第四章内膜系统和囊泡运输与疾病细胞的内膜系统（cellendomembrane）system）是指位于细胞质内：在结构、功能乃至发生上有一定联系的膜性结构或细胞结构的总称。主要包括内质网、高尔基体、溶酶体、过氧化物酶体、各种转运小泡以及核膜。内膜系统的各细胞器在细胞质中的分布有较为固定的毗邻关系，内质网靠近细胞核，高尔基体则位于内质网与细胞膜之间。内膜系统各个部分之间的物质运输常通过膜泡运输方式进行（图4-1。细胞核光面内质网粗面内质网核糖体高尔基体中心体线粒体溶酶体一细胞膜图4-1细胞内膜系统在细胞内的分布第一节内质网的结构和功能与疾病由K.R.Porter等人于1945年通过电镜观察培养的小鼠成纤维细胞时，发现细胞质内部有一些分布在核周围的相互吻合的网状结构，故将其命名为内质网（endoplasmicreticulum，ER）。原核细胞和真核细胞的成熟红细胞不含内质网。一、内质网的形态结构和类型（一）内质网的形态结构及化学组成内质网是由一层单位膜构成的内质网膜和内质网腔组成。内质网膜围成内质网腔，形成大小不同的小管、小泡和扁囊状结构，它们相互连接形成一个连续的网状膜系统。52医学细胞-正文.indd522018-5-1817:31:13
www.hep.com.cn 52 第四章 内膜系统和囊泡运输与 疾病 细胞的内膜系统（cell endomembrane system）是指位于细胞质内，在结构、功能乃 至发生上有一定联系的膜性结构或细胞结构的总称。主要包括内质网、高尔基体、溶酶 体、过氧化物酶体、各种转运小泡以及核膜。内膜系统的各细胞器在细胞质中的分布有 较为固定的毗邻关系，内质网靠近细胞核，高尔基体则位于内质网与细胞膜之间。内膜 系统各个部分之间的物质运输常通过膜泡运输方式进行（图 4-1）。 图 4-1 细胞内膜系统在细胞内的分布 第一节 内质网的结构和功能与疾病 由 K.R. Porter 等人于 1945 年通过电镜观察培养的小鼠成纤维细胞时，发现细胞质 内部有一些分布在核周围的相互吻合的网状结构，故将其命名为内质网（endoplasmic reticulum，ER）。原核细胞和真核细胞的成熟红细胞不含内质网。 一、内质网的形态结构和类型 （一）内质网的形态结构及化学组成 内质网是由一层单位膜构成的内质网膜和内质网腔组成。内质网膜围成内质网腔， 形成大小不同的小管、小泡和扁囊状结构，它们相互连接形成一个连续的网状膜系统。 医学细胞-正文.indd 52 2018-5-18 17:31:13
第一节内质网的结构和功能与疾病内质网腔相互联通，在靠近细胞核的部位，内质网与外核膜联通，靠近细胞膜的部位，可以延伸到细胞边缘（图4-2）内质网可占细胞全部膜相结构化学组成的50%左右，占细胞总体积的10%以上，占细胞质量的15%~20%。内质网的化学组成与细胞膜基粗面内质网本一致，以脂质和蛋白质为主要成分，蛋白质含量比细胞膜的多，脂质含量比细胞膜的少。脂质光面内质网占30%~40%，包括磷脂、中性脂、缩醛脂和神经节苷脂等。不同磷脂的含量分别为：磷脂酰胆图4-2内质网电镜图碱55%，磷脂酰乙醇胺20%~25%，磷脂酰肌醇5%~10%，磷脂酰丝氨酸5%~10%，可见磷脂酰胆碱丰富，而鞘磷脂较少。