內質網的功能

　　內質網是細胞質的膜系統,外與細胞膜相連,內與核膜的外膜相通,將細胞內的各種結構有機地聯結成一個整體,有效地增加細胞內的膜面積,具有承擔細胞內物質運輸的作用。

　　ER主要功能是合成蛋白質和脂類，分泌性蛋白和跨膜蛋白都是在ER中合成的。ER合成的脂類除滿足自身需要外，還提供給高爾基體、溶酶體、內體、質膜、線粒體、葉綠體等膜性細胞結構。滑面內質網上沒有核糖體附著，所占比例較少，但功能較復雜，它與脂類、糖類代謝有關,參與糖原和脂類的合成、固醇類激素的合成以及具有分泌等功能。在胃組織的某些細胞的滑面內質網上曾發現有CI的積累，這說明它與HCl的分泌有關。在小腸上皮細胞中，可以觀察到它與運輸脂肪有關。在心肌細胞和骨骼肌細胞內的滑面內質網與傳導興奮的作用有關，在平滑肌細胞內，與Ca2的攝取和釋放有關。粗面內質網上附著有核糖體，其排列也較滑面內質網規則，功能是合成蛋白質大分子，并把它從細胞輸送出去或在細胞內轉運到其他部位。蛋白質合成旺盛的細胞，粗面內質網發達。在神經細胞中，粗面內質網的發達與記憶有關。光滑型內質網的功能與糖類和脂類的合成、解毒、同化作用有關，具有運輸蛋白質的功能。這兩種內質網的比例與細胞的功能有著密切的聯系，如胰腺細胞中粗面型內質網特別發達，這與胰腺細胞合成和分泌大量的胰消化酶蛋白有關，在睪丸和卵巢中分泌性激素的細胞中，則滑面型內質網特別發達，這與合成和分泌性激素有關。細胞質中內質網的發達程度與其生命活動的旺盛程度呈正相關。

　　電鏡下，內質網是由單位膜構成的扁囊(池)和小管，并互相通連。粗面內質網由扁囊和附著在其外表面的核糖體構成，表面粗糙，細胞核周圍的粗面內質網可與核膜外層通連。主要功能是合成分泌蛋白質。滑面內質網表面光滑無核糖體附著，主要參與類固醇、脂類的合成與運輸，糖代謝及激素的滅活等。[4]

　　蛋白質加工

　　蛋白質都是在核糖體上合成的，并且起始于細胞質基質，但是有些蛋白質在合成開始不久后便轉在內質網上合成，這些蛋白質主要有：

　　①向細胞外分泌的蛋白、如抗體、激素；

　　②跨膜蛋白，并且決定膜蛋白在膜中的排列方式；

　　③需要與其它細胞器組合嚴格分開的酶，如溶酶體的各種水解酶；

　　④需要進行修飾的蛋白，如糖蛋白。

　　C. Milstein（1972）發現從骨髓瘤細胞提取的免疫球蛋白分子N端要比分泌到細胞外的N端多出一段。G. Blobel和D. Sabatini等根據進一步的實驗，提出了信號假說（Signal hypothesis），認為蛋白質上的信號肽，指導蛋白質轉至內質網上合成。Blobel因此項發現獲1999年諾貝爾生理醫學獎。

　　蛋白質轉入內質網合成至少涉及5種成分：

　　①信號肽（signal peptide），是引導新合成肽鏈轉移到內質網上的一段多肽，位于新合成肽鏈的N端，一般16~30個氨基酸殘基，含有6-15個帶正電荷的非極性氨基酸，由于信號肽又是引導肽鏈進入內質網腔的一段序列，又稱開始轉移序列（start transfer sequence）。

　　②信號識別顆粒（signal recognition particle，SRP），由6種結構不同的多肽組成，結合一個7S RNA，分子量325KD，屬于一種核糖核蛋白(ribonucleoprotein)。SRP與信號序列結合，導致蛋白質合成暫停。

　　③ SRP受體（SPR receptor），是膜的整合蛋白，為異二聚體蛋白，存在于內質網上，可與SRP特異結合。

　　④停止轉移序列（stop transfer sequence），肽鏈上的一段特殊序列，與內質網膜的親合力很高，能阻止肽鏈繼續進入內質網腔，使其成為跨膜蛋白質。

　　⑤轉位因子（translocator），由3-4個Sec61蛋白復合體構成的一個類似炸面圈的結構，每個Sec61蛋白由三條肽鏈組成。

　　蛋白質轉入內質網合成的過程：

　　信號肽與SRP結合→肽鏈延伸終止→SRP與受體結合→SRP脫離信號肽→肽鏈在內質網上繼續合成，同時信號肽引導新生肽鏈進入內質網腔→信號肽切除→肽鏈延伸至終止→翻譯體系解散。這種肽鏈邊合成邊向內質網腔轉移的方式，稱為cotranslation。

