蛋白质分选、膜泡运输

细胞质基质的功能

• 蛋白质的修饰
• 控制蛋白质的寿命
• 降解变性和错误折叠的蛋白质
• 帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠，形成正确的分子构象
  • 这一功能靠热休克蛋白（heat shock protein，hsp）完成，其作为分子伴侣（molecular chaperone）发挥作用，协助蛋白质合成、分选、折叠、装配。
  • 内质网中的结合蛋白（binging protein，Bip），属于Hsp70家族的分子伴侣

内质网功能

脂质、蛋白质、糖类合成

• 蛋白质合成
  • 蛋白质都在核糖体合成，起始于游离核糖体
  • 主要合成分泌蛋白（抗体）、膜整合蛋白、内膜系统的细胞器内的可溶性驻留蛋白（溶酶体中的的酸性水解酶）
• 脂质的合成：所有的磷脂和胆固醇（sER）
  • 磷脂转运的方式：
    • 转运到高尔基体、溶酶体和细胞膜以出芽的方式
    • 转运到线粒体、过氧化物酶体磷脂转换蛋白
• 蛋白质的修饰与加工：糖基化（N-连接的糖基化在内质网）
• 新生多肽的折叠与组装：蛋白二硫键异构酶、结合蛋白（binding protein，Bip）
• 储存Ca2+离子
• 确定膜蛋白的方向性

高尔基体的功能

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• 内质网合成的蛋白质和脂类进入CGN区域，带有KDEL和HDEL信号的蛋白返回内质网
• TGN区域、参与蛋白质的转运、包装
• 发生O-连接的糖基化修饰
• 蛋白质自身所携带的分选信号决定了蛋白质的去向，如：溶酶体蛋白的M6P分选途径
• 分泌性蛋白的分泌过程：rER合成蛋白质、进入ER腔、COPⅡ运输泡、进入CGN区、在中间膜囊加工、在TGN区形成小泡、小泡与质膜融合排出
• 硫酸根转移到肽链中的酪氨酸残基上

蛋白质糖基化修饰

• N-连接糖基化和O-连接糖基化比较

溶酶体

• 阶段：

  • 初级溶酶体
  • 次级溶酶体
  • 残余小体

• 功能：

  • 清除作用
  • 防御功能
  • 营养作用
  • 清除赘生组织或退行性变化细胞
  • 参与分泌调节
  • 精子顶体

• 溶酶体的发生：依赖于M6P的溶酶体酶分选途径

  • 在rER上的核糖体合成溶酶体酶蛋白
  • 进入内质网腔，进行N-连接的糖基化修饰
  • 在高尔基体，顺面膜囊，寡糖链上的甘露糖残基磷酸法形成M6P（甘露糖-6-磷酸）
  • 与高尔基体反面膜囊和反面网状结构上的M6P受体结合
  • 以出芽的方式转运至运输小泡
  • 运输小泡与溶酶体前体融合，M6P受体返回高尔基体
    
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• 溶酶体与过氧化物酶体比较

电镜下可用于识别过氧化物酶体的主要特征是：由尿酸氧化酶形成的晶格状结构
溶酶体、过氧化物酶体（微体）植物细胞称为乙醛酸循环体都是异质性细胞器。所谓异质性是指，溶酶体的形态大小，甚至其所包含的水解酶种类可能不同

蛋白质的分选

• 指导分泌蛋白在糙面内质网合成的决定因素：
  • N端的信号肽（signal peptide）
  • 信号识别颗粒（signal recognition particle，SRP）
  • 内质网膜上信号肽识别颗粒受体（docking protein，DP）
    
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• 后翻译转运途径
  • 游离核糖体合成
• 共翻译转运途径
  • 在游离核糖体起始，由信号肽和SRP（信号肽识别颗粒）引导转移到糙面内质网

膜泡运输

• COPⅡ 包被小泡
  • 高尔基体➡️内质网
• COPⅠ包被小泡
  • 内质网➡️高尔基体
• 网格蛋白/接头蛋白
  • 高尔基体TGN➡️脂膜、包内体、溶酶体