蛋白质和酶类占60%~70%，种类复杂多样，酶类至少有30种，含有以葡萄糖-6-磷酸酶为主要标志酶的诸多酶系，例如：①与解毒有关的氧化反应电子传递酶系，主要有细胞色素bs、NADH-细胞色素bs还原酶、NADH-细胞色素c还原酶、细胞色素P45O、NADH-细胞色素P450还原酶等；②与脂质代谢有关的酶类，主要有脂肪酸CoA连接酶、磷脂醛磷酸酶、胆固醇羟基化酶、磷脂转位酶等；③与糖类代谢有关的酶类，主要有葡萄糖-6-磷酸酶、葡糖醛酸转移酶和GDP-甘露糖转移酶等（表4-1）。表4-1内质网膜上主要酶类及其分布酶分布细胞色素P450细胞质溶胶面和腔面均存在细胞色素bs、NADH-细胞色素e还原酶、5'-核苷酸酶仅存在于细胞质溶胶面核苷焦磷酸酶、ATP酶、GDP-甘露糖基转移酶仅存在于细胞质溶胶面葡萄糖-6-磷酸酶*、核苷二磷酸酶、β-葡糖醛酸酶、乙酰苯胺-水仅存在于腔面解脂酶*为内质网的标志酶（二）内质网的基本类型内质网的基本类型根据内质网膜外表面是否有核糖体附着，将内质网分为粗面内质网（roughendoplasmicreticulum，RER）和光面内质网（smoothendoplasmicreticulum，SER）两种类型。1.粗面内质网粗面内质网膜的外表面附有许多核糖体的小颗粒，表面粗糙，多为较大的排列整齐的扁囊，少数为小管和小泡（图4-2）。粗面内质网的数量与细胞类型、功能状态及其分化程度密切相关。在蛋白质合成旺盛的细胞中，粗面内质网特别发达，如合成消化酶的胰腺细胞和合成抗体的浆细胞；分泌旺盛期的细胞中，粗面内质网数量增加，静止期则相对较少：分化较为完善的细胞中，粗面内质网比较发达，在未成熟或者未分化的细胞中则较少，如胚胎细胞和肿瘤细胞。在肿瘤细胞中，粗面内质网的数量与肿瘤细胞的生长率以及恶性程度存在负相关53医学细胞-正文.indd532018-5-1817:31:13
www.hep.com.cn 53 第一节 内质网的结构和功能与疾病 内质网腔相互联通，在靠近细胞核的部位，内质网 与外核膜联通，靠近细胞膜的部位，可以延伸到细 胞边缘（图 4-2）。 内质网可占细胞全部膜相结构化学组成的 50% 左右，占细胞总体积的 10% 以上，占细胞质 量的 15%～20%。内质网的化学组成与细胞膜基 本一致，以脂质和蛋白质为主要成分，蛋白质含 量比细胞膜的多，脂质含量比细胞膜的少。脂质 占 30%～40%，包括磷脂、中性脂、缩醛脂和神 经节苷脂等。不同磷脂的含量分别为：磷脂酰胆 碱 55%， 磷 脂 酰 乙 醇 胺 20%～25%， 磷 脂 酰 肌 醇 5%～10%，磷脂酰丝氨酸 5%～10%，可见磷脂酰胆碱丰富，而鞘磷脂较少。蛋白质和 酶类占 60%～70%，种类复杂多样，酶类至少有 30 种，含有以葡萄糖 -6- 磷酸酶为主 要标志酶的诸多酶系，例如：①与解毒有关的氧化反应电子传递酶系，主要有细胞色素 b5、NADH- 细胞色素 b5 还原酶、NADH- 细胞色素 c 还原酶、细胞色素 P450、NADH- 细胞色素 P450 还原酶等；②与脂质代谢有关的酶类，主要有脂肪酸 CoA 连接酶、磷脂 醛磷酸酶、胆固醇羟基化酶、磷脂转位酶等；③与糖类代谢有关的酶类，主要有葡萄 糖 -6- 磷酸酶、葡糖醛酸转移酶和 GDP- 甘露糖转移酶等（表 4-1）。 表 4-1 内质网膜上主要酶类及其分布 酶 分布 细胞色素 P450 细胞质溶胶面和腔面均存在 细胞色素 b5、NADH- 细胞色素 c 还原酶、5′- 核苷酸酶 仅存在于细胞质溶胶面 核苷焦磷酸酶、ATP 酶、GDP- 甘露糖基转移酶 仅存在于细胞质溶胶面 葡萄糖 -6- 磷酸酶 *、核苷二磷酸酶、β- 葡糖醛酸酶、乙酰苯胺 - 水 解脂酶 仅存在于腔面 * 为内质网的标志酶 （二）内质网的基本类型 根 据 内 质 网 膜 外 表 面 是 否 有 核 糖 体 附 着， 将 内 质 网 分 为 粗 面 内 质 网（rough endoplasmic reticulum，RER）和光面内质网（smooth endoplasmic reticulum，SER）两种 类型。 