内吞作用
7-2-细胞膜-第三讲
A White Blood Cell Phagocytizing Bacteria, this white blood cell, a neutrophil(中性白细胞） has a single nucleus with several lobes joined by thinner connections
胞吞作用和胞吐作用
一. 胞吞作用endocytosis (内吞作用或入胞作用)
——质膜内陷包围细胞外物质形成膜泡，进而 脱离质膜转运至细胞内的过程。 包括： 吞噬作用 phagocytosis 胞饮作用 pinocytosis
1
受体介导的胞吞 receptor-mediated endocytosis
细胞外
细胞内
胆固醇的作用：参与膜的构建；参与类固醇激素的 合成；参与胆汁酸和VD的合成。
受体介导的LDL胞吞过程
LDL 受体 结合 有被小窝
有被小泡
融合
无被小泡
融合
pH
内体 改变
转运小泡(受体)
受体与LDL 融合 分离
细胞膜 (受体再循环) 细胞质
溶酶体(LDL)
胆固醇
LDL受体介导的LDL胞吞过程
一. 胱氨酸尿症 cystinuria ——载体蛋白异常性疾病 二. 肾性糖尿病 renal glycosuria ——葡萄糖载体蛋白异常性疾病 三. 囊性纤维化 cystic fibrosis ——通道蛋白异常性疾病
四. 家族性高胆固醇血症 familial hypercholesterolemia
The overlapping arrangement of the flexible triskelion arms provides both mechanical strength and flexibility.
内吞与外排
9.5细胞的分泌与内吞作用将蛋白质运送给细胞质膜或细胞外是通过细胞的胞吐作用(e x o c yt o s i s),也称细胞的分泌活动。
与分泌过程相反的是细胞的内吞作用。
9.5.1细胞分泌(c e l l s e c r e t i o n)动物细胞和植物细胞将在粗面内质网上合成而又非内质网组成部分的蛋白和脂通过小泡运输的方式经过高尔基体的进一步加工和分选运送到细胞内相应结构、细胞质膜以及细胞外的过程称为细胞的分泌。
■细胞分泌活动的过程细胞分泌活动是非常重要的生命现象，整个过程涉及三种不同的细胞器和细胞结构(图9-50)∶内质网、高尔基体、细胞质膜。
这三部分相当于三道关卡，严格地控制着产品的质量。
这三个部分的职能又是不同的，内质网相当于生产基地，高尔基体相当于产品的精加工和质量检测分配部门，而细胞质膜相当于海关。
图9-50细胞的分泌与内吞作用图中显示了由E R合成的蛋白质经分泌小泡通过高尔基体复合物运向各目的地,包括溶酶体。
分泌泡分泌途径:①核糖体合成的蛋白质与粗面内质网外表面的结合,并在E R腔中糖基化；②从内质网形成的小泡携带新合成并经糖基化的蛋白到达顺面高尔基体;③通过膜融合,蛋白质进入高尔基体,并在高尔基体中进一步加工后通过小泡转运到反面高尔基体,经浓缩并经出芽形成④分泌小泡或⑤溶酶体小泡;分泌小泡移向质膜,或通过组成型(4a)或通过调节型(4b)释放小泡内容物;⑥内吞作用从细胞外摄取蛋白质或其他物质,内吞泡或是与反面高尔基体融合(6a)或是与溶酶体融合(6b)。
■组成型和调节型的分泌蛋白质从内质网经高尔基体到细胞表面的物质运输是通过运输小泡和胞吐作用不断进行的。
这种分泌活动分为两种类型，组成型和调节型(图9-51)。
图9-51组成型和调节型分泌活动●组成型分泌途径(c o n s t i t u t i v e s e c r e t o r y p a t h w a y)这种分泌途径中运输小泡持续不断地从高尔基体运送到细胞质膜，并立即进行膜的融合，将分泌小泡中的蛋白质释放到细胞外,此过程不需要任何信号的触发,它存在于所有类型的细胞中。
细胞骨架和内吞作用的抑制、激活剂
溶于DMSO和乙醇。同样抑制Drp1（线粒体）。会引起纤维化并在胸膜间皮细胞中诱导PAI-1。抑制BSC1细胞的细胞铺展和迁移。
非律平（C35H58O11）
