细胞生物学英文课件-4.1 细胞内膜系统

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细胞生物学英文课件:内膜系统1

细胞生物学英文课件:内膜系统1
Signal peptide hypothesis
(2) Protein folding and modification in ER
内质网腔内:GSSG(氧化型谷胱甘肽) , 附着与网内腔的蛋白二硫键异构酶 (protein disulfide isomerase, PDI), 使得二硫键形成及多肽折叠加快 内质网中的重链结合蛋白(heavy-chain binding protein, Bip) ,识别折叠错误及 未完成装配的蛋白亚单位,并滞留。Heat Shock protein 70, HSP70.
Intracellular compartments for various metabolism
内膜系统细胞器各自形成区域分隔,这种分隔保证了
各细胞器独特的生化反应之间互不干扰。
Specified function and coordination。 构成内膜系统的各细胞器之间相互依存和协调,其中 蛋白质的合成与分选是内膜系统的主要功能。
Gangliosides(神经节苷脂) Plasmalogen(缩醛脂)
lipids
30-40%
Neutral lipid(中性脂)
Phosphatidylcholine(卵磷脂55%) Phosphatidylethanolamine(磷脂酰乙醇胺20-25%)
phospholipids 磷脂
Phosphatidylinositol(磷脂酰肌醇5-10%
(3). Glycosylation (蛋白质的糖基化)
Asn (天冬酰胺) N-linked glycosylation Target sequences: Asn-X-Ser or Asn-X-Thr
dolichol

细胞生物学PPT课件 内膜系统 内质网

细胞生物学PPT课件 内膜系统 内质网

rER 主要功能-蛋白质的糖基化
✓ 蛋白质的修饰包括糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成等,最主要的是糖基化 ✓ 糖基化(Glycosylation)是单糖或者寡糖与蛋白质之间通过共价键结合形成糖蛋白
的过程 ✓ 糖基化的作用:对蛋白质折叠、分选及定位有重要作用;
糖链结构影响糖蛋白的半衰期和降解 ✓ 发生于粗面内质网的糖基化主要为N-连接糖基化(N-linked glycosylation),即
✓ 壁细胞的sER膜上有大量质子泵和Cl-通道
✓ 将壁细胞形成的H+和从血液摄取的Cl-结合 成盐酸后进入腺腔
✓ 葡糖醛酸转移酶定位于肝细胞sER
✓ 使血液中非水溶性的游离胆红素(与清蛋白结 合)转变成水溶性的结合胆红素,分泌入胆汁
ER 主要功能
rER主要功能
sER主要功能
• 核糖体附着的支架 -蛋白质的合成
Günter Blobel (1936- )
信号肽 Signal peptide
信号识别颗粒 SRP
信号识别颗粒受体 SRP-R
易位子 Translocon
信号肽酶 Signal peptidase
一些重要名词
信号肽 Signal peptide
Signal sequence
新合成的蛋白质的N端有一段15-60氨基酸残基组成的疏水序列, 具有引导多肽链在合成过程中移至内质网膜上,完成蛋白质合成的 功能,信号肽在蛋白质合成完成前被内质网内的信号肽酶所切除。
肽链在内质网网腔发生修饰加工,核糖体大 小亚基解聚,并从内质网解离
rER 主要功能-蛋白质合成、定向转运
附着核糖体合成的蛋白质有:
外输性蛋白在rER经修饰加工后,最终被内质网包裹,以“出芽” 方式形成膜性小泡,直接进入大浓缩泡发育成酶原,排出细胞;

细胞生物学英文课件:内膜系统2

细胞生物学英文课件:内膜系统2
They are highly conserved. They are highly glycosyled proteins.
(二)The type of lysosome
Primary lysosome (初级溶酶体)
Secondary lysosome (次级溶酶体)
Tertiary lysosome (三级溶酶体)
They contain particles or membranes in the process of being digested. It’s an active state of lysosome.
Autophagolysosome (自噬溶酶体) substrate: materials within the cell, such as old organelles (mitochondria)
Heterphagic lysosome(异噬溶酶体) substrate: materials from outside of the cell, such as bacteria, cell debris and food
Phagolysosome(吞噬溶酶体) Primary lysosome +Phagosome
The red lysosomes (pH 5.0) are probably typical ysosomes. The blue and green lysosomes are probably endosomes.
Lysosomal associated membrane proteins(LAMP)
三、Lysosome (溶酶体)
• Discovered in 1955 by Rene de Duve •A small, round organelle common in animal cells

