2009-2010学年细胞生物学总结 based on Terryhe, by SophieChang
高尔基体极性的鉴定方法：
嗜锇反应——顺面；NADP酶反应——中间几层；CMP酶反应——反面；TPP酶反应——成熟面
3：高尔基体参与糖蛋白质的合成
糖蛋白中有两种寡糖链，一种是N‐连接的寡糖链，糖基合成开始于ER，完成于高尔基体；另一种是O‐连接寡糖链，是蛋白质的酪氨酸、丝氨酸、苏氨酸残基侧链羟基上的O原子与寡糖链共价相连，这种蛋白质的糖链合成全部或主要在高尔基体完成。
来自rER的N‐连接糖蛋白，以出芽的方式经过小泡运输，转运到高尔基体进一步加工修饰。其中分泌蛋白和膜蛋白，经甘露糖苷酶Ⅰ和Ⅱ的作用，去掉大部分Man，接着由GlcNAc转移酶Ⅰ和Ⅱ，将GlcNAc结合到留存的Man上，然后再经半乳糖基转移酶、唾液酸基转移酶等作用，再加上半乳糖和唾液酸，完成糖链的修饰，最后释放到高尔基体囊泡内，运输、分泌到细胞外或保留在质膜上。
（三）溶酶体
溶酶体Lysosome：是由一层单位膜包裹，内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器，能分解各种内源性和外源性物质，被称为细胞内的消化器。
1：溶酶体膜的特征 a.蛋白质高度糖基化：防止自身被水解消化 b.具有质子泵：依赖于ATP，维持溶酶体基质内的酸性环境 c.具有特殊的转运蛋白：将溶酶体消化水解产物运出
2：溶酶体的标志酶和pH （M6P标记的）酸性磷酸酶，发挥活性的pH为3~6，最适pH为5
3：简述溶酶体的种类
根据溶酶体是否与底物结合可分为：
初级溶酶体(primary lysosome,Ly or Ly1)——不含作用底物，仅含水解酶，且酶处于潜伏状态；圆形或卵圆形，直径较小；内含物电子密度均匀，不含有明显的颗粒物质。
次级溶酶体(secondary lysosome,sLy or Ly2)——内含水解酶、底物及消化后的产物；形态不规则，体积较大；内含物含有正在消化的颗粒或膜碎片。 根据溶酶体酶作用的来源和消化程度，次级溶酶体又分为： 异噬性溶酶体(heterolysosome)——消化的底物为外源性 自噬性溶酶体(autolysosome)——消化的底物为内源性
残体(residual body)——是次级溶酶体消化作用的最后阶段，由于酶的活力降低或消失，残留一些不被消化的物质，最终出胞或形成脂褐质（外源）或髓样结构（内源）
多泡体(multivesicular body)——是一种特殊形式的次级溶酶体，在单层膜包围的基质中有许多小泡
溶酶体的消化过程：
外源性物质 吞噬作用 吞噬体 与溶酶体融合 吞噬溶酶体 残体 出胞或形成脂褐素 内源性物质 吞噬作用 吞噬体 与溶酶体融合 吞噬溶酶体 髓样结构
4：溶酶体酶的形成和转运***
溶酶体的酶是在rER的核糖体上合成的，然后进入ER腔被糖基化，形成N‐连接糖蛋白。
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折叠形成信号斑(signal patch)，它被高尔基体顺面的N‐乙酰氨基葡萄糖磷酸转移酶识别，将GlcNAc‐P加到寡糖链的一或两个Man残基上，然后再经GlcNAc‐磷酸二酯酶的作用切去GlcNAc残基，形成M6P标记的水解酶。带有磷酸基团的甘露糖，不被高尔基体的甘露糖苷酶Ⅰ、Ⅱ剪切，亦不能加上半乳糖或唾液酸。在TGN处，因含有M6P的受体(MPR)，通过M6P与MPR相互识别并结合，包装出芽形成特异的运输小泡。运输小泡与晚期胞内体(late endosome)融合，使水解酶从MPR上分离，MPR再返回到TGN再被利用。
*答题要点：(1)rER中：翻译共转位；折叠成信号斑；(2)CGN中：磷酸转移酶作用下磷酸化形成M6P标志；(3)TGN中：受体识别M6P包裹，形成溶酶体。
5：溶酶体的功能
A.细胞内消化作用：包括
