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围袋戈
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1 第六章囊泡运输 (vesicular transport/vesicle trafficking) 北京大学医学部基础医学院细胞生物学系时艳

2 第六章囊泡运输第一节囊泡运输概述第二节胞吞作用第三节胞内囊泡运输第四节胞吐作用第五节囊泡运输与疾病

3 第一节囊泡运输的概述一囊泡运输的概念类型及基本过程二囊泡的概念类型及生成过程

4 第一节一囊泡运输的概念类型及基本过程囊泡运输 (vesicular transport/vesicle trafficking): 是一种转运大分子或颗粒物质的运输方式大分子或颗粒物质不能直接穿过细胞膜, 需要借助膜包围形成的囊泡, 通过一系列囊泡的形成转运识别与融合来完成物质运输的过程 jonlieffmd.com

5 第一节一囊泡运输的概念类型及基本过程囊泡运输的类型 : 根据运输途径的不同, 可分为以下几种类型 : 胞吞作用胞内囊泡运输胞吐作用穿胞吞吐作用

6 ( 胞吞作用 ) ( 胞吐作用 )

7 胞内囊泡运输 zoology.ubc.ca

8 穿胞吞吐作用

9 第一节一囊泡运输的概念类型及基本过程囊泡运输的基本过程

10 第一节二囊泡的概念类型及生成过程囊泡 (vesicle) 球形小泡, 大小从几十纳米到数百纳米不等由细胞质膜细胞内膜外凸或内凹包围形成 ; 单层膜结构, 可介导大分子或颗粒物质在细胞中的膜性结构间进行跨膜物质转运

11 第一节二囊泡的概念类型及生成过程囊泡的类型 : 根据囊泡包被蛋白的种类不同, 分为 : 1. 网格蛋白包被囊泡 2. 包被蛋白复合物 Ⅱ (COPⅡ) 包被囊泡 3. 包被蛋白复合物 I (COPI) 包被囊泡网格蛋白包被囊泡 COPI 包被囊泡 COPII 包被囊泡

12 第一节 1. 网格蛋白包被囊泡由网格蛋白包裹形成 ; 主要负责胞吞胞吐及高尔基体向胞内其他膜性细胞器的物质运输 ; 囊泡表面覆盖一层纤维丝状蛋白质, 形同网格, 故名网格蛋白单体 : 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, 形成三联体结构的一条臂, 因此网格蛋白又被称为三条臂蛋白重链的末端形成球形的结构域, 是衔接蛋白结合的位点 Heavy chain Light chain 重链末端球形的结构域网格蛋白单体的电镜照片

13 第一节 1. 网格蛋白包被囊泡 A 网格蛋白结构域 B 网格蛋白单体 C 网格蛋白聚合空间结构

14 第一节 1. 网格蛋白包被囊泡 1. Individual clathrin molecules can be seen in the electron microscope as three-legged structures, called triskelions. Each triskelion contains three heavy chains and three light chains. 2. When a clathrin coat forms on a membrane, the globular domains that make up the tips of the Heavy chains bind to adaptins, which interact with cargo membrane proteins. 3. The assembly of a clathrin coat can occur spontaneously as numerous individual triskelions come Together, interact through their leg domains, and ultimately form a closed cage.

15 第一节 1. 网格蛋白包被囊泡受体介导的入胞作用高尔基体向其他膜性细胞器的囊泡转运

16 第一节 2. 包被蛋白复合物 Ⅱ(COPⅡ) 包被囊泡由包被蛋白复合物 Ⅱ 包裹形成的囊泡 ; 主要负责从内质网向高尔基体的物质运输 ; 由多种蛋白质组成, 其基本功能单位包括 Sar1 Sec23 Sec24 Sec13 和 Sec31 五个蛋白质其中 Sar1 是 GTP 酶 COP II COP I

17 第一节 3. 包被蛋白复合物 I (COP I) 包被囊泡由包被蛋白复合物 I 包裹形成的囊泡 ; 主要负责内质网逃逸蛋白或错误折叠蛋白由高尔基体到内质网的逆向运输, 同时也负责高尔基体膜囊之间的逆向运输 ; 由外被体蛋白和小 ARF1 组成的多亚基复合物,ARF1 类似于 Sar1 蛋白, 也是一种小分子 GTP 酶 COP II COP I

18 第一节二囊泡的概念类型及生成过程囊泡的生成过程 : 从质膜或细胞内膜性细胞器生成的过程称为芽生 (budding); 在芽生过程中, 要进行物质的分选膜变形以及囊泡成熟等过程以网格蛋白生成过程为例 : 分为以下几个阶段 1 网格蛋白包被的形成 ; 2 包被内陷和凹窝的形成, 凹窝的进一步缩窄, 最后与包膜之间形成一个狭细的颈口 ; 3 通过缢断蛋白的介导使囊泡从膜上剪切下来 ; 4 囊泡去包被过程