《细胞的内膜系统》课件

《细胞的内膜系统》课件

内膜系统对细胞功能的影响
分子运输
内膜系统是细胞界面的重要组成 部分,可影响大部分分子在细胞 内和细胞外的转运和分布。
信号转导
内膜系统是细胞内外各种化学和 物理信号传递的关键路径,影响 着细胞各种功能的调节和整合。
能量代谢
内膜系统包括线粒体、内质网等 参与了膜上的氧化脱氧核苷酸反 应和电子传递,对细胞能量代谢 发挥不可替代的作用。
作用
线粒体参与ATP的合成、脂 质代谢、离子调节,以及凋 亡、离体器械复合、细胞老 化等诸多重要的仅在维 持细胞的代谢平衡,也对细 胞内各种不同功能的交集具 有重要的作用。
葡萄糖转运蛋白家族
1
分类
2
这个家族的小分子蛋白质一般下分A、B、
C、D、E、F、G、H8种亚家族,其中A、
溶酶体的组成和功能
组成
溶酶体是由高尔基体形成的膜结 构,内部充满多种水解酶。
功能
溶酶体主要负责内外源性膜蛋白 的降解、核苷酸、蛋白质等的水 解及一些小分子的储存等作用。
酸性环境
溶酶体内具有较低的pH值,成为 细胞唯一的酸性环境。
线粒体的结构和作用
结构
线粒体是细胞能量代谢最为 重要的场所之一,它具有双 层膜的结构,有内、外两个 膜。
内质网也承担一些重要的信号转 导功能。
高尔基体的构成和作用
1
构成
高尔基体通常由若干个扁平的、袋状的、同心排列的、但大小和形态不同的囊泡 组成,被称为高尔基小体。
2
作用
高尔基体不仅参与各种分子的加工、转运、储存等作用,同时也是重要的溶酶体 和内质网信号传递过程中的必要途径。
3
分类
根据不同的生理作用和形态,高尔基体可分为早期、中期和晚期高尔基体。

细胞生物学--细胞内膜系统 ppt课件

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3
第一节 内质网 (endoplasmic reticulum,ER)
• K. R. Porter等于1945年发现于培养的 小鼠成纤维细胞,因最初看到的是位于 细胞质内部的网状结构,故名内质网。
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4
一、内质网的形态结构与化学组成
• (一)形态结构 内质网是细胞质内的连续的膜 性管网状结构体系,由小管(ER tubule)、小泡 (ER vesicle) 、扁囊(ER lamina)。
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1.内质网与膜脂的合成 sER都能合成脂类
卵磷脂的合成是在滑面内质网上合成的。
原料:脂肪酸、磷酸甘油和胆碱。
酶:脂酰基转移酶、磷酸酶
胆碱磷酸转移酶
合成部位:细胞质的胞质面
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CoA C=O
+
CoA C=O
P CH2-CH-CH2 OH OH +
CDP-胆碱
CoA
Pi
1
2
P
Medicai molecular biology
张岸平 教授
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1
细胞内膜系统
INTRACELLULAR COMPARTMppt课E件NT AND PROTEINS SORTI2NG
• 第一节 内质网 • 第二节 高尔基体 • 第三节 溶酶体 • 第四节 蛋白质的分选与运输 • 第五节 细胞内膜系统与医学的关系
6~15
6~15
5~7
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成熟蛋白质
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2)信号识别颗粒(signal recognition particle, SRP,11S),由6种多肽组成,结合一个7S RNA, 属于一种RNP(ribonucleoprotein)。能与信号序 列结合,形成SRP-核糖体复合物,导致蛋白质合 成暂停;又能识别RER膜上的SRP受体。 3个 功能区:

