高尔基体
1、动物细胞生物学大量的研究工作揭示了高尔基体小泡担负着细胞内物质运输的主要任务(如图)。
2、液泡在植物细胞的自溶中起一定的作用。植物中有些衰老的或不需要的细胞,可经过自溶作用被消化掉。在正常的生理状态下,这种过程进行得比较缓慢,是逐渐消化的。如果液泡被破坏,释放出其中的水解酶,将导致细胞成分的迅速降解。
3、此外,GOLPH3在消化系统肿瘤中的相关研究显示胃癌组织及食管癌组织中GOLPH3高表达,其与肿瘤大小、组织学分级、浸润深度、TNM分期、淋巴结转移、远处转移有关(4,5,6,7,8)。Kaplan-Meier生存分析、COX多因素分析显示,GOLPH3高表达者较低表达者生存时间短,且GOLPH3高表达是胃癌、食管癌患者的一个独立预后因素。Wang等(6)采用基因沉默、PCR、Westernblotting、四甲基偶氮唑蓝法(MTT)、Transwell等实验对Eca-109食管癌细胞的研究显示,沉默GOLPH3基因表达可降低食管癌细胞增殖、转移、侵袭和黏附能力,抑制肿瘤生长。由此提示GOLPH3可能成为食管癌基因治疗的分子靶点。Wang等(7)研究发现,对于以5-氟尿嘧啶(5-FU)为基础的术后辅助化疗结直肠癌患者,GOLPH3高表达者较低表达者获得更长的无进展生存期和总生存期。体外实验证实GOLPH3能增强结直肠癌细胞对5-FU药物的敏感性,有望成为结直肠癌患者对5-FU治疗敏感性的预测因子。
4、今天解读的是细胞质中的细胞器高尔基体,高尔基体是唯一以科学家名字命名的细胞器。高尔基体是由许多扁平的囊泡构成的,以分泌为主要功能的细胞器,又称高尔基器或高尔基复合体。
5、 糖基化的结果使不同的蛋白质打上不同的标记,改变多肽的构象和增加蛋白质的稳定性。
6、在高尔基体的早期研究中,发现在动物的神经细胞和腺细胞中,高尔基体非常丰富,细胞的分泌颗粒常出现在高尔基体附近。因此,人们推测高尔基体与分泌活动有关。
7、D.细胞膜上出现的糖蛋白与内质网和高尔基体有关
8、A.该过程体现了生物膜的结构特性和功能特性
9、中间膜囊:多数糖基化修饰、糖脂的形成、多糖的形成。有很大的膜表面,增大了合成与修饰的有效面积。
10、A.COPⅠ及COPⅡ膜的主要成分与核膜相同
11、随着对GOLPH3的认识,许多研究发现GOLPH3在肿瘤中高表达,包括肺癌、乳腺癌、食管癌、结直肠癌、前列腺癌、肾癌、舌癌、胶质母细胞瘤、胃癌、肝细胞性肝癌、恶性黑色素瘤和胰腺癌等(2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14),其高表达与预后差有关,可能成为新的预后预测因子。
12、事实上,对于植物细胞,即使没有分泌蛋白质的功能,它的高尔基体依然承担着对内质网发来的蛋白质进行分类,加工,包装和运输的功能。说到这里自然要说一下,需要经过高尔基体分类加工包装的蛋白质究竟有哪些?是不是只有分泌到细胞外的蛋白质?显然不是!除了分泌性蛋白质之外,膜蛋白、部分胞内蛋白(如溶酶体、高尔基体、内质网蛋白)也都像分泌蛋白一样经过内质网加工再通过高尔基体再加工和定向运输的。