19 第一节二囊泡的概念类型及生成过程网格蛋白包被囊泡的生成过程

20 第一节二囊泡的概念类型及生成过程

21 第一节二囊泡的概念类型及生成过程衔接子 (Adaptin) 的类型和作用位于多面体篮和囊泡膜之间 ( 约为 20nm 的空间 ) 是四个亚基组成的复合体 ; 种类 : 包括 AP-1 AP-2 AP-3 AP-4 和 AP-5 等作用 : 具有识别特异的跨膜蛋白受体, 并将其连接到网格蛋白上的作用衔接蛋白一端与网格蛋白重链结合, 催化网格蛋白的聚合 ; 另一端又与被转运的货物分子衔接

22 第一节二囊泡的概念类型及生成过程衔接子的类型和作用四聚体蛋白复合物参与 TGN 出芽形成的网格蛋白囊泡参与受体介导的入胞作用形成的网格蛋白囊泡参与 TGN 出芽形成的网格蛋白囊泡 ( 酵母和小鼠 )

23 第二节胞吞作用 (endocytosis) 通过质膜的变形运动将细胞外物质转运入细胞内的过程胞吞作用是一个耗能的过程, 质膜包裹物质后成熟脱落形成胞吞囊泡, 由缢断蛋白等提供能量最终完成剪切并与质膜脱离胞吞作用是调节细胞物质运输和质膜更新的重要生理过程, 对于维持细胞与外界环境的协调具有重要作用

24 第二节胞吞作用胞吞作用类型 : 根据胞吞成熟过程中是否依赖小 GTP 酶缢断蛋白的剪切作用, 将其分类三类

25 网格蛋白介导的胞吞作用

膜窖蛋白介导的胞吞作用 ( 窖蛋白 ) 液体物质内化向细胞内运输 http://www.nature.

26 膜窖蛋白介导的胞吞作用 ( 窖蛋白 ) 液体物质内化向细胞内运输

27 吞噬作用巨型胞饮作用

28 第三节胞内囊泡运输一内质网向高尔基体的囊泡运输二高尔基体向内质网的方向囊泡运输三高尔基体向胞内膜性细胞器的囊泡运输四胞内其他膜性细胞器之间的囊泡运输

第三节一内质网向高尔基体的囊泡运输由 COPⅡ 包被囊泡介导 : 将待转运物质从内质网运输至高尔基体, 并受到 SNARE 等一系列蛋白质的精确调控 SNARE 是一种小分子膜蛋白, 在囊泡识别和结合过程中具有重要作用 SNARE 蛋白根据其位置分布, 可分为 t- SNARE (target SNARE) 和

29 第三节一内质网向高尔基体的囊泡运输由 COPⅡ 包被囊泡介导 : 将待转运物质从内质网运输至高尔基体, 并受到 SNARE 等一系列蛋白质的精确调控 SNARE 是一种小分子膜蛋白, 在囊泡识别和结合过程中具有重要作用 SNARE 蛋白根据其位置分布, 可分为 t- SNARE (target SNARE) 和 v-snare (vesicle SNARE) 位于靶膜上的称为 t-snare, 如 syntaxin 和 SNAP25 等位于运输囊泡上的称为 v-snare, 如 VAMPs 和 synaptobrevin 等 KDEL 受体 (KKXX) COP II 内质网的驻留蛋白 COP I medial-golgi cis-golgi

30 不同 SNARE 蛋白介导运输囊泡运输到细胞不同的部位

31 SNARE 介导的囊泡转运过程

32 第三节二高尔基体向内质网的反向囊泡运输由 COPI 包被囊泡介导 : 主要负责逆向运输逃逸蛋白从高尔基体返回至内质网内 ; 高尔基体膜囊之间的逆向运输

33 第三节三高尔基体向胞内膜性细胞器的囊泡运输从高尔基体到内体内体 : 进一步筛选和装载细胞膜蛋白的中转细胞器从高尔基体到溶酶体 early endosome

35 第三节四胞内其他膜性细胞器之间的囊泡运输从线粒体到过氧化物酶体和溶酶体内体与其他膜性结构之间的囊泡运输囊泡运输在细胞胞质分裂中的作用

36 第四节胞吐作用 (Exocytosis) 胞吐作用 : 在高尔基体反面膜囊, 目的地不同的货物蛋白被识别分离和集中到不同的膜微区, 然后被装载进不同的囊泡内, 运输至细胞膜或细胞外的过程从高尔基体到细胞膜分泌泡的囊泡运输途径胞外体的囊泡运输途径

37 第四节胞吐作用

胞外体囊胚运输分泌泡囊泡运输多泡体 secretory vesicle http://www.nature.

38 胞外体囊胚运输分泌泡囊泡运输多泡体 secretory vesicle 胞外体 (exosome): 是由多泡体与质膜融合并将其内含小泡释放到细胞外的一种的膜性囊泡, 直径约 nm

第五节、囊泡与囊泡转运（ vesicle and vesicular transport）

第五节、囊泡与囊泡转运（ vesicle and vesicular transport） 2015 年春夏学期细胞的物质运输 Substance transportation 柳华副教授干细胞和组织工程中心 liuhua@zju.edu.cn http://mypage.zju.edu.cn/liuh 2013 NOBEL PRIZE IN PHYSIOLOGY OR MEDICINE 因在细胞囊泡转运机制的新发现而获奖诺贝尔奖委员会的评价 : 对我们理解细胞内部和外部发生运送物质