　　一些信號肽序列的蛋白質及信號序列

　　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．．．

　　蛋白質的修飾與加工

　　包括糖基化、羥基化、酰基化、二硫鍵形成等，其中最主要的是糖基化，幾乎所有內質網上合成的蛋白質最終被糖基化。

　　糖基化的作用是： ①使蛋白質能夠抵抗消化酶的作用；②賦予蛋白質傳導信號的功能；③某些蛋白只有在糖基化之后才能正確折疊。

　　糖基一般連接在4種氨基酸上，分為2種：

　　O-連接的糖基化（O-linked glycosylation）：與Ser、Thr和Hyp的OH連接，連接的糖為半乳糖或N-乙酰半乳糖胺，在高爾基體上進行O-連接的糖基化。

　　N-連接的糖基化（N-linked glycosylation）：與天冬酰胺殘基的NH2連接，糖為N-乙酰葡糖胺。

　　內質網上進行的為N-連接的糖基化。糖的供體為核苷糖(nucleotide sugar)，如CMP-唾液酸、GDP-甘露糖、UDP-N-乙酰葡糖胺等。糖分子首先被糖基轉移酶轉移到膜上的磷酸長醇（dolichol phosphate）分子上，裝配成寡糖鏈。再被寡糖轉移酶轉到新合成肽鏈特定序列（Asn-X-Ser或Asn-X-Thr）的天冬酰胺殘基上。

　　新生肽鏈的折疊組裝和運輸

　　COP Ⅱ介導由內質網輸出的膜泡運輸，這種膜泡由內質網的排出位點（exit sites）以出芽的方式排出，內質網的排出位點沒有結合核糖體，隨機分布在內質網上。不同的蛋白質在內質網腔中停留的時間不同，主要取決于蛋白質完成正確折疊和組裝的時間，這一過程是在屬于hsp70家族的ATP酶的作用下完成的，需要消耗能量。有些無法完成正確折疊的蛋白質被輸出內質網，轉入溶酶體中降解掉，大約90%的新合成的T細胞受體亞單位和乙酰膽堿受體都被降解掉，而從未到達靶細胞膜。[4]

　　其他功能

　　1.合成膜脂

　　大多數膜脂是完全在內質網中合成的，例外的情況包括：

　　①鞘磷脂是在內質網上開始合成的，但完成于高爾基體；

　　②某些線粒體和葉綠體獨有的膜脂是駐留在這些細胞器中的酶催化合成的。ER合成的膜脂以膜泡運輸的方式轉運至高爾基體，溶酶體和質膜上，或借磷脂轉移蛋白（phospholipid transfer protein，PTP）形成水溶性復合物，轉至其他膜上。

　　2.解毒作用

　　SER中的p450酶系屬于單加氧酶（monooxygenase），又稱為多功能氧化酶 (mixed function oxidase)、羥化酶(hydroxylase)，因其還原態的吸收峰在450nm處，故此命名。主要分布在SER中，但也存在于質膜、線粒體、高爾基體、過氧化物酶體、核膜等細胞器的膜中，具有解毒作用，通常可將脂溶性有毒物質，代謝為水溶性物質，使有毒物質排出體外。有時也會將致癌物代謝為活性致癌物。p450種類繁多，但都是與其他輔助成分組成一個呼吸鏈來實現其功能，呼吸鏈中的P450還原酶實際就是一種黃素蛋白。p450催化O2分子中的一個原子加到底物分子上使之羥化，另一個氧原子被NADH或NADPH提供的氫還原生成水，在此氧化過程中無高能磷酸化合物生成。

　　3.甾體類激素的合成

　　在生殖腺和腎上腺的內分泌細胞中，SER、線粒體，可能還有高爾基體上的一些酶共同參與甾體類激素的合成。

　　4.調節血糖濃度

　　使葡糖6-磷酸水解為磷酸和葡萄糖，釋放糖至血液中。細胞中的糖元可被酶轉化為葡糖1-磷酸，再轉變為葡糖6-磷酸，但由于膜對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過質膜，進入血液。

　　5.形成一些特殊結構

　　如肌細胞中的SER特化成的肌質網可儲存鈣離子，作為細胞內信號物質。

　　6.支撐作用

　　內質網是細胞內最豐富的膜，形成了一種網絡結構，提供機械支撐作用，并成為細胞質中酶附著的支架。

　　7.轉送作用

　　內質網可通過出芽來運送合成物，其中光面內質網尤為突出。[4]