[陽明大二細胞生物學]內膜系統與高基氏體

一‧內膜系統的研究

1.      cell free system：

→將胞器從細胞中分離，並加入足夠的原料觀察其反應

→ex.發現vesicle的budding

2.      autoradiography：

→將腺體細胞(大量分泌)置於含放射性氨基酸的環境數分鐘，觀察放射性物質的路徑。

→pulse and chase：pulse為置於含放射性氨基酸的步驟；chase則是將它置於非放射性的環境中。可了解這些放射性物質停留在細胞的時間和行徑

→缺點：需要切片，死細胞

3.      GFP綠螢光蛋白：

→加入一段螢光蛋白的基因，使細胞產生這類型蛋白質

→優點在於可以直接觀察活細胞

二‧從ER到Golgi

1.      利用GFP綠螢光蛋白研究其過程

2.      ERGIC：為ER到Golgi的過渡區域

3.      路徑：ER→ERGIC→Golgi

三‧高基氏體Golgi

1.      基本介紹：1989由Golgi發現

a.       由許多cisternae堆疊而成(一般少於8個)

b.      由靠近ER的一側→靠細胞膜側的順序

CGN(cis Golgi network)→Cis cisternae →medial cisternae →trans cisternae →TGN(trans Golgi network)

※其中，CGN與TGN決定protein接下來的運送方向

c.       功能：packaging蛋白質的修飾：glycosylation為例

→在此處進行O linked的glycosylation，醣類接在Ser，Thr上

→繼續完成N linked，在ER完成core後，送到Golgi作進一步修飾

→合成許多複雜的多醣：ex. Hemicellulose, pectin等

2.      物質通過Golgi的兩套model：

a.       Cisternal maturation model

→Cisternae是個暫時性的構造，由ER/ERGIC分泌物構成cis面，並在往trans面的過程中不斷的改變組成，被視為一個成熟的過程

b.      Vesicular Transport model

→Cisternae是固定的，cargo藉由vesicle在Golgi間運輸

→1984年的實驗支持此理論：

※    在試管中加入了可進行VSV glycosylation的mutant Golgi(失去transferase)，正常的Golgi，ATP與cytosol fraction等，會發現試管仍然可以進行VSV glycosylation，且觀察到vesicle的來往

※    被感染的Golgi上具有尚未glycosylation的病毒蛋白，因缺少酵素理論上無法順利的進行glycosylation。然而，vesicle可能將酵素從wild type帶進去，或是將這些protein帶到wild type中。

※    然而，若是將形成vesicle必備的ATP或cytosol去除，則glycosylation無法進行，證明vesicle是必要的

※    綜合上述結果，支持此vesicular transport model

c.       近年來，又偏向支持Cisternal maturation model

→利用藥物停止ER/ERGIC向Golgi的流動，發現Golgi消失；移除藥物後又能恢復

→Golgi製造的蛋白質，有些只出現在cisterae中，卻不曾出現在vesicle→cisternae的組成可以隨時間改變

→vesicular transport無法解釋如何運送比自己大的蛋白質

d.      最新的假設：

(1)   待修飾物質由cisternae承載

(2)   囊泡的功能在於回收隨cisternae前進的resident Golgi enzyme