13、高尔基体堆在细胞中是一个显著结构,它对高尔基体的功能有非常重要的影响。众所周知,高尔基体膜形成堆叠式结构,但是,为什么高尔基体结构的形成使其在蛋白转运和处理过程中至关重要仍然是个谜团。这在很大程度上是因为缺乏调节高尔基体结构形成的分子工具。已经证实高尔基体堆积蛋白GRASPS5和GRASP65操纵高尔基体堆的形成,因此,可以被用来验证高尔基体结构形成的重要生物学意义。大量试验证明,通过双缺失或者单缺失GRASPS5和GRASP65基因后,高尔基体堆会发生分解,但并不能使细胞死亡,而是损害了高尔基体的蛋白转运、分类和糖基化功能,这说明形成高尔基体堆在确保蛋白转运、分类和糖基化过程中是一个不可或缺的结构。
14、GOLPH3参与细胞分裂过程中的卵裂沟形成动物细胞依赖收缩环收缩发生细胞分裂。收缩环的细胞骨架结构由肌动蛋白纤维和肌球蛋白组成并锚定在细胞质膜上依靠细胞赤道中心纺锤体激活关键调节因子RhoGTP酶,进一步介导收缩环作用。收缩环是另一种新膜,其组装和动力学取决于卵裂沟位置上的一种特殊脂质作用,尤其是磷脂酰肌醇5-二磷酸及其前体PI(4)P等阴离子脂质在卵裂沟内移过程中起重要作用。Piekny等(26)研究显示,GOLPH3是果蝇细胞分裂中的重要因子,其聚集在精母细胞及神经母细胞卵裂沟位置,通过与PI(4)P结合发挥作用。GOLPH3的突变使细胞丧失与PI(4)P的结合能力,并减少GOLPH3在高尔基体和卵裂沟的分布。在果蝇体细胞中研究发现,GOLPH3沉默的细胞不能正常分裂由此证实正常有丝分裂过程需要GOLPH3参与。
15、在NP-Golgi分子中,1,8-萘二甲酰亚胺(下图左侧化学结构式中带蓝色背景的部分)单元作为荧光报告单元,硼酸酯单元作为特异性的H₂O₂识别单元,苯磺酰胺单元则可靶向性地结合高尔基体。硼酸酯单元在与H₂O₂反应后被转化为羟基;羟基具有给电子的性质,促进了萘二甲酰亚胺共轭体系中的推拉电子效应,进而增强了荧光发射(如下图所示)。
16、分别经Tiron和2-ME处理后,NP-Golgi对细胞的荧光成像结果比较。
17、A.氨基酸在内质网上的核糖体中形成肽链,肽链进入内质网进行加工,形成一定空间的蛋白质
18、Farber-Katz等(15)研究哺乳动物肿瘤细胞内高尔基体对喜树碱、烷化剂和电离辐射治疗所致DNA损伤的反应,结果显示DNA损伤治疗后,细胞质中的高尔基体膜形成碎片和出现分散。进一步研究发现,这种高尔基体的改变依赖于GOLPH3-MYO18A-F-actin通路和DNA损伤蛋白酶(DNAdamageproteinkinase,DNA-PK)。该通路中DNA-PK磷酸化GOLPH3蛋白Thr143和Thr148片段,磷酸化的GOLPH3增强其与MYO18A的相互作用,产生一种张力,促进高尔基体分解,最终阻断高尔基体与细胞质膜之间的顺势囊泡转运,推断DNA-PK-GOLPH3-MYO18A通路是DNA损伤后细胞生长过程所必须的调节通路。实验证明,消耗DNA-PK、GOLPH3或MYO18A干扰高尔基体对DNA损伤的反应,导致DNA损伤后细胞的寿命缩短。然而在人类癌症中普遍观察到GOLPH3高表达,并抵抗DNA损伤反应所致的杀伤作用,证实了DNA-PK-GOLPH3-MYO18A信号通路延长DNA损伤反应细胞的生存期。由于许多化疗药物为DNA损伤药物,因此推断新发现的高尔基体介导的GOLPH3-MYO18A-F-actin通路对肿瘤细胞化疗反应的预测具有重要意义,GOLPH3可能成为DNA损伤类化疗药物治疗敏感性的预测指标基于以上研究结果推测,研制与传统DNA损伤药物结合的DNA-PK-GOLPH3-MYO18A信号通路调节药物,可能是有效的靶向治疗药物。