医学-《细胞内膜系统》PPT课件

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3.内质网衍生结构类型 髓样体—视网膜色素上皮细胞 孔环状片层体—生殖细胞、快速增值细胞、一些
癌细胞等 肌质网—心肌、骨骼肌细胞
电镜下观察到的孔环状片层体型内质网
横纹肌细胞中肌质网形态结构模式图
二、内质网的化学组成
(一)脂类和蛋白质是内质网的主要化学组成成分 (二)内质网膜含有以G-6-P酶(葡萄糖-6-磷酸
1.糙面内质网 • 形态结构特征:排列整齐的扁平囊状结构,网膜
胞质面有核糖体颗粒附着,与细胞核的外层膜相 联通。 • 功能上:主要和外输性蛋白及多种膜蛋白的 合成、加工及转运有关。
粗面内质网形态图
糙面内质网 与细胞核的外层膜相联通。
2.光面内质网 形态结构特征:表面光滑的管、泡样网状结构, 可与糙面内质网相互连通。 功能上:是脂类合成的重要场所
3. 具有不同组织细胞类型、同一细胞不同发育阶段 及不同生理功能状态下的形态结构类型与分布的差 异性。
图A
图B
A 鼠肝细胞内质网形态结构示意图
B 睾丸间质细胞内质网透射电镜图
横纹肌细胞中肌质网形态结构模式图
(二)内质网的类型
依据不同的形态结构特征,可将内质网划分为两种 基本类型,即:
糙面内质网( rough endoplasmic reticulum,RER) 光面内质网( smooth endoplasmic reticulum,SER)
酶)为标志酶的诸多酶系 主要包括: 1. 与解毒功能相关的氧化反应电子传递酶系:细 胞色素P450(在内质网膜中最为丰富)。 2. 与脂类物质代谢功能反应相关的酶类 3. 与碳水化合物代谢功能反应相关的酶类 4. 参与蛋白质加工转运的多种酶类
(三)网质蛋白是内质网网腔中普遍存 在的一类蛋白质

细胞生物学课件:第四章-内膜系统

细胞生物学课件:第四章-内膜系统
控制蛋白质的寿命(稳定性):蛋白质N端第 一个氨基酸残基决定蛋白质的寿命。甲硫氨基酸、 丝氨酸、苏氨酸、丙氨酸、缬氨酸、半胱氨酸、 甘氨酸或脯氨酸——稳定;其它12种——不稳定。
降解或纠正变性和错误折叠的蛋白质
核糖体(ribosome)
无被膜。主要 成分是蛋白质 (40%,表面) 和rRNA(60%, 内部). 唯一功能就是 按mRNA指令 合成多肽链。
以及肽链延伸时与mRNA结合
核糖体蛋白的作用:
1、对 rRNA折叠成有功能的三维结构十分必要。
2、蛋白质合成中核糖体空间构像发生一系列变 化,r蛋白对此起一定微调作用。
3、在核糖体的结合位点上,r蛋白与rRNA共同 行使功能。
内质网
Endoplasmic reticulum
是由封闭的膜系统及其围成 腔形成互相沟通的网状结构 占膜系统的一半。 占细胞总体积的10%以上。
70S——原核细胞、真核细胞线粒体 和叶绿体内。50S + 30S。
通常情况下。大小两个亚基游离于细胞质基质中。 当小亚基与mRNA结合后,大小亚基才结合成完整 的核糖体(自我装配),进行肽链合成。合成终止 后,大小亚基解离,又分别游离于细胞质基质中。
核糖体中,rRNA起主要作用:
1、具有肽酰转移酶活性。 2、为 tRNA提供结合位点(A、P、E)。 3、为多种蛋白合成因子提供结合位点。 4、蛋白合成起始时参与同mRNA选择性地结合,
与其它细胞器关系
形态结构
内质网膜上可能有某种特殊的 装置,将rER和sER间隔开。 Rough endoplasmic reticulum 扁囊。是内质网与 核糖体的复合体。合成分泌性蛋白和多种膜蛋白。 Smooth endoplasmic reticulum 分支管道。占很少 区域。出芽位点。合成脂类 。