1. 粗面内质网 粗面内质网膜的外表面附有许多核糖体的小颗粒，表面粗糙，多为 较大的排列整齐的扁囊，少数为小管和小泡（图 4-2）。 粗面内质网的数量与细胞类型、功能状态及其分化程度密切相关。在蛋白质合成旺 盛的细胞中，粗面内质网特别发达，如合成消化酶的胰腺细胞和合成抗体的浆细胞；分 泌旺盛期的细胞中，粗面内质网数量增加，静止期则相对较少；分化较为完善的细胞 中，粗面内质网比较发达，在未成熟或者未分化的细胞中则较少，如胚胎细胞和肿瘤细 胞。在肿瘤细胞中，粗面内质网的数量与肿瘤细胞的生长率以及恶性程度存在负相关 内质网的基本类型 图 4-2 内质网电镜图 医学细胞-正文.indd 53 2018-5-18 17:31:13
第四章内膜系统和囊泡运输与疾病性，因此，粗面内质网发达的程度，可以作为判断细胞分化程度和功能状态的一种形态学指标。2.光面内质网光面内质网膜的外表面无核糖体附着，表面光滑，形态多为分枝小管或小泡，多分布在一些特化的细胞中，常与粗面内质网相通（图4-3）。光面内质网的形态结构、数量分布及发达程度，在不同细胞或同一细胞的不同发育阶段差别较大，如睾丸间质细胞、卵巢黄体细胞、肝细胞及横纹肌细胞中含有大量的光面内质网。内质网腔细胞核核膜核糖体内质网膜粗面内质网光面内质网图4-3粗面内质网与光面内质网结构模式图两类内质网同时存在于大部分细胞中，所占比例不同。但在胰腺外分泌细胞中全部为粗面内质网，而骨肌细胞中分布着大量的肌质网，这是特化的光面内质网。二、内质网的功能内质网使细胞质区域化，是蛋白质、脂质和糖类的重要合成基地，其参与物质的运输、物质交换和解毒作用，对细胞起机械支持作用。粗面内质网主要负责蛋白质的合成、加工修饰及转运，光面内质网主要参与脂质合成、糖类代谢及细胞解毒等。（一）粗面内质网的功能1.作为核糖体附着的支架粗面内质网分泌蛋白或输出蛋白，承担附着核糖体的支架作用，粗面内质网腔内蛋白质是由附着核糖体合成的，主要有4类蛋白质：①分泌性蛋白或输出性蛋白，如激素、抗体、酶类、细胞因子以及细胞外基质等。②膜整合蛋白，如膜受体载体蛋白和膜抗原等。③溶酶体蛋白。④可溶性驻留蛋白，主要是指相对分子质量相对较小，可以溶解于水，存在于内质网、高尔基复合体、溶酶体及过氧化物酶体等膜性细胞器中的蛋白质。2.参与蛋白质的合成、加工修饰及转运在蛋白质生物合成中信号肽起什么作用？（1）蛋白质的合成：所有蛋白质多肽链的合成，均起始于细胞质中游离的核糖体上。那么，这些游离于细胞质中的核糖体是如何附着到内质网上面的呢？新生的分泌型蛋白质多肽链又是如何被转移到内质网中的？新生的多肽链需要由信号肽介导，与核糖体一起转运至内质网膜上，并在内质网膜上继续翻译。1975年，G.Bloble和D.Sabatini提出信号肽假说（signalhypothesis），很好地解释了新合成的蛋白质肽链是如何穿越内质网膜注入内质网腔的，并获得了1999年诺贝尔生理学或医学奖。该假说认为，新生肽链具有一段独特的序列，引导新合成的肽链从细54医学细胞-正文.indd542018-5-18 17:31:1
