内质网的功能

　　内质网是细胞质的膜系统,外与细胞膜相连,内与核膜的外膜相通,将细胞内的各种结构有机地联结成一个整体,有效地增加细胞内的膜面积,具有承担细胞内物质运输的作用。

　　ER主要功能是合成蛋白质和脂类，分泌性蛋白和跨膜蛋白都是在ER中合成的。ER合成的脂类除满足自身需要外，还提供给高尔基体、溶酶体、内体、质膜、线粒体、叶绿体等膜性细胞结构。滑面内质网上没有核糖体附着，所占比例较少，但功能较复杂，它与脂类、糖类代谢有关,参与糖原和脂类的合成、固醇类激素的合成以及具有分泌等功能。在胃组织的某些细胞的滑面内质网上曾发现有CI的积累，这说明它与HCl的分泌有关。在小肠上皮细胞中，可以观察到它与运输脂肪有关。在心肌细胞和骨骼肌细胞内的滑面内质网与传导兴奋的作用有关，在平滑肌细胞内，与Ca2的摄取和释放有关。粗面内质网上附着有核糖体，其排列也较滑面内质网规则，功能是合成蛋白质大分子，并把它从细胞输送出去或在细胞内转运到其他部位。蛋白质合成旺盛的细胞，粗面内质网发达。在神经细胞中，粗面内质网的发达与记忆有关。光滑型内质网的功能与糖类和脂类的合成、解毒、同化作用有关，具有运输蛋白质的功能。这两种内质网的比例与细胞的功能有着密切的联系，如胰腺细胞中粗面型内质网特别发达，这与胰腺细胞合成和分泌大量的胰消化酶蛋白有关，在睾丸和卵巢中分泌性激素的细胞中，则滑面型内质网特别发达，这与合成和分泌性激素有关。细胞质中内质网的发达程度与其生命活动的旺盛程度呈正相关。

　　电镜下，内质网是由单位膜构成的扁囊(池)和小管，并互相通连。粗面内质网由扁囊和附着在其外表面的核糖体构成，表面粗糙，细胞核周围的粗面内质网可与核膜外层通连。主要功能是合成分泌蛋白质。滑面内质网表面光滑无核糖体附着，主要参与类固醇、脂类的合成与运输，糖代谢及激素的灭活等。[4]

　　蛋白质加工

　　蛋白质都是在核糖体上合成的，并且起始于细胞质基质，但是有些蛋白质在合成开始不久后便转在内质网上合成，这些蛋白质主要有：

　　①向细胞外分泌的蛋白、如抗体、激素；

　　②跨膜蛋白，并且决定膜蛋白在膜中的排列方式；

　　③需要与其它细胞器组合严格分开的酶，如溶酶体的各种水解酶；

　　④需要进行修饰的蛋白，如糖蛋白。

　　C. Milstein（1972）发现从骨髓瘤细胞提取的免疫球蛋白分子N端要比分泌到细胞外的N端多出一段。G. Blobel和D. Sabatini等根据进一步的实验，提出了信号假说（Signal hypothesis），认为蛋白质上的信号肽，指导蛋白质转至内质网上合成。Blobel因此项发现获1999年诺贝尔生理医学奖。

　　蛋白质转入内质网合成至少涉及5种成分：

　　①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16~30个氨基酸残基，含有6-15个带正电荷的非极性氨基酸，由于信号肽又是引导肽链进入内质网腔的一段序列，又称开始转移序列（start transfer sequence）。

　　②信号识别颗粒（signal recognition particle，SRP），由6种结构不同的多肽组成，结合一个7S RNA，分子量325KD，属于一种核糖核蛋白(ribonucleoprotein)。SRP与信号序列结合，导致蛋白质合成暂停。

　　③ SRP受体（SPR receptor），是膜的整合蛋白，为异二聚体蛋白，存在于内质网上，可与SRP特异结合。

　　④停止转移序列（stop transfer sequence），肽链上的一段特殊序列，与内质网膜的亲合力很高，能阻止肽链继续进入内质网腔，使其成为跨膜蛋白质。

　　⑤转位因子（translocator），由3-4个Sec61蛋白复合体构成的一个类似炸面圈的结构，每个Sec61蛋白由三条肽链组成。

　　蛋白质转入内质网合成的过程：

　　信号肽与SRP结合→肽链延伸终止→SRP与受体结合→SRP脱离信号肽→肽链在内质网上继续合成，同时信号肽引导新生肽链进入内质网腔→信号肽切除→肽链延伸至终止→翻译体系解散。这种肽链边合成边向内质网腔转移的方式，称为cotranslation。