《细胞生物学》教学课件:内膜系统2

《细胞生物学》教学课件:内膜系统2

细胞的内膜系统Endomembrane System 11898 意大利----高尔基(Camillo Golgi)-----光镜-----枭、猫-----神经细胞(Golgi apparatus, Golgi body, Golgi complex, Golgi stack)高尔基复合体的形态结构光镜:网状结构内网器(internal reticulum apparatus)电镜扁平囊成熟面小囊泡大囊泡高尔基复合体的形态特征:扁平膜囊组成。

大小不等的囊泡。

具有极性。

形成面[顺面,cis]中间膜囊成熟面[反面,trans]膜表面光滑。

标志酶:糖基转移酶顺面反面顺面网状结构[CGN]特征:位于顺面最外侧的扁平膜囊。

中间多孔呈连续分枝状。

可被锇酸特异性染色。

功能:分选来自内质网新合成的蛋白质与脂类,将其分类后大部分转入中间膜囊,将其中含有内质网驻留信号的小部分返回内质网。

中间膜囊特征:位于顺面网状结构与反面网状结构之间由扁平囊与管道组成。

功能:糖基修饰糖酯形成多糖的合成反面网状结构[TGN]特征:位于反面的最外层。

形态为管网状,与反面囊泡相连,其周围有一些成熟的分泌囊泡。

功能:参与蛋白的分类与包装,运输。

高尔基体的化学组成蛋白脂类酶:糖基转移酶---参与糖蛋白合成磺基糖基转移酶---参与糖脂合成高尔基体的功能细胞的分泌活动蛋白质的修饰加工1.参与糖蛋白的合成和修饰2.参与蛋白质的改造蛋白质的分拣运输溶酶体的形成膜的转变3H 标记亮氨酸3分钟17分钟117分钟高尔基复合体在细胞分泌活动中起着重要的运输作用;在分泌颗粒的形成过程中起着浓缩、修饰、加工等作用。

高尔基复合体与细胞的分泌活动1.参与糖蛋白的合成和修饰糖蛋白:O-连接的寡糖链3H 标记甘露糖3H 标记半乳糖;唾液糖3H 标记N-乙酰葡萄糖胺高尔基复合体对糖蛋白的合成和修饰过程具有严格的顺序性。

高尔基复合体对蛋白质的修饰加工Glycosylation in the Golgi Complex2.参与蛋白质的改造无活性的前体物质(某些肽类激素)加工改造有生物活性的物质(激素)高尔基复合体对蛋白质的修饰加工蛋白质合成溶酶体寡聚糖磷酸化切除甘露糖加N-乙酰葡萄糖胺加半乳糖加唾液酸;分拣溶酶体顺面管网中层囊反面囊反面管网大泡(分泌颗粒)rER 高尔基复合体顺面囊切除甘露糖高尔基堆高尔基复合体对蛋白质的分拣运输高尔基复合体与膜的转变内质网运输小泡高尔基复合体大囊泡细胞膜膜流membrane flow:细胞的各种膜性结构之间相互联系和转移的现象称膜流。