19、因为这种细胞器的折射率与细胞溶胶很相近,所以在活细胞中不易看到。高尔基体从发现至今已有100多年的历史,其中一半以上的时间是进行关于高尔基体的形态甚至是它是否真实存在的争论。细胞学家赋予它几十种不同的名称,也有很多人认为高尔基体是由于固定和染色而产生的人工假像。
20、Zhang等(14)研究显示,GOLPH3促进神经胶质瘤和乳腺癌细胞侵袭、转移。在胶质瘤细胞中,其促进侵袭、转移的分子机制涉及mTOR及其受体YB-已有研究指出YB-1可增加乳腺癌细胞的侵袭性,这与降低E-cadherin的表达有关。进一步研究发现,YB-1促进上皮-间质转化(epithelial-mesenchymaltransition,EMT),从而促进肿瘤转移。最近有学者通过对胶质瘤细胞研究指出,GOLPH3上调表达可增加YB-1表达水平和mTOR活性,体外实验证实GOLPH3促进胶质瘤细胞侵袭、转移的能力能被mTOR抑制剂INK128或敲除YB-1基因抑制。Wang等(6)报道磷脂酰肌醇-4-磷酸(phosphatidylinositol4-phosphate,PI(4)P)高水平的高尔基体能提高乳腺癌细胞的侵袭、转移能力,其作用机制取决于GOLPH3与PI(4)P的相互作用。
21、在各种外因(如有害物质、辐射等)和内因(如缺血、炎症等)影响下,机体会产生过多的活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS),与抗氧化保护机制处于不平衡状态,导致氧化应激(oxidativestress)的发生,引起细胞与组织的损伤。活性氧主要包括氧离子、过氧化物和含氧自由基等,是具有氧化还原潜能的自由基和非自由基氧衍生物。
22、将膜结合核糖体上合成的蛋白质的N-端的序列称为信号序列,将组成该序列的肽称为信号肽。在不需要特别区分时,可将它们统称为信号序列或信号肽。
23、 高尔基体是由单位膜构成的扁平囊叠加在一起所组成。扁平囊为圆形,边缘膨大且具穿孔。一个细胞内的全部高尔基体,总称为高尔基器。一个高尔基体常具5——8个囊,囊内有液状内含物。
24、植物细胞生物学对高尔基体运输小泡的研究虽然没有如此细致深入,但一些研究从不同侧面反映了高尔基体的胞内运输功能。
25、下图为某动物细胞内部分泌蛋白质合成及转运的示意图,据图分析下列有关叙述错误的是()
26、高尔基体磷蛋白3(GolgiphosphoproteinGOLPH3)是一种相对分子质量约30000、定位于细胞质中的高尔基体基质蛋白,主要发挥蛋白转运作用。Scott等(1)通过荧光原位杂交技术和染色体片段综合分析发现GOLPH3是位于反面高尔基体网上的一种致瘤蛋白,其编码基因位于5p近年来,GOLPH3成为恶性肿瘤的研究热点,其在肿瘤发生、发展的多个环节起重要作用,有望成为新的治疗靶点。现对GOLPH3在恶性肿瘤中的研究进展作一综述,为开发新的靶向治疗药物提供理论依据。
27、James和Lelio运用分子生物学技术对高尔基体的出芽小泡进行了系统深入的研究,揭示了高尔基体出芽小泡的特殊性质,通过膜泡运输,以满足不同物质的运输。
28、国内研究发现GOLPH3在乳腺癌细胞和组织中高表达,且高表达者预后较差GOLPH3通过下调转录因子FOXO1活性,上调蛋白激酶B(Akt)活性,加速细胞周期G-S期时相转化,促进乳腺癌的发生、发展。
29、高尔基体(Golgiapparatus,Golgicomplex)亦称高尔基复合体、高尔基器。是真核细胞中内膜系统的组成之一。为意大利细胞学家卡米洛·高尔基于1898年首次用硝酸银染色的方法在神经细胞中发现。
