學(xué)習(xí)部大禮包-細(xì)胞生物學(xué)-1.14級(jí)臨床課件第4次

主要內(nèi)容第一節(jié)

囊泡

概述第二節(jié)胞吞作用第三節(jié)胞內(nèi)囊泡第四節(jié)胞吐作用第五節(jié)

囊泡

與疾病一、囊泡的概念、類型及基本過程(vesicular

transport/vesicle

trafficking)：囊泡是一種轉(zhuǎn)運(yùn)大分子或顆粒物質(zhì)的

方式。大分子或顆粒物質(zhì)不能直接穿過細(xì)胞膜，需要借助膜包圍形成的囊泡，通過一系列囊泡的形成、轉(zhuǎn)運(yùn)、識(shí)別與融合來完成物質(zhì) 的過程。囊泡

的類型：根據(jù)為以下幾種類型：胞吞作用胞吐作用胞內(nèi)囊泡穿胞吞吐作用途徑的不同，可分第一節(jié)囊泡

概述一、囊泡–囊泡的概念、類型及基本過程的基本過程第一節(jié)囊泡

概述第一節(jié)囊泡

概述二、囊泡的概念、類型及生成過程囊泡(vesicle)球形小泡，大小從幾十納米到數(shù)百納米不等。由細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞內(nèi)膜外凸或內(nèi)凹包圍形成；單層膜結(jié)構(gòu)，可介導(dǎo)大分子或顆粒物質(zhì)在細(xì)胞中的膜性結(jié)構(gòu)間進(jìn)行跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)。第一節(jié)囊泡

概述二、囊泡的概念、類型及生成過程囊泡的包被蛋白種類不囊泡的類型：根據(jù)同，分為：1.網(wǎng)格蛋白包被囊泡2.包被蛋白復(fù)合物Ⅱ(COPⅡ)包被囊泡3.包被蛋白復(fù)合物I(COPI)包被囊泡1.

網(wǎng)格蛋白包被囊泡由網(wǎng)格蛋白吞、胞吐及形成，主要負(fù)責(zé)胞體向胞內(nèi)其他膜性細(xì)胞器的物質(zhì)

。囊泡表面覆蓋一層纖維絲狀蛋白質(zhì)，形同網(wǎng)格，故名。網(wǎng)格蛋白單體：由3條重鏈和3條輕鏈組成，每一條重鏈與一條輕鏈組合在一起，形成三聯(lián)體結(jié)構(gòu)的一條臂，因此網(wǎng)格蛋白又被稱為三條臂蛋白。重鏈的末端形成球形的結(jié)構(gòu)域，是銜接蛋白結(jié)合的位點(diǎn)。Heavy

chainLight

chain重鏈末端球形的結(jié)構(gòu)域網(wǎng)格蛋白單體的電鏡1.

網(wǎng)格蛋白包被囊泡溶酶體的形成受體介導(dǎo)的入泡作用A

網(wǎng)格蛋白結(jié)構(gòu)域B

網(wǎng)格蛋白單體

C網(wǎng)格蛋白聚合空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)格蛋白結(jié)構(gòu)及模式圖Individual

clathrin

molecules

can

be

seen

in

the

electron

microscope

asthree-legged

structures,

called

triskelions.

Each

triskelion

contains

threeheavy

chains

and

three

light

chains.When

a

clathrin

coat

forms

on

a

membrane,

the

globular s

that

makeup

the

tips

of

the

Heavy

chains

bind

to

adaptins,

which

interact

with

cargomembrane

proteins.The

assembly

ofa

clathrincoat

can

occur

spontaneously

asnumerousindividual

triskelions

come

Together,

interact

through

their

leg

s,and

ultima

y

form

a

closed

cage.2.包被蛋白復(fù)合物Ⅱ(COPⅡ)包被囊泡由包被蛋白復(fù)合物Ⅱ 形成的囊泡，主要負(fù)責(zé)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向 體的物質(zhì)

。由多種蛋白質(zhì)組成，其基本功能單位包括Sar1、Sec23、Sec24、Sec13和Sec31

五個(gè)蛋白質(zhì)。其中Sar1是GTP酶3.包被蛋白復(fù)合物I

(COP

I)包被囊泡由包被蛋白復(fù)合物I

形成的囊泡，主要負(fù)責(zé)介導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白或錯(cuò)誤折疊蛋白從高爾基體向ER的逆向，同時(shí)也負(fù)責(zé)體膜囊之間的逆向。由外被體蛋白(coatomer)

