《细胞生物学》系列课程第七章内膜系统和核糖体02-内质网第二节内质网教学内容内质网概述一、内质网的化学成分二、内质网的形态结构三、糙(
粗)面内质网的功能四、光(滑)面内质网的功能内质网概述Endoplasmicreticulum，ER胞质中由膜性小管、小泡、扁平
囊等彼此连通所构成的三维管网状结构体系。ER膜约占细胞总膜面积的一半，是真核细胞中最多的膜。除哺乳类成熟的红细胞之外，ER普遍存在
于各类真核细胞中。10μmFluorescencemicrographofaculturedmammaliancell
2?mTheendoplasmicreticulum,ER一、内质网的化学成分内质网膜：以蛋白质和脂类为主要成分脂类：30%
~40%，磷脂含量最多，胆固醇含量很少或没有蛋白质：60%~70%主要是与细胞内糖代谢、脂代谢、蛋白质加工转运、药物及其他有毒
物质解毒有关的酶。标志酶：葡萄糖-6-磷酸酶相互连通二、内质网的形态结构一层单位膜，厚5～6nm结构单位：小管小泡扁囊连续的膜性管
网系统内质网的基本类型糙面内质网roughendoplasmicreticulum，rER光面内质网smoothendopl
asmicreticulum，sER（一）糙面内质网（rER）形态结构特点多呈扁囊状，排列整齐紧密表面有核糖体附着胰腺外分泌细
胞中发达的rER分布在蛋白分泌功能旺盛的细胞中，rER高度发达如胰腺细胞、肝细胞、浆细胞等在未分化细胞中，rER相对少见如胚胎细胞
、干细胞低分化肿瘤细胞(二)滑面内质网（sER）形态结构特点膜表面光滑，无核糖体附着多由分支小管和小泡构成常可见与rER相连Sm
oothER人睾丸间质细胞中丰富的滑面内质网睾丸间质细胞中的内质网横纹肌细胞肌质网立体结构模式图分布：普遍分布于各类真核细胞中脂
类合成旺盛的细胞，有发达的sER如肝细胞、睾丸间质细胞、肾上腺皮质细胞等肌细胞中的内质网全部是sER（肌质网）（三）微粒体（
microsome）目前，对于ER的化学组成与生理功能的了解和认识，大多是通过对微粒体的生化、生理分析而获得的。概念：在细胞匀浆
过程中，破损了的ER碎片自动封闭所形成的小膜泡。类型：糙面微粒体：来自rER光面微粒体：来自sER、高尔基体等滑面微粒体粗面微粒
体三、粗面内质网的功能外输性蛋白质的合成、折叠、修饰及转运(一)蛋白质合成（主要合成外输性蛋白质）所有核糖体开始蛋白质合成时都处于
游离状态胞质驻留蛋白输送到线粒体、细胞核、过氧化物酶体的蛋白外输性蛋白质膜整合蛋白ER、高尔基体、溶酶体等细胞器的驻留蛋白信号肽与
信号假说信号假说（Signalhypothesis）1975,G.Blobel等提出TheNobelPrizeinP
hysiologyorMedicine1999GünterBlobelUSARockefellerUniversity
NewYork,NY,USA;HowardHughesMedicalInstituteb.1936(inWa
ltersdorf/Silesia,Germany)信号假说的内容：指导分泌蛋白多肽链在rER上进行合成的决定因素，是被合成
肽链N端的一段特殊氨基酸序列，即信号肽（也称信号序列）。信号肽(signalpeptide,signalsequence)
存在于分泌性蛋白肽链的氨基端氨基酸序列及长度（16～26）高度可变疏水性氨基酸序列信号肽在多肽链进入rER后多被切除，所以成熟的分
泌蛋白一般无信号肽。信号识别颗粒(SRP)信号肽SRP受体转运体(关闭)转运体(开放)信号肽酶切除的信号肽折叠的蛋白信号肽引导分泌
性蛋白移至rER合成的过程SRPSRP一个7SRNA和6个多肽亚单位构成的复合体内质网高尔基体膜整合蛋白也由结合在rER上的附着
核糖体合成单次跨膜蛋白插入ER膜的协同翻译插入机制（二）新生多肽链的折叠与装配分子伴侣：一类能够通过与多肽链的识别结合来协助它们进