www.hep.com.cn 54 第四章 内膜系统和囊泡运输与疾病 性，因此，粗面内质网发达的程度，可以作为判断细胞分化程度和功能状态的一种形态 学指标。 2. 光面内质网 光面内质网膜的外表面无核糖体附着，表面光滑，形态多为分枝小 管或小泡，多分布在一些特化的细胞中，常与粗面内质网相通（图 4-3）。光面内质网的 形态结构、数量分布及发达程度，在不同细胞或同一细胞的不同发育阶段差别较大，如 睾丸间质细胞、卵巢黄体细胞、肝细胞及横纹肌细胞中含有大量的光面内质网。 图 4-3 粗面内质网与光面内质网结构模式图 两类内质网同时存在于大部分细胞中，所占比例不同。但在胰腺外分泌细胞中全部 为粗面内质网，而骨胳肌细胞中分布着大量的肌质网，这是特化的光面内质网。 二、内质网的功能 内质网使细胞质区域化，是蛋白质、脂质和糖类的重要合成基地，其参与物质的运 输、物质交换和解毒作用，对细胞起机械支持作用。粗面内质网主要负责蛋白质的合 成、加工修饰及转运，光面内质网主要参与脂质合成、糖类代谢及细胞解毒等。 （一）粗面内质网的功能 1. 作为核糖体附着的支架 粗面内质网分泌蛋白或输出蛋白，承担附着核糖体的 支架作用，粗面内质网腔内蛋白质是由附着核糖体合成的，主要有 4 类蛋白质：①分泌 性蛋白或输出性蛋白，如激素、抗体、酶类、细胞因子以及细胞外基质等。②膜整合蛋 白，如膜受体、载体蛋白和膜抗原等。③溶酶体蛋白。④可溶性驻留蛋白，主要是指相 对分子质量相对较小，可以溶解于水，存在于内质网、高尔基复合体、溶酶体及过氧化 物酶体等膜性细胞器中的蛋白质。 2. 参与蛋白质的合成、加工修饰及转运 （1）蛋白质的合成：所有蛋白质多肽链的合成，均起始于细胞质中游离的核糖体 上。那么，这些游离于细胞质中的核糖体是如何附着到内质网上面的呢？新生的分泌型 蛋白质多肽链又是如何被转移到内质网中的？新生的多肽链需要由信号肽介导，与核糖 体一起转运至内质网膜上，并在内质网膜上继续翻译。 1975 年，G.Bloble 和 D.Sabatini 提出信号肽假说（signal hypothesis），很好地解释了 新合成的蛋白质肽链是如何穿越内质网膜注入内质网腔的，并获得了 1999 年诺贝尔生 理学或医学奖。该假说认为，新生肽链具有一段独特的序列，引导新合成的肽链从细 在蛋白质生物合成中信号肽起什么作用？ 医学细胞-正文.indd 54 2018-5-18 17:31:14
第一节内质网的结构和功能与疾病胞质附着于内质网膜上，跨脂双分子层进入内质网腔或直接整合在内质网膜中。这段序列位于新合成肽链的N端，是由15~30个氨基酸组成的序列，称为信号肽（signalpeptide），信号肽具有决定蛋白质在胞内的去向或定位的作用。该信号肽一经合成可被细胞质中的信号肽识别颗粒（signalrecognitionparticle，SRP）识别并结合，通过信号肽的疏水性引导新生肽跨脂双分子层进人内质网腔或直接整合在内质网膜中。核糖体与内质网的结合以及肽链穿越内质网过程的基本步骤如下：第一步，信号肽的识别：内质网膜上存在信号肽识别颗粒受体（SRP-receptor，SRP-R）和移位子，细胞质中存在信号肽识别颗粒（图4-4）。SRP由6个多肽亚单位和1个RNA组成，具有翻译暂停区域、信号肽识别区域、受体结合位点，既能识别露出核糖体外的信号肽，又能识别粗面内质网上的SRP受体。新生肽链的信号肽一旦被翻译，即被SRP识别并结合，导致翻译暂时停止，肽链的SRPRNA信号肽结合位点延长受到阻遏。