a.异体吞噬作用(heterophagocytosis)/营养作用 (nutrition)：将摄入细胞内的大分子物质分解成可溶性小分子物质，被细胞质所利用。
b.自体吞噬作用(autophagocytosis)/细胞新陈代谢自我更新：清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及损伤和死亡的细胞 B.自溶作用 (autocytolysis)
a 溶酶体膜破裂，酶释放出来，导致细胞自身溶解、死亡。 b.蝌蚪发育过程中尾巴消失 c. 精子受精过程
C.粒溶作用 (granulolysis)：溶酶体分解细胞内剩余营养颗粒的作用。
D.防御作用 (defence)：将外源性的有害因子 (如细菌、病毒等) 消化分解。
临床意义：
（一）先天性溶酶体病：由于基因缺陷使溶酶体中缺乏某种水解酶，致使相应的作用底物不能被降解而积蓄在溶酶体内，造成细胞代谢障碍而导致疾病。Tay-Sachs disease（黑朦病）：氨基己糖酶A缺乏，使得神经节苷脂GM2不能被降解；
Inclusion-cell disease（I-细胞病）：由于溶酶体缺失M6P，而使其无法聚集到溶酶体中，未消化的底物蓄积在溶酶体中形成大包涵体。 （二）矽肺/石棉肺
SiO2—??—吞噬溶酶体——矽酸——溶酶体膜破裂、巨噬细胞死亡——释放的矽酸颗粒又被其它巨噬细胞吞噬——大量巨噬细胞死亡——刺激成纤维细胞分泌大量胶原——肺泡弹性下降——矽肺
（三）类风湿性关节炎：认为是由于细胞内溶酶体膜脆性增加，溶酶体局部释放（胶原酶侵袭软骨细胞，导致局部损伤，进而参与关节的炎症反应）所致，临床上应用糖皮质激素类膜稳定剂治疗 （四）休克
组织缺血、缺氧时导致溶酶体膜的稳定性降低，溶酶体酶外漏，引起组织、细胞姿容，造成不可逆损伤，临床同样用糖皮质激素来稳定溶酶体膜
（四）过氧化物酶体
过氧化物酶体Peroxisome：是一种特殊的细胞器，由单层膜包裹，内含多种氧化酶和过氧化酶，广泛存在于动、植物细胞中，含氧化酶和过氧化氢酶
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1：标志酶
过氧化氢酶
(*在形态学上，常用DAB法显示过氧化氢酶，在光镜和电镜下变呈棕色颗粒)
2：功能
解毒作用、对细胞氧张力的调节作用、参与脂肪酸的分解代谢 3：过氧化酶体膜和腔内蛋白的合成
新的过氧化物酶体由原来的过氧化物酶体通过生长与分裂形成的。
过氧化物酶体腔和膜中所有的蛋白质都是在胞浆中游离核糖体上合成的。
进入过氧化物酶体中的蛋白质，在C端都有一个特异的三肽序列SKL(-Ser-Lys-Leu-)。带有SKL信号的蛋白质都能转运到过氧化物酶体中。
第十章：细胞内外物质的跨膜运输
1：名词解释
1）生物合成-分泌通路(biosynthetic-secretory pathway)
胞内合成的蛋白质、碳水化合物、脂质等从内质网转运至高尔基体，再由高尔基体转运至质膜而出胞，这条途径称为生物合成-分泌通路 (biosynthetic-secretory pathway)；也有人称之为出胞或胞吐作用(exocytosis)。
内化作用internalization：细胞外物质通过囊泡转运进入细胞内称为入胞或胞吞作用（endocytosis），亦称为内化作用 2）*囊泡转运(vesicular transport)
囊泡以芽生方式从供给的细胞器生成后，携带着被转运的物质到达接受的细胞器并与其发生膜融合，这一过程称为囊泡转运。
囊泡运输有两大特点：
1、囊泡介导的物质转运在膜性细胞器之间是有序的，并且具有方向性和双向性 2、具有高度的靶向性和被转运物质的高度特异性 3）网格蛋白（clathrin）
网格蛋白包被囊泡表面覆盖一层纤维丝状蛋白质，形同网格，故名网格蛋白；网格蛋白的单体是由3条重链和3条轻链组成，每一条重链与一条轻链组合在一起，形同一个外展的臂，被称为三条臂蛋白(triskelions)。重链的末端形成球形的结构域，是衔接蛋白（adapter proteins, AP）结合的位点。
