第7章 细胞质基质与内膜系统及 蛋白质分选与运输 plasma membrane lysosome rough ER secretory vesicle nucleus inner nuclear membrane envelope outer membrane Golgi endosome apparatus
第7章 细胞质基质与内膜系统及 蛋白质分选与运输
本章主要内容 ·细胞质基质及其功能 ·细胞内膜系统及其功能 一内质网 一高尔基体 一溶酶体 -过氧化物酶体 ·蛋白质分选与运输
本章主要内容 • 细胞质基质及其功能 • 细胞内膜系统及其功能 – 内质网 – 高尔基体 – 溶酶体 – 过氧化物酶体 • 蛋白质分选与运输
真核细胞内区室化 细胞质 质膜 溶酶体 线粒体 质膜 糙面内质网 线粒体 高尔基体 多核糖体 糙面内质网 光面内质网 细胞核 过氧化酶体 细胞核 高尔基体 66 胞内体 uU A B 2μm
真核细胞内区室化
第一节细胞质基质及其功能 Comparison of Cytoplasm and Cytosol Plasma membrane 00 0 00 Nucleus Organelles (A)Cytoplasm (B)Cytosol
第一节 细胞质基质及其功能
细胞质基质的含义 。 在真核细胞的细胞质中，除去可 Cytoskeleton 分辨的细胞器以外的胶状物质， 占据着细胞膜内、细胞核外的细 胞内空间，称细胞质基质 (cytoplasmic matrix) ·生物化学家多称之为胞质溶胶 (cytosol) ·细胞质基质很可能是一种高度有 序的体系关键在于细胞质骨架纤 维贯穿其中，起重要的组织作用 Cytosol/Cytoplasm
一、细胞质基质的含义 • 在真核细胞的细胞质中，除去可 分辨的细胞器以外的胶状物质， 占据着细胞膜内、细胞核外的细 胞内空 间，称细胞质基质 （cytoplasmic matrix） • 生物化学家多称之为胞质溶胶 （cytosol） • 细胞质基质很可能是一种高度有 序的体系关键在于细胞质骨架纤 维贯穿其中，起重要的组织作用
二、细胞质基质的功能 ·完成各种中间代谢过程 一如糖酵解过程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等 ·为某些蛋白质合成和脂肪酸合成提供场所 与细胞质骨架相关的功能 一维持细胞形态、细胞运动、胞内物质运输及能量传递； 细胞质基质结构体系的组织者 与细胞膜相关的功能 一细胞质基质产生区室化；依靠细胞膜或细胞器膜上的泵 蛋白和离子通道维持细胞内外跨膜的离子梯度 ·蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解
二、细胞质基质的功能 • 完成各种中间代谢过程 – 如糖酵解过程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等 • 为某些蛋白质合成和脂肪 酸合成提供场所 • 与细胞质骨架相关的功能 – 维持细胞形态、细胞运动、胞内物质运输及能量传递； 细胞质基质结构体系的组织者 • 与细胞膜相关的功能 – 细胞质基质产生区室化；依 靠细胞膜或细胞器膜上的泵 蛋白和离子通道维持细胞 内外跨膜的离子梯度 • 蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解
1.蛋白质的修饰 辅酶或辅基与酶的共 01 价结合 0=P-0 ATP ADP OH 。 磷酸化与去磷酸化 serine side chain CH> CH2 PROTEIN KINASE 蛋白质糖基化作用 PROTEIN PHOSPHATASE 。 甲基化修饰 ·酰基化
1. 蛋白质的修饰 • 辅酶或辅基与酶的共 价结合 • 磷酸化与去磷酸化 • 蛋白质糖基化作用 • 甲基化修饰 • 酰基化
2.控制蛋白质的寿命 N端第一个氨基酸残基是决定蛋白质寿命的信号 Ub泛素 OAMP 4 OATP PPi 19S帽 E1 E1 UD Ub 06 Ub E2 蛋白质解折叠 20S核心 3 胞质靶蛋白、 蛋白质被切割 19S相 多次进行 1,2,3步反应 ATP OADP 5/ B 泛素化和蛋白酶体所介导的蛋白质降解途径(ubiquitin-and proteasome- mediated pathway）
2. 控制蛋白质的寿命 N 端第一个氨基酸残基是决定蛋白质寿命的信号 泛素化和蛋白酶体所介导的蛋白质降解途径（ubiquitin-and proteasomemediated pathway）
2004年诺贝尔化学奖 切哈诺沃 赫什科 罗斯 Aaron Ciechanover Avram Hershko Irwin Rose 以色列 以色列 美国 以色列理工学院 以色列理工学院 加州大学 1947年 1937年 1926年 ·发现泛素调节的蛋白质降解
2004 年诺贝尔化学奖 • 发现泛素调节的蛋白质降解
3.降解变性和错误折叠的蛋白质 细胞质基质中的变 性蛋白质、错误折 Ubiquitin- protein complex 叠的蛋白质、含有 26S Proteasome ATP complex 被氧化或其他非正 ociatio 常修饰氨基酸的蛋 白质，不管其N端 20S Proteasome complex 氨基酸残基是否稳 ADP+P Unfolding and 定，常常很快被降 cleavage of ubiquitin- 19S Regulatory protein complex proteasome complex 解清除
3. 降解变性和错误折叠的蛋白质 细胞质基质中的变 性蛋白质、错误折 叠的蛋白质、 含有 被氧化或其他非正 常修饰氨基酸的蛋 白质，不管其 N 端 氨基酸残基是否稳 定，常常很快被降 解清除