胞膜窖介导的内吞作用
与膜上的胆固醇结合并形成超微机构聚集与复合。
非律平由4个异构的多烯大环内酯组成。非律平III是主要成分。抗生素和抗真菌。抑制朊蛋白（PrP）的内吞。
鬼笔环肽（C35H48N8O11S）
肌动蛋白
与聚合的F-肌动蛋白结合并保持其稳定，防止解聚的发生（F-肌动蛋白转变为G-肌动蛋白）
溶于乙醇和甲醇。从真菌中分离出的有毒双环七肽。干扰富含肌动蛋白的结构行使功能。鬼笔环肽的偶联物被用作确认纤维状肌动蛋白的探针。
表常用的内吞作用抑制剂。HOE.64和LY294002是另外两种巨胞饮抑制剂。单丹磺酰尸胺和巴弗洛霉素A1是用于研究网格蛋白介导的内吞作用的另外两种抑制剂。
在DMSO中溶解度可达100 mM。同样抑制PIP2诱导的肌动蛋白聚合反应(EC50~ 4μM)。抑制依赖于actin的细胞功能（迁移、吞噬、内褶）。
Mycalolide B（C52H74N4O17）
肌动蛋白
它选择性地将F-actin彻底解聚成G-actin。与actin1:1进行结合。
溶于DMSO、甲醇或异丙醇。抑制肌动球蛋白ATP酶。
肌动蛋白
体外反应中抑制肌动蛋白的聚合（Kd= 60 nM）。扰乱微丝的组织和微丝介导的过程。
溶于DMSO、甲醇或乙醇。比细胞松弛素的抑制效果强10-100倍。在该复合物持续存在的情况下被血清缓慢失活并导致短暂的诱导变化。
Wiskostatin（C17H18Br2N2O）
肌动蛋白
细胞生物学名词解释
核定位信号（NLS）：引导蛋白质进入细胞核的一段信号序列，受体为importin 。
核输出信号（NES）：引导RNA输出细胞核的一段信号序列，受体为exportin。
着丝粒：处于主缢痕的内部，是主缢痕的染色质部位。
主缢痕：在两条姐妹染色单体相连处，有一个向内凹陷的缢痕，称为主缢痕，光镜下，相对不着色。
次缢痕：在某些染色体上除具有主缢痕外，还有另一个染色较浅的缢痕部位称为次缢痕，其大小和范围是恒定的，常存在于近端着丝粒染色体的短臂上，可作为染色体的鉴别标志。
端粒：是存在于染色体末端的特化部位。
通常由一简单重复的序列组成，进化上高度保守。
人体细胞中序列为GGGTAA。
核基质：是真核细胞间期中除核被膜、染色质和核仁以外的一个精密的网架系统。
又称核骨架。
核仁（nucleolus）：见于间期的细胞核内，呈圆球形，一般1~2个，有时多达3~5个。
主要功能是转录rRNA 和组装核糖体单位。
核仁趋边（边集）：在生长旺盛的细胞中，核仁常趋向核的边缘，靠近核膜，即发生该现象细胞骨架(cytoskeleton)：由蛋白纤维交织而成的立体网架结构,充满整个细胞质的空间，以保持细胞特有的形状并与细胞运动有关。
包括：微管、微丝、中间纤维三种类型。
微管组织中心MTOC ：微管聚合从特异性的核心形成位点开始，这些核心形成位点主要是中心体和纤毛的基体，称为微管组织中心，微管在生理状态或实验解聚后重新装配的发生处称为微管中心，其存在位置为间质的中心体。
微管：真核细胞质中的一种中空圆柱状的结构，主要由微管蛋白组成，作为细胞中骨架系统，微管具有维持细胞形态，组成新细胞的功能。
微丝：真核细胞质中含肌动蛋白的细丝，直径约为5-9nm，微丝具有许多重要功能，如细胞形状的维持、细胞运动、细胞收缩等。
中间纤维（IF）：中间纤维是一种直径约为10nm的纤维状蛋白，由于其直径介于粗肌丝和细肌丝以及微丝和微管之间，因此命名为中间纤维。
基粒：内膜的内表面附着许多突出于内腔的颗粒，由许多蛋白质亚基构成，分为头部、柄部、基片，又称为A TP酶复合体。
内吞作用资料
内吞作用的异常可能导致细胞信号传导障碍
• 吞噬囊泡形成障碍可能导致信号分子摄取不足 • 吞噬囊泡融合障碍可能导致信号分子降解障碍
04
内吞作用的病理生理意义
内吞作用异常与疾病的发生发展
内吞作用异常可能导致多种疾病的发生
内吞作用的调节因子及其作用
内吞作用受到多种调节因子的调控
• pH值：影响吞噬囊泡的酸化过程 • 离子浓度：影响吞噬囊泡的稳定性 • 蛋白质修饰：影响吞噬囊泡的功能
调节因子的异常Байду номын сангаас能导致内吞作用异常