囊泡形成需要：网格蛋白或外被体（COP I、COP II）、衔接素、动力蛋白 衔接蛋白又称衔接素或接合素（adaptin），一端与网格蛋白重链结合，催化网格蛋白的聚合，另一端与被转运物质分子衔接
动力蛋白又称缢断蛋白：一种小分子G蛋白，在包被小窝形成时，环绕在囊泡底端形成囊泡颈部，随着缢断蛋白GTP的水解，囊泡颈部不断收紧，最终形成包被囊泡
4）囊泡的停靠（dock）*
装载转运物质的囊泡到达目的地后，必须接受检查才能允许“卸载货物”，这一过程
称为囊泡的停靠(dock)；只有通过停靠程序，囊泡才能与靶膜融合，卸载转运分子。选择性的融合是保证细胞膜相结构高度有序流动的因素之一
5）结构性分泌途径（Constitutive secretory pathway）
外运的囊泡，不需要细胞内外因素的调控，径直出胞，称为结构性分泌途径或称固有
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性分泌途径。如细胞膜的组分、细胞外基质蛋白等；存在于所有的细胞中
6）调节性分泌途径Regulated secretory pathway
从高尔基体反面形成的囊泡暂不分泌而储存在细胞质中，当细胞受到外界信号刺激时，囊泡与细胞膜融合并把其中的内容物释放到细胞外。如肽类激素(胰岛素) 、消化酶(胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶)等；只存在于某些特化细胞中
7）受体介导的胞吞作用 receptor-mediated endocytosis
大分子与细胞表面的特异性受体相结合，然后局部质膜在网格蛋白的帮助下内陷，先形成包被小窝，然后进一步发展为网格蛋白包被的囊泡，以受体-转运物质复合体形式入细胞。（可视为对所摄取分子的选择性浓缩）
2：囊泡的类型及作用
囊泡表面常被一层特异性蛋白质包被，因而也称为有被囊泡（coated vesicle）。根据包被蛋白的不同，可将转运囊泡分为两类：
1）网格蛋白包被囊泡（clathrin-coated vesicle）：
主要负责质膜与胞内体以及高尔基体与胞内体之间的物质转运；包括受体介导的入胞作用和溶酶体的形成。
2）外被体（coatomer）包被囊泡：按照外被体包被蛋白的不同又可分为：
a.COP （coat protein）I包被囊泡：主要负责蛋白质由高尔基体逆向转运回内质网以
及高尔基体膜囊之间的逆向转运；如内质网的驻留蛋白和高尔基体的驻留蛋白；ARF依赖
b.COP（coatprotein）II包被囊泡：主要负责蛋白质由粗面内质网向高尔基体方向转
运；如分泌蛋白；SarI依赖
包被蛋白的主要功能是负责囊泡的塑形和协助捕获要转运的物质。 Vesicle
Coat and Adapter Proteins
Small
GTP-Binding protein ARF ARF ARF ARF
Transport step
Clathrin
Clathrin; AP2 Clathrin; AP1 Clathrin; AP3 COP ?, ?, ??, ?, ?, ?, ?
Plasma membrane? endosome Golgi ? endosome Golgi ? lysosome
Golgi ?ER
Retrograde transport between Golgi cisternae ER ? Golgi
COPI
COPII
Sec23/Sec24 complex; Sec13/Sec31 complex; Sec16
Sar1
3：囊泡转运的过程
1）囊泡的形成：
囊泡自细胞质膜或细胞内膜系统芽生后，须经规定的途径才能到达靶细胞器，并卸载所转运的物质；内质网到高尔基体可以通过简单弥散方式转运，而高尔基体到质膜必须借助细胞骨架进行。
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