细胞生物学 第六章课件.ppt

组成线粒体各部分的蛋白质，绝大多数都是由核DNA编码 并在细胞质核糖体上合成后再运送到线粒体各自的功能位点上 定位于线粒体基质中的蛋白，其导肽的N端带正电荷，含有导向基质的信息。在跨膜转运时，首先在细胞质Hsp70的参与下解 折叠为伸展状态，然后与膜受体结合并在接触点处通过线粒体膜进入基质，其导肽即被基质中的蛋白水解酶水解，称为成熟的蛋白质 线粒体膜间隙蛋白的转运 线粒体膜间隙蛋白，如细胞色素c的定位需要两个导向序列，位于N端最前面的为基质导向序列(matrix-targeting sequence)，其后还有第二个导向序列，即膜间隙导向序列(intermembrane-space-targeting sequence)，功能是将蛋白质定位于内膜或膜间隙，这类蛋白有两种转运定位方式。 ● 保守性寻靶(conservative targeting) 前体蛋白在N-端的基质导向序列引导下采用与线粒体基质蛋白同样的运输方式，将前体蛋白转运到线粒体基质，在基质中由转肽酶切除基质导向序列后， 膜间隙导向序列就成了N端的导向序列， 它能够识别内膜的受体和转运通道蛋白，引导蛋白质穿过内膜，进入线粒体膜间隙，然后由线粒体膜间隙中的转肽酶将膜间隙导向序列切除（图） 转运到叶绿体内膜和类囊体的前体蛋白含有两个N端信号序列，第一个被切除后，暴露出第二个信号序列，将蛋白导向内膜或类囊体膜 基质导向序列 类囊体转移序列 蓝细菌 紫细菌 生物的基本能量来源：太阳光的辐射能（陆地；海洋上层） 太阳光的辐射能——化学能。（植物叶绿体和蓝藻光合片层中进行） 动物通过分解代谢取得能量，线粒体是高效地将有机物转换为 细胞生命活动的直接能源ATP的细胞器。 线粒体 产能细胞器 叶绿体 线粒体和叶绿体的基本特征 非共生起源学说 ◆主要内容：真核细胞的前身是一个进化上 比较高等的好氧细菌。 ◆成功之处：解释了真核细胞核被膜的形成 与演化的渐进过程。 ◆不足之处 不足之处 ◆实验证据不多 ◆无法解释为何线粒体、叶绿体与细菌在DNA分 子结构和蛋白质合成性能上有那么多相似之处 ◆对线粒体和叶绿体的DNA酶、RNA酶和核糖体 的来源也很难解释。 ◆真核细胞的细胞核能否起源于细菌的核区？ 肌细胞和精子的尾部聚集较多的线粒体， 以提供能量 心肌细胞 肌原纤维 鞭毛核 精子尾 肽聚糖 线粒体主要酶的分布 复合物I NADH脱氢酶 复合物IV 细胞色素氧化酶 复合物II 琥珀酸脱氢酶 复合物III 细胞色素还原酶 低渗液 非沉积碎片 丙酮酸盐 在电子传递过程中, 伴随着质子从线粒体内膜的里层向外层转移, 形成跨膜的氢离子梯度,这种势能驱动了氧化磷酸化反应(提供了动力), 合成了ATP。 在高等植物中叶绿体象双凸或平凸透镜，长径5~10um，短径2~4um，厚2~3um。高等植物的叶肉细胞一般含50～200个叶绿体，可占细胞质的40%，叶绿体的数目因物种细胞类型，生态环境，生理状态而有所不同。 在藻类中叶绿体形状多样，有网状、带状、裂片状和星形等等，而且体积巨大，可达100um。 叶绿体由叶绿体外被（chloroplast envelope）、类囊体（thylakoid）和基质（stroma）3部分组成，叶绿体含有3种不同的膜：外膜、内膜、类囊体膜和3种彼此分开的腔：膜间隙、基质和类囊体腔。 光合作用的是能量及物质的转化过程。 首先光能转化成电能，经电子传递产生ATP和NADPH形式的不稳定化学能，最终转化成稳定的化学能储存在糖类化合物中。 分为光反应（light reaction）和暗反应（dark reaction），前者需要光，涉及水的光解和光合磷酸化，后者不需要光，涉及CO2的固定。分为C3和C4两类。 P680接受能量后，由基态变为激发态（P680*），然后将电子传递给去镁叶绿素（原初电子受体），P680*带正电荷，从原初电子供体Z（反应中心D1蛋白上的一个酪氨酸侧链）得到电子而还原；Z+再从放氧复合体上获取电子；氧化态的放氧复合体从水中获取电子，使水光解。 2H 2O→O2 + 4H+ + 4e- 在另一个方向上去镁叶绿素将电子传给D2上结合的QA，QA又迅速将电子传给D1上的QB，还原型的质体醌从光系统Ⅱ复合体上游离下来，另一个氧化态的质体醌占据其位置形成新的QB。质体醌将电子传给细胞色素b6/f复合体，同时将质子由基质转移到类囊体腔。电子接着传递给位于类囊体腔一侧的含铜蛋白质体蓝素(plastocyanin， PC)中的Cu2+，再将电子传递到光系统Ⅱ。