　　一些信号肽序列的蛋白质及信号序列

　　Preproalbumin

　　Met-Lys-Trp-Val-Thr-Phe-Leu-Leu-Leu-Leu-Phe-Ile-Ser -Gly-Ser-Ala-Phe-Ser↓Arg．．．

　　Pre-IgG light chain

　　Met-Asp-Met-Arg-Ala-Pro-Ala-Gln-Ile-Phe-Gly-Phe-Leu -Leu-Leu-Leu-Phe-Pro-Gly -Thr-Arg-Cys↓Asp．．．

　　Prelysozyme

　　Met-Arg-Ser-Leu-Leu-Ile-Leu-Val-Leu-Cys-Phe-Leu -Pro-Leu-Ala-Ala-Leu-Gly↓Lys．．．

　　蛋白质的修饰与加工

　　包括糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成等，其中最主要的是糖基化，几乎所有内质网上合成的蛋白质最终被糖基化。

　　糖基化的作用是： ①使蛋白质能够抵抗消化酶的作用；②赋予蛋白质传导信号的功能；③某些蛋白只有在糖基化之后才能正确折叠。

　　糖基一般连接在4种氨基酸上，分为2种：

　　O-连接的糖基化（O-linked glycosylation）：与Ser、Thr和Hyp的OH连接，连接的糖为半乳糖或N-乙酰半乳糖胺，在高尔基体上进行O-连接的糖基化。

　　N-连接的糖基化（N-linked glycosylation）：与天冬酰胺残基的NH2连接，糖为N-乙酰葡糖胺。

　　内质网上进行的为N-连接的糖基化。糖的供体为核苷糖(nucleotide sugar)，如CMP-唾液酸、GDP-甘露糖、UDP-N-乙酰葡糖胺等。糖分子首先被糖基转移酶转移到膜上的磷酸长醇（dolichol phosphate）分子上，装配成寡糖链。再被寡糖转移酶转到新合成肽链特定序列（Asn-X-Ser或Asn-X-Thr）的天冬酰胺残基上。

　　新生肽链的折叠组装和运输

　　COP Ⅱ介导由内质网输出的膜泡运输，这种膜泡由内质网的排出位点（exit sites）以出芽的方式排出，内质网的排出位点没有结合核糖体，随机分布在内质网上。不同的蛋白质在内质网腔中停留的时间不同，主要取决于蛋白质完成正确折叠和组装的时间，这一过程是在属于hsp70家族的ATP酶的作用下完成的，需要消耗能量。有些无法完成正确折叠的蛋白质被输出内质网，转入溶酶体中降解掉，大约90%的新合成的T细胞受体亚单位和乙酰胆碱受体都被降解掉，而从未到达靶细胞膜。[4]

　　其他功能

　　1.合成膜脂

　　大多数膜脂是完全在内质网中合成的，例外的情况包括：

　　①鞘磷脂是在内质网上开始合成的，但完成于高尔基体；

　　②某些线粒体和叶绿体独有的膜脂是驻留在这些细胞器中的酶催化合成的。ER合成的膜脂以膜泡运输的方式转运至高尔基体，溶酶体和质膜上，或借磷脂转移蛋白（phospholipid transfer protein，PTP）形成水溶性复合物，转至其他膜上。

　　2.解毒作用

　　SER中的p450酶系属于单加氧酶（monooxygenase），又称为多功能氧化酶 (mixed function oxidase)、羟化酶(hydroxylase)，因其还原态的吸收峰在450nm处，故此命名。主要分布在SER中，但也存在于质膜、线粒体、高尔基体、过氧化物酶体、核膜等细胞器的膜中，具有解毒作用，通常可将脂溶性有毒物质，代谢为水溶性物质，使有毒物质排出体外。有时也会将致癌物代谢为活性致癌物。p450种类繁多，但都是与其他辅助成分组成一个呼吸链来实现其功能，呼吸链中的P450还原酶实际就是一种黄素蛋白。p450催化O2分子中的一个原子加到底物分子上使之羟化，另一个氧原子被NADH或NADPH提供的氢还原生成水，在此氧化过程中无高能磷酸化合物生成。

　　3.甾体类激素的合成

　　在生殖腺和肾上腺的内分泌细胞中，SER、线粒体，可能还有高尔基体上的一些酶共同参与甾体类激素的合成。

　　4.调节血糖浓度

　　使葡糖6-磷酸水解为磷酸和葡萄糖，释放糖至血液中。细胞中的糖元可被酶转化为葡糖1-磷酸，再转变为葡糖6-磷酸，但由于膜对磷酸化的糖是高度不通透的，葡糖6-磷酸只有在去磷酸化以后才能通过质膜，进入血液。

　　5.形成一些特殊结构

　　如肌细胞中的SER特化成的肌质网可储存钙离子，作为细胞内信号物质。

　　6.支撑作用

　　内质网是细胞内最丰富的膜，形成了一种网络结构，提供机械支撑作用，并成为细胞质中酶附着的支架。

　　7.转送作用

　　内质网可通过出芽来运送合成物，其中光面内质网尤为突出。[4]