30、高尔基体是重要的细胞器,在分泌物、膜蛋白和质脂的转运、分类和糖基化过程中发挥着重要的作用。为了执行这些复杂的功能,高尔基体膜需要形成一个独特的堆积结构,然后连接成丝带。这些结构在不同条件下,比如细胞周期、压力环境等,会经历不同形态学的变化。在过去10年,已经对高尔基体的结构和功能机制有一定的了解。比如,GRASP反式寡聚物为高尔基体膜形成堆积和丝带提供条件;GRASP蛋白是细胞周期中磷酸化调节的主要靶标;GRASP蛋白互作对GRASP蛋白功能和调节具有重要作用;细胞分裂过程高尔基体分离和重新组装需要可逆蛋白翻译后的修饰,特别是蛋白的磷酸化和泛素化;高尔基体的结构具有精确的质量控制机制,通过放缓蛋白的转运确保蛋白的糖基化和分类。通过大量的研究认识到,高尔基体结构的形成以及形态学的变化正是为了更好地执行其功能。还有很多问题需要进一步的研究,比如在不同条件下,高尔基体是如何调节自己的结构去更好地执行其功能?哪些蛋白在这些反应中发挥了重要作用?
31、甘蔗茎和甜菜根细胞的液泡中贮存有大量的蔗糖,柿子果皮细胞的液泡中含有丹宁。有些植物,特别是药用植物的某些细胞液泡中含有特殊的植物碱,如茶叶含有咖啡碱,罂粟果实中含有吗啡,金鸡纳树的树皮中含有奎宁。未成熟的水果中,由于液泡中含有较多的有机酸,故具有酸味。花瓣、果实常显示出红色、黄色、蓝色和紫色,它们都是液泡中的色素所显示的颜色。花青素的颜色可随液泡中的酸碱度不同而变化,碱性时显蓝色,中性时显紫色,酸性时显红色。
32、双光子(Two-photon,TP)荧光成像是一种用于原位检测各种生物分子的非侵入性方法。与单光子荧光成像相比,TP荧光具有更高的组织穿透深度、更高的时间分辨率以及更少的标本光损伤。迄今为止已经报道了许多TP荧光探针,可以实现多种细胞器中的H₂O₂成像,但是高尔基体中H₂O₂原位生物成像的报道仍然很稀少。
33、因此,在需要大量合成蛋白质的细胞内高尔基体最多。
34、内质网是由一层膜形成的囊状、泡状和管状结构,并形成一个连续的网膜系统。内质网通常占细胞的生物膜系统的一半左右,占细胞体积的10%以上。根据内质网上是否附有核糖体,将内质网分为两类,即粗面内质网和光面内质网。粗面内质网多呈大的扁平膜泡,排列整齐。它是核糖体和内质网共同组成的复合结构,普遍存在于细胞中,特别是合成分泌蛋白的细胞。在结构上,粗面内质网与细胞核的外层膜相连。无核糖体附着的内质网称为光面内质网,通常为小的管状和小的泡状,广泛存在于各种类型的细胞中。光面内质网是脂质合成的重要场所。内质网可通过岀芽方式,将合成的蛋白质或脂质转运到高尔基体
35、NP-Golgi的分子结构及其对H₂O₂的荧光响应机制示意图。
36、新教材重视高尔基体对蛋白质的分拣作用,如下所示表述。
37、动物细胞生物学方面的研究结果还表明,在内质网腔中糖基化后的蛋白质,再运输到高尔基体形成成熟的蛋白质,然后通过高尔基体小泡输出或运输到其它部位,因此在内质网和高尔基体上均观察到糖蛋白分布。
38、We‘reopenaccesssothereisnopaywalltopreventyourresearchreachingeveryone.We’retheonlyflagshipjournalthat’sfreetoread.Wedon’tchasetrends,butcoverallareasofchemistry.