行折叠、组装和转运的结合蛋白，本身不参与最终产物的形成。了解内质网中主要的分子伴侣蛋白二硫键异构酶（proteindisulfi
deisomerase，PDI）重链结合蛋白（heavy-chainbindingprotein，Bip）钙网素（calre
ticulin）葡萄糖调节蛋白94（glucoseregulatedprotein94，GRP94）分子伴侣的共同特点：分子
伴侣的功能：①能够帮助新生蛋白质进行正确的折叠、组装和转运。②能够识别部分折叠或折叠错误的蛋白质，使之不被转运，同时还可促使它们重
新折叠、装配和运输。只有正确折叠的蛋白质才能被转运到高尔基体进行进一步加工。钙联蛋白N-连接糖基化（90%）O-连接糖基化糖基化方
式（三）蛋白质糖基化（N-连接）由附着核糖体合成，并经由ER转运的蛋白质，多数都要被糖基化。糖基化：单糖或寡糖与蛋白质之间通过共价
键结合，形成糖蛋白的过程。寡糖链与蛋白质Asn侧链上的氨基相连发生于rER蛋白质的糖基化N-连接寡糖链与蛋白质Ser、Thr、Ty
r或羟赖（脯）氨酸侧链上的羟基相连发生于高尔基复合体O-连接苏氨酸天冬酰胺14N-连接糖基化的过程14个单糖10个单糖转运至高尔基
体ER中N-连接寡糖链的加工（四）蛋白质运输在rER合成并经加工、修饰后的各种外输性蛋白质，最终被包入内质网“出芽”所形成的膜性小
泡中，并被转运至高尔基复合体。四、光面内质网的功能与rER不同，sER功能复杂。不同类型细胞的sER形态相似，但化学组成和酶的种类
差异较大，因此其功能具有多样性。脂类合成与转运类固醇激素的合成解毒作用糖原的分解钙离子的储存与释放（一）脂质合成与转运除脂肪酸及线
粒体膜特有的两种磷脂外，细胞内制造的脂质（包括各种膜脂、脂肪、脂蛋白、甾类激素等），都是在ER膜上合成的。1.脂质的合成过程（了解
）合成部位——sER膜的胞质侧相关酶类——定位于sER膜上，为膜整合蛋白，活性部位均位于sER膜的胞质侧合成底物——来自细胞质基
质磷脂酰胆碱的合成过程ERMEMBRANE转位酶催化磷脂从ER胞质面翻转到ER的腔面2.脂质向其它膜结构的转运主要有两种方式①
以出芽小泡的方式转运ER→高尔基体、溶酶体、质膜②以磷脂交换蛋白作为载体ER→线粒体、过氧化物酶体自由扩散（二）细胞解毒的主要
场所肝脏是机体中外源性、内源性毒物及药物分解解毒的主要器官，其解毒作用主要由肝细胞中的滑面内质网来完成。解毒原理：肝细胞rER含有
丰富的氧化及电子传递酶系，能催化多种化合物的氧化或羟化。使毒物、药物的毒性被钝化或破坏羟化作用可增强毒物、药物的极性，使之更易于被
排泄可能会使某些物质的毒性增强，如苯并芘（三）钙离子的储存和释放sER具有储存Ca2+的功能Ca2+释放到细胞质基质，参与细胞
的信号转导过程。肌细胞中发达的的sER特化为肌质网，进行Ca2+的储存与释放，调节肌肉收缩与舒张。（四）糖原代谢参与肝糖原分解为葡
萄糖的过程部位：肝细胞sER膜的胞质侧ER小结：rER和sER的比较rERsER结构由一层单位膜构成多为扁平囊，排列整齐紧密
表面有核糖体附着，粗糙由一层单位膜构成多为泡状或分支管状，排列松散表面无核糖体附着，光滑功能外输性蛋白质的合成新生多肽链的折叠与装
配蛋白质糖基化（N-连接）蛋白质的胞内运输脂类合成与转运解毒作用Ca2+的储存与释放糖原代谢胃酸、胆汁的合成与分泌脂类：30%~40%，较细胞膜少蛋白质：60%~70%，较细胞膜多如脂肪、磷脂、胆固醇、甾类激素和糖脂等与细胞膜上的flippase（head-group-specific,将质膜外侧脂质单层中的磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸翻转至内侧单层，维持膜脂的不对称分布）不同，特异性不强 |
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