和小GTP

酶 核

糖

基

化

因

子

1(

-ribosylation

factor1

，ARF1)

組成的多亞基復(fù)合物。ARF1類似于Sar1蛋白，也是一種小分子GTP酶。第一節(jié)囊泡

概述二、囊泡的概念、類型及生成過程囊泡的生成過程：從細(xì)胞質(zhì)膜或細(xì)胞內(nèi)膜性細(xì)胞器生成的過程稱為芽生(budding)。在芽生過程中，涉及物質(zhì)的分選、膜變形以及囊泡成熟等過程。不同類型的囊泡，芽生過程中的蛋白質(zhì)也不同。網(wǎng)格蛋白包被囊泡的生成過程分為以下幾個(gè)階段：網(wǎng)格蛋白包被的形成網(wǎng)格蛋白包被內(nèi)陷和凹窩的形成。凹窩的進(jìn)一步縮窄，最后與包膜之間形成一個(gè)狹細(xì)的頸口通過縊斷蛋白的介導(dǎo)使囊泡從包膜分離囊泡去包被網(wǎng)格蛋白包被囊泡的生成過程——以膜表面受體為例配體與受體結(jié)合后，受體構(gòu)象改變曝露與銜接子(adaptorprotein,AP)結(jié)合的位點(diǎn)。銜接子與受體結(jié)合后，質(zhì)膜發(fā)生內(nèi)陷，進(jìn)一步招募網(wǎng)格蛋白

于質(zhì)膜。網(wǎng)格蛋白與銜接子結(jié)合后，誘導(dǎo)質(zhì)膜進(jìn)一步內(nèi)凹變形，并在小GTP酶縊斷蛋白(dynamin)的參與下完成剪切，成為成網(wǎng)格蛋白包被囊泡。網(wǎng)格蛋白包被囊泡的生成過程銜接子：–

四聚體蛋白復(fù)合物，包括AP-1、AP-2、AP-3、AP-4和AP-5等胞吞作用是一個(gè)耗能的過程，質(zhì)膜物質(zhì)后成熟、脫落形成胞吞囊泡，由縊斷蛋白等提供能量最終完成剪切并與質(zhì)膜脫離。胞吞作用是調(diào)節(jié)細(xì)胞物質(zhì)和質(zhì)膜更新的重要生理過程，對(duì)于維持細(xì)胞與外界環(huán)境的協(xié)調(diào)具有重要作用。第二節(jié)胞吞作用第二節(jié)胞吞作用胞吞作用類型：根據(jù)胞吞成熟過程中是否依賴小GTP酶縊斷蛋白的剪切作用，將其分類三類第三節(jié)胞內(nèi)囊泡一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向

體的囊泡主要由COPⅡ包被囊泡介導(dǎo)，將待轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

至體，并受到SNARE等一系列蛋白質(zhì)的精確調(diào)控。SNARE是一種小分子膜蛋白，在囊泡識(shí)別和結(jié)合過程中具有重要作用。經(jīng)典的SNARE蛋白根據(jù)其位置分布，可分為t-SNARE

( SNARE)

和

v-SNARE(vesicle

SNARE)。–

位于靶膜上的稱為

t-SNARE

，

如syntaxin和SNAP25等。–

位于

囊泡上的稱為v-SNARE，如VAMPs和synaptobrevin等。COP

IICOP

Imedial-Golgicis-GolgiKDEL

受體(KKXX)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的駐留蛋白SNARE介導(dǎo)的囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)過程第三節(jié)胞內(nèi)囊泡二、體向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的反向囊泡是由COPI包被囊泡介導(dǎo)的。主要負(fù)責(zé)逆向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白返回至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)；體膜囊之間的逆向

。第三節(jié)胞內(nèi)囊泡三、–從體向胞內(nèi)膜性細(xì)胞器的囊泡體到內(nèi)體內(nèi)體：進(jìn)一步篩選和裝載細(xì)胞膜蛋白的中轉(zhuǎn)細(xì)胞器從

體到溶酶體四、胞內(nèi)其他膜性細(xì)胞器之間的囊泡從線粒體到過氧化物酶體和溶酶體內(nèi)體與其他膜性結(jié)構(gòu)之間的囊泡囊泡

在細(xì)胞胞質(zhì)

中的作用第四節(jié)胞吐作用