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
- 磷脂转运的方式：
- 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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内质网合成蛋白进行加工、分类、包装、装运；合成糖类
- 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
| 特征 | N-连接 | O-连接 |
|---|---|---|
| 合成部位 | 粗面内质网 | 主要在高尔基体 |
| 合成方式 | 来自同一个寡糖前体 | 一个个单糖加上去 |
| 与之结合的氨基酸残基 | 天冬氨酸 | 丝氨酸、苏氨酸、羟脯氨酸、羟赖氨酸 |
| 最终长度 | 至少5个糖基 | 1～4个糖基 |
| 第一个糖残基 | N-乙酰基葡萄糖胺 | N-乙酰半乳糖胺 |
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
| 特征 | 溶酶体 | 过氧化物酶体 |
|---|---|---|
| 形态 | 球形、无晶格状结构 | 球形，有晶格状结构 |
| 酶种类 | 酸性水解酶 | 氧化酶 |
| pH | 5左右 | 7作用 |
| 是否需要O2 | 不需要 | 需要 |
| 功能 | 细胞内消化作用 | 多种功能 |
| 发生 | 内置网合成，高尔基体出芽形成 | 细胞质基质合成，分裂组装形成 |
| 识别的标志酶 | 酸性水解酶 | 过氧化氢酶 |
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