39、反面膜囊:ph比其他部位低。功能是蛋白质的分类与包装以及输出,“晚期”蛋白质修饰。并保证蛋白与脂质的单向转运。高尔基体的功能高尔基体的主要功能将内质网合成的蛋白质进行加工、分拣、与运输,然后分门别类地送到细胞特定的部位或分泌到细胞外。
40、接下来的体内试验中,本文作者利用Np-Golgi,对小鼠肾细胞内高尔基体中的H₂O₂进行了双光子成像。小鼠的高血压病变是通过注射哇巴因诱导的。如下图可见,与对照组相比,在高血压(HBP)小鼠中,530-580nm处荧光强度与430-480nm处荧光强度的比例值明显升高。由此可知,高血压小鼠肾脏组织发生的病变伴随着H₂O₂的过量累积,高尔基体的氧化应激与高血压之间存在着显著的相关性。
41、是由光面膜组成的囊泡系统,它由扁平膜囊(saccules)、大囊泡(vacuoles)、小囊泡(vesicles)三个基本成分组成。
42、 一般都认为初级溶酶体的形成过程与分泌颗粒的形成类似,也起自高尔基体囊泡。初级溶酶体与分泌颗粒(主要指一些酶原颗粒),从本质上看具有同一性,因为溶酶体含多种酶(主要是各种水解酶),这些蛋白质与酶原颗粒一样,也参与分解代谢物的作用。不同处在于:酶原颗粒是排出细胞外发挥作用,而溶酶体内的酶类主要在细胞内起作用。
43、这两种核糖体上合成的蛋白质不仅在细胞内的去向不同,它们的转运方式也是不同的(如图)。
44、致瘤蛋白增加恶性分泌是恶性肿瘤细胞的一个特征。Halberg等(27)研究发现GOLPH3在促进恶性肿瘤囊泡分泌中起重要作用,发现PIPTNCI1是一种癌基因,在乳腺癌、黑色素瘤和结肠癌中高表达。分子生物学和细胞生物学研究显示PIPTNCI1通过与高尔基体中PI(4)P结合并募集RAB1B至高尔基体,进一步募集GOLPH导致高尔基体伸展、扩大,从而增加囊泡释放,囊泡释放通过增加促侵袭、促血管生成因子促进恶性肿瘤转移。
45、 因为这种细胞器的折射率与细胞质基质很相近,所以在活细胞中不易看到。高尔基体从发现至今已有100多年的历史,其中一半以上的时间是进行关于高尔基体的形态甚至是它是否真实存在的争论。细胞学家赋予它几十种不同的名称,也有很多人认为高尔基体是由于固定和染色而产生的人工假像。直到20世纪50年代应用电子显微镜才清晰地看出它的亚显微结构。它不仅存在于动植物细胞中,而且也存在于原生动物和真菌细胞内。
46、在植物细胞中,细胞的分泌作用和分泌物性质与细胞器存在一定的关系。一些研究结果表明蛋白质类分泌物与运输跟内质网有关,与高尔基体关系不大。
47、纤维素的产生方式与其他胞外的大分子的产生方式很不一样。它不是在细胞内合成后通过胞吐的方式运出细胞,而是由包埋在细胞质膜中的酶复合物在细胞的外表面合成的。
48、所以教材上说的“高尔基体是对内质网发送来的蛋白质进行加工,分类和包装的“车间”和“发送站””这句话同样适用于植物细胞,在此基础上可以再加上“高尔基体还与植物细胞细胞壁的形成有关”。
49、高尔基体膜含有大约60%的蛋白和40%的脂类,具有一些和ER共同的蛋白成分。膜脂中磷脂酰胆碱的含量介于ER和质膜之间,中性脂类主要包括胆固醇,胆固醇酯和甘油三酯。高尔基体中的酶主要有糖基转移酶、磺基-糖基转移酶、氧化还原酶、磷酸酶、蛋白激酶、甘露糖苷酶、转移酶和磷脂酶等不同的类型。