SRP的另一端与核糖体A位结合，形成SRP-核糖体复合体，引导向内质网移动，与内质网膜上的SRP-R识别并结合，形成一个SRP-信号肽-核糖体-mRNA复合体锚定在内质网膜通道蛋白移位子上，附着核糖体形成。当SRP-信号肽－核糖体-mRNA复合体结合在内质网膜上，随即SRP被核糖体A位结合位点解离，返回细胞基质中重复上述过程。此时，暂时被SRP受体结合位点阻遏的肽链延伸又继续合成（图4-5）。同时内质网图4-4信号肽识别颗粒模式图膜上蛋白质转运通道打开，核糖体与通道结合，信号肽插入通道。SRPRmRNASRP与信号肽SRP-核糖体复合体结合使翻译暂与SRP-R结合tRNA停，SRP与A位结合SRP释放再循环信号肽1肽链继续翻译并穿细胞质过内质网膜内质网腔SRP-R通道蛋白移位子核糖体结合蛋白图4-5信号识别颗粒作用过程55医学细胞-正文.indd5520185-1817:31:15
www.hep.com.cn 55 第一节 内质网的结构和功能与疾病 胞质附着于内质网膜上，跨脂双分子层进入内质网腔或直接整合在内质网膜中。这段 序列位于新合成肽链的 N 端，是由 15～30 个氨基酸组成的序列，称为信号肽（signal peptide），信号肽具有决定蛋白质在胞内的去向或定位的作用。该信号肽一经合成可被 细胞质中的信号肽识别颗粒（signal recognition particle，SRP）识别并结合，通过信号肽 的疏水性引导新生肽跨脂双分子层进入内质网腔或直接整合在内质网膜中。核糖体与内 质网的结合以及肽链穿越内质网过程的基本步骤如下： 第一步，信号肽的识别：内质网膜上存在信号肽识别颗粒受体（SRP-receptor， SRP-R）和移位子，细胞质中存在信号肽识别颗粒（图 4-4）。SRP 由 6 个多肽亚单位和 1 个 RNA 组成，具有翻译暂停区域、信号肽识别区域、受体结合位点，既能识别露出核 糖体外的信号肽，又能识别粗面内质网上的 SRP 受体。新生肽链的信号肽一旦被翻译， 即被 SRP 识别并结合，导致翻译暂时停止，肽链的 延长受到阻遏。SRP 的另一端与核糖体 A 位结合， 形成 SRP- 核糖体复合体，引导向内质网移动，与内 质网膜上的 SRP-R 识别并结合，形成一个 SRP- 信 号肽 - 核糖体 -mRNA 复合体锚定在内质网膜通道蛋 白移位子上，附着核糖体形成。当 SRP- 信号肽 - 核 糖体 -mRNA 复合体结合在内质网膜上，随即 SRP 被 解离，返回细胞基质中重复上述过程。此时，暂时被 阻遏的肽链延伸又继续合成（图 4-5）。同时内质网 膜上蛋白质转运通道打开，核糖体与通道结合，信号 肽插入通道。 图 4-5 信号识别颗粒作用过程 图 4-4 信号肽识别颗粒模式图 医学细胞-正文.indd 55 2018-5-18 17:31:15
第四章内膜系统和囊泡运输与疾病SRP-R：也被称为锚泊蛋白（dockingprotein），该蛋白能够通过与SRP的识别而使得核糖体结合附着于内质网上，是内质网的一种膜整合蛋白。移位子：也称为转位器（translocationapparatus），是内质网膜上的一种亲水通道，是一种动态结构，以两种可以转化的构象形式存在，即当它和信号肽结合时，处于一种开放的活性状态；在蛋白质多肽链被完全转移之后，则转变为无活性的关闭状态。第二步，肽链进人内质网腔：在信号肽的引导下，合成中的肽链通过核糖体大亚基的中央管和移位子蛋白共同形成的通道，穿过内质网膜进入内质网腔。