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二、滑面内质网(sER)
膜表面无核糖体颗粒。多为分支小管, 很少扩大成泡和扁囊。
sER在细胞中集中的局部, 光镜下呈粉红色小体,称嗜 酸性小体。
sER膜较薄,电镜下不易 区分单位膜的三层结构。
◆SER在一些特化细胞中丰富
肝细胞:产生脂蛋白、解毒 肾上腺皮质细胞: 肾上腺皮质激素 睾丸间质细胞和卵巢黄体细胞:雄激素和雌激素 骨骼肌(肌质网):钙库 视网膜色素上皮细胞(髓样体):利用光能
信号假说的主要内容小结:
① 游离核糖体上合成信号肽;
② 细胞质基质中SRP识别信号肽,形成SRP-核糖体复合体, 翻译暂停;
③ 核糖体与粗面内质网结合,形成SRP-SRP受体复合物; ④ SRP脱离核糖体,再参与SRP循环,核糖体上多肽链继续 合成,并向内质网腔转移;
⑤ 信号肽被信号肽酶切除,在内质网腔内降解;
态体系被完全打破,内质网由现对细胞的保护。
2. 内质网应激机制
通过三条途径引发应激反应: 未折叠蛋白反应 内质网超负荷反应 固醇元件结合蛋白
3. 内质网应激进程 早期:终止蛋白质翻译启动;
中期:提高应付未折叠或错误折叠蛋白 质的能力。
(一)粗面内质网(rER)
光镜下嗜碱性物质,含大 量嗜碱性核酸。
1、结构特点 呈扁囊状,膜上附着有核糖
体。其腔常与核周间隙相连。
2、核糖体(ribosome)
附着核糖体(attached ribosome) 游离核糖体(free ribosome)
多聚核糖体 (polyribosome)
核糖体的构成
内质网、核膜、高尔基体
第一节 内质网
Garnier (1897) 提出动质。 Porter 等 (1945) 发 现 于 培 养的小鼠成纤维细胞,看到 位于细胞质内部的网状结构, 故名endoplasmic reticulum , ER。
泡状 管状 扁囊状
内质网遍布整个细胞质
由喹啉蓝荧光染料染色的细胞在荧光显微镜下显示的内质网结构
后期:抵御有害影响,适应新内环境变 化;诱导细胞凋亡。
(二) 内质网应激与心血管疾病 (三) 内质网应激与神经系统疾病 (四) 内质网应激与其他系统疾病
内质网含30-40种酶: 葡萄糖-6-磷酸酶内质网的标志酶 电子传递体系
其中细胞色素P450 含量最多,是sER的标志酶。
四 内质网的功能
(一) 粗面内质网的功能 1、蛋白质的合成
外输性或分泌蛋白 膜蛋白 驻留蛋白 溶酶体蛋白
注意:所有蛋白质多肽链的合成,都起始于 细胞质基质中“游离”核糖体。
经高锰酸钾技术处理后 的细胞在TEM下的内质 网膜系统的全貌性结构
一、内质网的类型与形态结构
ER是精细的膜囊结构,是连续的内腔 相通的膜性管道系统。
腔面(luminal face) 胞质面(cytopladmic)
内质网的形态变异很大,其形态、数量和分布在 不同细胞中不同,常与细胞的类型、生理功能状 态、分化程度以及环境条件有关。
⑥ 蛋白质合成结束,附着核糖体脱离内质网,大小亚基分离, 参与核糖体再循环。
转移信号 •跨膜蛋白的膜转移
停止转移信号与单次跨膜蛋白的形成
•跨膜蛋白的膜转移
内信号肽与单次跨膜蛋白的整合 (协同翻译插入)
二次跨膜蛋白的形成
新生肽链的折叠与装配(内质网腔)
需要可溶性驻留蛋白的协助。 内质网腔中含有:蛋白二硫键异构酶PDI
1975年 Blobel和Sabatini
信号肽假说
1981年
Blobel和Walter
信号肽识别颗粒(SRP) 停泊蛋白等
1999年诺贝尔生理医学奖
信号肽(signal peptide):是引导新合成肽链转移
到内质网上的一段多肽,位于新合成肽链的N端,一般 18~30个氨基酸残基。
信号识别颗粒(SRP):由6种结构不同的多肽
◆旺盛合成分泌蛋白的细胞分布多
浆细胞、胰腺细胞、肝细胞
◆旺盛合成膜的细胞分布多
成熟中的卵细胞、视杆细胞
◆未成熟或未分化的细胞分布少