• pH值异常可能导致吞噬囊泡酸化障碍 • 离子浓度异常可能导致吞噬囊泡稳定性障碍 • 蛋白质修饰异常可能导致吞噬囊泡功能障碍
CREATE TOGETHER
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DOCS SMART CREATE
内吞作用：细胞内部的消化吸收过程
01
内吞作用的定义与基本原理
内吞作用的概念及其重要性
内吞作用是细胞通过吞噬囊泡摄取外部物质的过程
• 细胞膜发生凹陷，形成吞噬囊泡 • 吞噬囊泡包裹外部物质，将其带入细胞内部 • 吞噬囊泡与溶酶体融合，降解内部物质
• 细胞通过内吞作用摄取药物分子 • 药物分子通过吞噬囊泡进入细胞内部
内吞作用在药物递送系统中的应用前景广阔
• 提高药物的靶向性：减少药物对正常细胞的损伤 • 提高药物的生物利用度：增加药物在体内的疗效
内吞作用在基因治疗中的应用
内吞作用是基因治疗的重要途径
• 细胞通过内吞作用摄取基因物质 • 基因物质通过吞噬囊泡进入细胞内部
03
内吞作用的生理功能
内吞作用在营养物质吸收中的作用
生物化学名词解释
生物化学名词解释遗传密码:mRNA分子中每三个相邻的核苷酸组成一组,在蛋白质翻译合成时代表一个特定的氨基酸,这种核苷酸三联体称为遗传密码翻译:以mRNA为模板，根据碱基排列顺序合成相应的蛋白质的过程限制性内切酶:原核生物中存在着一类能识别外源DNA双螺旋中4-8个碱基对所组成的特异的具有二重螺旋对称性的回文序列,并在此序列的某位点水解DNA链,产生粘性末端或平末端,这类酶称为限制性内切酶中心法则:中心法则是指遗传信息从DNA传递给RNA,再从RNA 传递给蛋白质转录:是指生物体按照碱基互补配对的原则把DNA碱基序列转化为RNA碱基序列,从而将传信息传递到RNA分子上的过程半保留复制:当DNA进行复制时,亲代DNA双链必须解开,两股链分别作为模板,按照碱基互补配对原则指导合成一股新的互补链,最终得到与亲代DNA碱基序列完全一样的两个子代DNA分子,每个子代DNA分子都含有一股亲代DNA和一股新生DNA链,这种复制方式称为半保留复制。
冈崎片段:DNA复制时,不连续合成的亲代单链( 5′→3′)先合成小的DNA片段,再连接称完整的链,这些片段由冈崎等人发现,称为冈崎片。
生物固氮:利用微生物中固氮酶的作用，在常温常压条件下将大气中的氮还原为氨的过程蛋白质的生理价值:指食物蛋白质被动物机体合成组织蛋白质的利用率，即蛋白质的生理价值=氮的保留量/氮的吸收量x100%氧化脱氢基作用:氨基酸在氨基酸氧化酶和谷氨酸脱氢酶的作用下,脱去氨基,生成氨和α-酮酸的酮基,生成相应的α-氨基酸和α-酮酸的过程。
转氨作用:在转氨酶的作用下，把一种氨基酸上的氨基转移到α-酮酸上，形成另一种氨基酸联合脱氨作用：氨基酸的脱氨基既通过转氨作用，又通过氧化脱氨基作用，这种联合脱氨基的方式称为联合脱氨基作用。
脂肪酸β-氧化:脂肪酸在体内氧化时在羧基端的β-碳原子上进行氧化,碳链逐次断裂,每次断下一个二碳单位,即乙酰CoA,该过程称作β-氧化。
adc抗体偶联药物作用原理
adc抗体偶联药物作用原理
ADC（抗体-药物复合物）是一种靶向治疗药物，它将单克隆抗体与细胞毒性药物结合在一起，以便把药物直接传递到癌细胞。
ADC 的作用原理可以从多个角度来解释：
1. 靶向作用，ADC的抗体成分具有特异性，能够识别和结合到癌细胞表面的特定抗原。
一旦抗体与癌细胞表面的抗原结合，ADC 就被内吞进入癌细胞内部。
2. 内吞作用，一旦ADC进入癌细胞内部，它会被内吞体系吞噬到内部囊泡中。
这种内吞过程有助于将ADC释放到癌细胞的细胞质内。
3. 药物释放，一旦ADC进入癌细胞的细胞质，它会被特异性的酶分解，释放出细胞毒性药物。
这种药物释放过程确保了药物的作用仅限于癌细胞内部，减少了对正常细胞的损害。
4. 细胞毒性作用，一旦细胞毒性药物释放到癌细胞内部，它会干扰癌细胞的代谢过程、DNA合成或细胞分裂，最终导致癌细胞的死亡。
总的来说，ADC的作用原理是通过将抗体与细胞毒性药物结合在一起，实现了对癌细胞的精准靶向治疗，最大程度地减少了对正常细胞的损害，从而提高了治疗的有效性和安全性。
