶酶体酶等）
信号肽
(signal peptide):
SRP受体：
是一种膜整合蛋白，为异二聚体蛋白，横 跨内质网膜，并暴露于内质网膜胞质面，可与 SRP特异结合。亦称停泊蛋白(docking protein)。 信号肽酶：
是位于内质网膜内表面、能将进入内质网腔的信号肽切 掉的酶。
是由信号密码翻译的，引导核糖体转移到内质网膜上的一段 多肽，位于新合成肽链的N端，为18-30个氨基酸残基，含有612个带正电荷的非极性氨基酸，由于它又是引导肽链进入内质 网腔的一段序列，又称开始转移序列（起始穿膜信号）。（内信号肽）

non-membranous organelle ; particles with a diameter of 15-25 nm; composed by big and small subunits.

Function：protein synthesis
Central Dogma
DNA
Genetic Code
m
5
,
AUGGCC U CU GGA ACG
ACU UAG
3
,
First enunciated by Francis Crick in 1958 and re-stated in a Nature paper published in 1970.
一、内质网的化学组成
1945, Keith R. Porter, Albert Claude, and Ernest F. Fullam
1.分泌蛋白质的合成：1)信号肽假说
蛋白质转入内质网的合成过程需要以下几个步骤
游离核糖体合成： 结构蛋白，
多分布在细胞质基质中。
附着核糖体合成：分泌蛋白，
大多从细胞分泌出去；
信号肽的合成 复合体与内质网膜结合
信号识别颗粒-核糖体复合体形成 多肽链进入内质网腔
细胞质核糖体的蛋白质合成与去向
某些结构蛋白
I. Chemical Composition Basic unit of protein
20 amino acids （Atoms： C H O N ；S）
Common feature：organic acids with amino groups
内膜系统
OR
Carboxyl group
Side chain
细胞器(Organelle): Membrane-enclosed compartment in a eucaryotic cell that has a distinct structure, macromolecular composition, and function. Examples are nucleus, mitochondrion, chloroplast, and Golgi apparatus.
2
二、
内质网的形态结构
扁囊
单 位 膜
磷脂（phospholipids） 脂类 中性脂 (neutrolipids) 缩醛脂 (diacetate derivative) 神经节苷脂 (ganglioside) 氧化反应电子传递酶： P450 蛋白质 脂肪代谢相关的酶：fatty acyl-CoA synthetase 糖代谢相关的酶:葡萄糖-6-磷酸酶 Glucose 6phophatase is a marker of ER.
内质网是由一层单位膜围 成的形状大小不同的小管 (tubule)，小泡 (vesicle)，扁 囊(lamina)结构，相互连接 形成一个连续的三维网状膜 系统。 内质网 ER 核膜外层
Outer nuclear membrane
小管
细胞膜 内质网
小泡
核膜 内质网腔
三、
内质网的类型
有无核糖体颗粒
粗面内质网 rER 滑面内质网 sER
COPⅡ：由内质网出芽形成，参与向高尔基体的转运 COPⅠ：由高尔基体出芽形成，回收应驻留在内质网的蛋白质
Arf
甘 甘
甘
Ｎ
Ｎ
p p
多 萜 醇
甘
甘 甘
葡萄糖
Ｎ
甘
rER腔
核糖
体
6
2. 膜整合蛋白的合成
Major topological classes of integral membrane proteins synthesized on the rough ER.
在新生跨膜蛋白的肽链中既有起始穿膜信号又有终止穿膜信号。蛋白质氨基末端的信号肽， 还有起始穿膜信号的作用，当信号肽固定在运输器上以后，合成的肽链继续穿膜，在停止穿膜 信号进入内质网膜上的运输器并与之结合时，穿膜过程被终止，信号肽从运输器中被去除。这 样，穿膜蛋白的氨基端在内质网膜的腔内侧，羧基端在腔外侧。 若信号肽不在氨基端，而是在多肽链的内部，即内信号肽。内信号肽作用与信号肽相同，既有 引导作用，又作为起始穿膜信号，启动多肽链的插入，并且可以与运输器结合。多肽链被插入 并从运输器释放，而内信号肽则保留在脂双层内成为单一跨膜的螺旋。