干细胞、胚胎细胞
内质网的形态变异很大,其形态、数量和分布在 不同细胞中不同,常与细胞的类型、生理功能状 态、分化程度以及环境条件有关。
同一细胞不同区域的内质网其形态也会随发育时 期、生理状态不同而不同。
第四章 细胞内膜系统
一、内质网 二、高尔基复合体 三、溶酶体 四、过氧化物酶体
细胞内膜系统是指细胞内在结构、 功能及发生上相关的由膜包绕形成 的细胞器或细胞结构。
包括:内质网、高尔基复合体、 溶酶体、过氧化物酶体、各种转运 囊泡和核膜。
线粒体和叶绿体属于内膜系统吗?
功能:区域化 增大膜面积
液泡系统
由ER向高尔基体的运输需要COPⅠ和COPⅡ 囊泡的参与。
靠近高尔基复合体的顺面,与ER蛋白的回收 有关。
从内质网出芽的囊泡形成后,其外被蛋白会 脱去。
(二)滑面内质网的功能
脂类合成:脂肪、磷脂、胆固醇、 皮质 激素、糖脂。
SER 膜 上 含 有 合 成 固 醇 的 全 套 酶 系 , 可 使脂肪酸氧化生成乙酰辅酶A,其中乙酰基 经胆固醇合成固醇类激素。
肾上腺皮质细胞、卵巢黄体细胞和睾丸间质细胞 中含有大量的SER 。
1、脂类、类固醇激素的合成
合成部位: 胞质面
脂类转运
内质网→高尔基体膜 囊泡 溶酶体膜 细胞膜
内质网→线粒体 磷脂转 过氧化物酶体
移蛋白
2. 滑面内质网与脂类代谢
脂类代谢旺盛的细胞内有丰富的滑面 内质网。
脂肪的消化、吸收,氧化分解。
结合一个7S RNA组成,属于一种核糖核蛋白。 SRP能识别信号序列并与之结合,导致蛋白质合 成暂停。
SRP受体(停泊蛋白):
内质网膜的整合蛋白,能够与结合有信号序列的 SRP牢牢地结合使正在合成蛋白质的核糖体停靠到内质 网上来。
SRP循环
信号肽酶
转移器
核糖体循环
协同翻译转移
核糖体上进行分泌蛋白质合成的信号假说
3、糖原代谢
4、解毒作用
由肠道吸收的外源性有毒物质或药物及机 体代谢自生的内源性毒物,大多数经过肝细胞 内的SER通过氧化、还原、水解和结合等方式, 使毒性降低、失毒或利于排泄。
5、在肌细胞中是Ca2+贮存场所,可通过释放和 回收Ca2+调节肌肉收缩。
五、内质网与疾病
(一) 内质网应激
1、内质网应激的概念 当细胞受外界各理化因素刺激时,细胞ER的内稳
多萜醇
糖基转移酶
2、蛋白质的修饰
蛋白质糖基化修饰 蛋白质酰基化修饰 蛋白质泛素化修饰
3.蛋白质的运输
放射自显影
3min
20min
117min
4、蛋白质的运输
分泌蛋白质的转运 运输囊泡 浓缩泡
包被囊泡(coated vesicle)的种类: 网格蛋白(clathrin)包被囊泡 包被蛋白Ⅰ(COPⅠ)包被囊泡 包被蛋白Ⅱ(COPⅡ)包被囊泡
PDI(蛋白二硫键异构酶)
新生肽链的折叠与装配(内质网腔)
需要可溶性驻留蛋白的协助。 内质网腔中含有:蛋白二硫键异构酶PDI
结合蛋白Bip
结合蛋白Bip
3、新生肽链的折叠与装配(内质网腔)
需要可溶性驻留蛋白的协助。
内质网腔中含有:蛋白二硫键异构酶PDI 结合蛋白Bip
分子 伴侣
葡萄糖调节蛋白94Grp94
超薄和扫描电镜观察的内质网
两种内质网分布情况
在不同细胞中颁分布情况不同。
胰腺外分泌细胞
肌细胞
三、内质网的化学组成
微粒体(microsome) 粗面微粒体 (rough microsome) 滑面微粒体 (smooth microsome)
微粒体 ★保存内质网的基本特征
脂类1/3、蛋白质2/3: 脂类较膜少,蛋白质较质膜多。
滞留信号肽:分子伴侣C端的Lys-Asp-Glu-Leu(KDEL)序列。
在蛋白质的合成过程中,ER起质量控制器的作用,主要通 过分子伴侣完成。
2、蛋白质的修饰
糖基化修饰
N-连接糖基化
★单糖 N–乙酰葡糖胺 甘露糖 葡萄糖
★氨基酸:天冬氨酸
O-连接糖基化
(高尔基体)
★氨基酸:丝氨酸 苏氨酸 酪氨酸
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