随之，信号肽序列被内质网膜腔面上的信号肽酶切除，新生肽链继续延伸，直至完成而终止。随后，完成肽链合成的核糖体大、小亚基解聚，与内质网分离。脱离内质网的核糖体回到细胞质，进行核糖体的再循环。2（2）蛋白质的折叠与装配：多肽链合成后，需要按照特定的方式折叠形成高级三维空间结构，内质网为新生多肽链的正确折叠和装配提供了有利的环境。蛋白质多肽链的折叠过程受分子伴侣（molecularchaperone）的调节，分子伴侣是一类在细胞内帮助其他蛋白质多肽链进行正确折叠、组装、转运的蛋白质。其属于热激蛋白家族，能够识别并滞留折叠组装错误的蛋白质不被运输，抑制未成熟蛋白质的折叠使其降解，分子伴侣不参与最终产物的形成，如内质网标志性分子伴侣葡萄糖调节蛋白94。内质网腔中的氧化型谷胱甘肽（GSSG）和内质网膜腔面上的蛋白二硫键异构酶（PDI），为二硫键的形成及多肽链快速折叠提供了保证，这个过程需要分子伴侣的帮助。分子伴侣对新生蛋白质的折叠，通常始于多肽链的某些区域。分子伴侣蛋白质的共同特点是在羧基端有一个Lys-Asp-Glu-Leu四氨基酸滞留信号肽，它们能够和内质网膜上的相应受体结合而驻留于网腔不被转运，因此也称为驻留蛋白（retentionprotein）。（3）蛋白质的糖基化：糖基化（glycosylation）是指多肽链中特殊的氨基酸残基侧链上，以共价键连接上单糖和低聚糖形成糖蛋白的过程。由附着核糖体合成并经内质网转运的蛋白质，大多数都要被糖基化。蛋白质与糖的连接方式有两种：①N-连接糖蛋白：是指糖链被连接在多肽链中天冬酰胺（Asn）残基的-NH,端，这种糖基化发生在粗面内质网腔内；②O-连接糖蛋白：是指单糖链被连接在多肽链中的丝氨酸（Ser）或苏氨酸（Thr）残基侧链的-OH端上，这种糖基化发生在高尔基体腔内。核糖体合成的各种蛋白质肽链进入粗面内质网腔内后，大部分需要进行糖基化，形成N-连接糖蛋白，而游离核糖体上合成的蛋白质在细胞质中不进行糖基化。N-连接糖蛋白的糖基化主要有两类：第一类是高甘露糖，主要由N-乙酰葡萄糖胺（2分子）、葡萄糖（3分子）和多个甘露糖（>9分子）组成：第二类是复合寡糖，主要由N-乙酰葡萄糖胺、半乳糖、唾液酸以及岩藻糖组成。随着粗面内质网上的蛋白质的合成，粗面内质网腔内的糖基化也在启动。各种寡聚糖基在特异的糖基转移酶作用之下，逐个连接在寡聚糖链的载体上，即长醇分子上，进而形成一个含有14个糖基的长帖醇焦磷酸募聚糖基。当新合成的多肽链中暴露天冬酰胺（Asn）残基，便在寡聚糖蛋白转移酶（oligosaccharideproteintransferase）的催化下，寡聚糖链与蛋白质多肽链的Asn残基聚合。但并非蛋白质分子上所有的Asn残基都可以连接寡糖链，只有特定的氨基酸序列（糖基化序列子）Asn-x-Ser/Thr（x为脯氨酸外的任意氨基酸残基）可连接寡糖链，这种能够保证寡糖链与氨基酸连接的序列子被称为糖基化位点（图4-6）。56医学细胞--正文.indd502018-5-1817:31:
www.hep.com.cn 56 第四章 内膜系统和囊泡运输与疾病 SRP-R：也被称为锚泊蛋白（docking protein），该蛋白能够通过与 SRP 的识别而使 得核糖体结合附着于内质网上，是内质网的一种膜整合蛋白。 移位子：也称为转位器（translocation apparatus），是内质网膜上的一种亲水通道， 是一种动态结构，以两种可以转化的构象形式存在，即当它和信号肽结合时，处于一种 开放的活性状态；在蛋白质多肽链被完全转移之后，则转变为无活性的关闭状态。 第二步，肽链进入内质网腔：在信号肽的引导下，合成中的肽链通过核糖体大亚基 的中央管和移位子蛋白共同形成的通道，穿过内质网膜进入内质网腔。随之，信号肽序 列被内质网膜腔面上的信号肽酶切除，新生肽链继续延伸，直至完成而终止。随后，完 成肽链合成的核糖体大、小亚基解聚，与内质网分离。脱离内质网的核糖体回到细胞 质，进行核糖体的再循环。 （2）蛋白质的折叠与装配：多肽链合成后，需要按照特定的方式折叠形成高级三维 空间结构，内质网为新生多肽链的正确折叠和装配提供了有利的环境。蛋白质多肽链的 折叠过程受分子伴侣（molecular chaperone）的调节，分子伴侣是一类在细胞内帮助其他 蛋白质多肽链进行正确折叠、组装、转运的蛋白质。其属于热激蛋白家族，能够识别并 滞留折叠组装错误的蛋白质不被运输，抑制未成熟蛋白质的折叠使其降解，分子伴侣不 参与最终产物的形成，如内质网标志性分子伴侣葡萄糖调节蛋白 94。内质网腔中的氧 化型谷胱甘肽（GSSG）和内质网膜腔面上的蛋白二硫键异构酶（PDI），为二硫键的形 成及多肽链快速折叠提供了保证，这个过程需要分子伴侣的帮助。分子伴侣对新生蛋白 质的折叠，通常始于多肽链的某些区域。分子伴侣蛋白质的共同特点是在羧基端有一个 Lys-Asp-Glu-Leu 四氨基酸滞留信号肽，它们能够和内质网膜上的相应受体结合而驻留 于网腔不被转运，因此也称为驻留蛋白（retention protein）。 （3）蛋白质的糖基化：糖基化（glycosylation）是指多肽链中特殊的氨基酸残基侧链 上，以共价键连接上单糖和低聚糖形成糖蛋白的过程。由附着核糖体合成并经内质网转 运的蛋白质，大多数都要被糖基化。蛋白质与糖的连接方式有两种：① N- 连接糖蛋白： 是指糖链被连接在多肽链中天冬酰胺（Asn）残基的 -NH2 端，这种糖基化发生在粗面内 质网腔内；② O- 连接糖蛋白：是指单糖链被连接在多肽链中的丝氨酸（Ser）或苏氨酸 （Thr）残基侧链的 -OH 端上，这种糖基化发生在高尔基体腔内。 核糖体合成的各种蛋白质肽链进入粗面内质网腔内后，大部分需要进行糖基化，形 成 N- 连接糖蛋白，而游离核糖体上合成的蛋白质在细胞质中不进行糖基化。 N- 连接糖蛋白的糖基化主要有两类：第一类是高甘露糖，主要由 N- 乙酰葡萄糖胺 （2 分子）、葡萄糖（3 分子）和多个甘露糖（＞9 分子）组成；第二类是复合寡糖，主要 由 N- 乙酰葡萄糖胺、半乳糖、唾液酸以及岩藻糖组成。 随着粗面内质网上的蛋白质的合成，粗面内质网腔内的糖基化也在启动。各种寡聚 糖基在特异的糖基转移酶作用之下，逐个连接在寡聚糖链的载体上，即长萜醇分子上， 进而形成一个含有 14 个糖基的长萜醇焦磷酸寡聚糖基。当新合成的多肽链中暴露天冬 酰胺（Asn）残基，便在寡聚糖蛋白转移酶（oligosaccharide protein transferase）的催化 下，寡聚糖链与蛋白质多肽链的 Asn 残基聚合。但并非蛋白质分子上所有的 Asn 残基都 可以连接寡糖链，只有特定的氨基酸序列（糖基化序列子）Asn-x-Ser/Thr（x 为脯氨酸 外的任意氨基酸残基）可连接寡糖链，这种能够保证寡糖链与氨基酸连接的序列子被称 为糖基化位点（图 4-6）。 医学细胞-正文.indd 56 2018-5-18 17:31:15