这种治疗方法在癌症治疗领域具有广阔的应用前景。
03-细胞膜的功能(3)
3、信号分子类型 ◆根据溶解度 ①亲脂性：甾醇类激素、甲状腺素
②亲水性：神经递质、生长因子、 局部化学递质、大多数 肽类激素 。
◆根据产生的时间顺序：
第一信使（primary messenger）：细胞外信号分
子，与细胞受体结合并传递信息。
第二信使（Second messenger）：第一信使与受
Байду номын сангаас
衣被形成的关键蛋白：
◎三腿蛋白复合体：牵引细胞膜向内凹陷。 ◎衔接蛋白（结合素蛋白）：决定特异性（识别受体胞质侧
结构域，连接膜与网格蛋白）
轻链
重链
三腿蛋白复合体
衣被的结构单位
篮网状小泡衣被
（36个三腿复合蛋白 形成五边形或六边形）
衣被的电镜照片
受体介导的胞吞作用作用特点：
[特点]（1）有受体参与，特异性很强 （2）选择浓缩机制，速度快 （3）过程：配体受体识别→质膜凹陷 →“有被小窝”→有被小泡→进入 细 胞内→无被小泡→与膜内体结合→ 多种形式完成生理过程。 [举例] 铁的吸收，胆固醇的吸收等
被激活的催化亚基
肌肉细胞中糖原的降解
无活性的蛋白激酶A
被激活的蛋白激酶A
无活性的磷酸 化酶激酶
被激活的磷酸 化酶激酶
无活性糖 原磷酸化 酶
被激活的糖 原磷酸化酶
糖原
1-磷酸葡萄糖 糖酵解
蛋白激酶调节糖原的降解
对基因表达的调节作用
受cAMP调控的基因中，在其转录调控区有一共
同的DNA序列(TGACGTCA)，称为cAMP应答元件
（4）途径4——受体与配体保持结合，一起
转移到细胞的另一侧
又称为穿胞吞吐作用。 如：新生小鼠可通过此方式从母乳中获得抗体。
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2、吞饮作用
网格蛋白示意图
运输作用
网格蛋白在人体中起运输的作用，生物分子激素、神经递质、膜蛋白等物质都可通过网格蛋白进行运输。
在内吞过程中，质膜上受体与配体特异结合部位的胞质面(将形成有被小泡的外衣)有一些蛋白附着：网格蛋白是其中最主要的一种蛋白。
它是一种纤维蛋白，与另一种较小的多肽形成了有被小泡外衣的结构单位，即三腿蛋白复合物。
三腿蛋白复合物包括三个网格蛋白和三个较小的多肽。
由许多三腿蛋白复合物聚合构成五边形或六边形的网格样结构，覆于有被小泡或有被小窝的胞质面。
由网格蛋白装配成的外衣提供了牵动质膜的机械力，导致有被小窝的下凹，也有助于捕获膜上的特异受体及与之结合的被转运分子；调节素是有被小泡中组成外衣的另一类重要的蛋白，它是多亚基的复合物，能识别特异的跨膜蛋白受体，并将其连接至三腿蛋白复合物上，起选择性介导作用。
跨膜受体蛋白胞质面肽链尾部，常在一个由四个氨基酸残基构成的区域内高度转折，形成一个内吞信号，由调节素识别它。
所以调节素可介导不同类型受体，使细胞能捕获不同类型的物质。
保证细胞正常分裂
2012年9月，美国加州大学旧金山分校生物工程与治疗科学系教授弗朗西斯·布罗茨基和她的研究小组发现，如果没有网格蛋白，细胞分裂会变得极不规律，而这正是癌症等人类疾病的一个特征之一。
研究人员通过RNA干扰技术，向原有基因中注入一小段基因片段，以阻止网格蛋白的生成，删除了细胞中的网格蛋白。
结果发现，在没有网格细胞的情况下，细胞分裂过程中中心体内的中心粒不是成对出现，而是毫无规律且越来越多。
在经过进一步的筛选和识别后，布罗茨基的小组发现真正起作用的是一种名为CHC17的网格蛋白。
如果删除
CHC17或用化学方法使其钝化，就会导致细胞外观异常。
通常当一个细胞分裂时，会产生结构蛋白形成纺锤体，并以此来分裂成两个具有同样DNA的新细胞。
在删除网格蛋白后，这一过程的对称性和稳定性就遭到了破坏。
这说明网格蛋白对细胞分裂至关重要。
该发现找到了网格蛋白的一项“隐藏功能”，同时也为人们对癌症的认识和治疗提供了一个新角度。
有被小泡
配体与膜上受体结合后，网格蛋白聚集在膜下一侧，逐渐形成50-100nm的质膜凹陷，称网格有被小窝，一种小分子GTP结合蛋白在深陷有被小窝的颈部装备成环，dynamin蛋白水解与其结合的GTP引起颈部缢缩，最终脱离质膜形成网格蛋白有被小泡。