内质网：粗面与滑面

内质网（ER）是由膜小管和扁囊组成的一个相互连接的网络，与核膜连续，是真核细胞中最大的膜系统。它以附着核糖体的粗面形式存在，负责合成和折叠膜蛋白和分泌蛋白；也以不含核糖体的滑面形式存在，负责脂质合成、解毒和钙储存。

Definition

内质网是一个连续的膜包围网络，与核膜相连，其粗面（带有核糖体）区域合成和折叠进入分泌途径的蛋白质，其滑面区域进行脂质合成、解毒和钙储存。

Scope

本条目涵盖粗面内质网和滑面内质网的结构区别、蛋白质共翻译进入粗面内质网的过程、蛋白质折叠和通过未折叠蛋白反应进行的质量控制，以及滑面内质网在脂质合成、解毒和钙处理方面的作用。这是一个细胞生物学和组织学参考主题，不提供临床指导。

Core questions

• 新生蛋白质如何进入粗面内质网并进行折叠和质量控制？
• 粗面内质网和滑面内质网在结构和功能上有何区别？
• 内质网如何感知并响应错误折叠蛋白质的积累？
• 滑面内质网如何促进脂质合成和钙处理？

Key concepts

• 粗面内质网与滑面内质网
• 共翻译蛋白质导入
• 蛋白质折叠与内质网质量控制
• 内质网相关降解 (ERAD)
• 脂质和类固醇合成
• 钙储存与肌浆网
• 滑面内质网细胞色素的解毒作用

Key theories

未折叠蛋白反应 (UPR)

内质网腔内未折叠或错误折叠蛋白质的积累被跨膜传感器检测到，这些传感器触发一个协调的转录和翻译程序，以恢复折叠能力，如果失败，则促使细胞死亡。

Mechanisms

在粗面内质网上，翻译带有信号序列的蛋白质的核糖体停靠在膜上，并将新生肽链导入或穿过脂双层，在那里它被折叠和修饰，然后输出。一个专门的质量控制系统会保留错误折叠的蛋白质，并将持续异常的蛋白质靶向逆向转运和降解；当未折叠蛋白质积累时，跨膜传感器会启动未折叠蛋白质反应，以扩大折叠能力或触发细胞凋亡。滑面内质网缺乏结合的核糖体，是磷脂和类固醇合成、通过其氧化酶进行药物和毒素代谢以及（在肌肉中作为肌浆网）调节钙储存和释放的主要场所。此处产生和维持的脂质组成决定了所有下游膜的行为。

Clinical relevance

内质网应激以及蛋白质折叠和质量控制缺陷与多种疾病过程有关，滑面内质网的药物代谢能力是细胞处理许多外源性物质的基础。本条目描述了这些过程所涉及的正常机制，并非个体诊断或治疗决策的依据。

History

内质网最初由Keith Porter及其同事在培养细胞的早期电子显微照片中描述，Palade的工作将其粗面区域与蛋白质分泌联系起来。Blobel和Sabatini的信号假说解释了蛋白质如何靶向粗面内质网，Walter、Ron等人的后续工作将未折叠蛋白反应定义为细胞器的稳态应激途径。

Key figures

• Keith Porter
• George Palade
• Günther Blobel
• Peter Walter
• David Ron

Seminal works

• ron2007
• gardner2013

Frequently asked questions

粗面内质网和滑面内质网有什么区别？

粗面内质网附着核糖体，负责合成和折叠分泌途径的蛋白质，而滑面内质网不含核糖体，专门负责脂质合成、解毒和钙储存。

什么是未折叠蛋白反应？

当错误折叠的蛋白质在内质网中积累时，会触发一个信号传导程序；跨膜传感器会扩大细胞器的折叠能力，如果应激未能解决，则可能导致细胞死亡。