细胞质基质

细胞组成部分

细胞质基质又称胞质溶胶，是细胞质中均质而半透明的胶体部分，充填于其他有形结构之间。细胞质基质的化学组成可按其相对分子质量大小分为三类，即小分子、中等分子和大分子。小分子包括水、无机离子;属于中等分子的有脂类、糖类、氨基酸、核苷酸及其衍生物等；大分子则包括多糖、蛋白质、脂蛋白和RNA等。

定义

随观察方法、研究手段的改进，其涵义有所改变。显微水平上称为透明质或细胞液；亚显微水平上称为细胞质基质；细胞生化上称为胞质溶胶即细胞匀浆经超速离心除去所有细胞器和颗粒后的上清液部分。

由水，无机盐，脂质，糖类，核苷酸，氨基酸和多种酶等组成。在细胞质基质中，进行多种化学反应。

胞质溶胶约占细胞总体积55%，其中存在几千种酶。大多数中间代谢（包括糖酵解、糖原异生作用以及糖、脂肪酸、核苷酸和氨基酸的合成）都是在胞质溶胶中进行的。胞质溶胶内约20% 是蛋白质。许多蛋白质可能直接或间接地与细胞骨架相结合，蛋白质分子之间也可能有选择性的亲合。因此，细胞质基质实质上是一个在不同层次均有高度组织结构的系统，而不是一种简单的溶液。然而，在普通透射电子显微镜下却看不到细胞质基质内的有形构造。

70年代美国细胞生物学家K．R．波特用高穿透力的高压电子显微镜观察经戊二醛固定的离体培养的细胞，才在细胞基质内发现微梁网络。于是便把基质分为两个部分：①微梁网络，分布在整个细胞中，由蛋白质性质的微梁纤维构成。②水状的网络空间，其中溶解或悬浮着多种小分子，如糖、氨基酸、无机盐等。微梁网络的边缘附着在细胞的质膜上，并与微管、微丝等细胞骨架成分交织成为网架，支挂着内质网、线粒体等细胞器。游离的多核糖体则悬于微梁网络的交叉点上。整个细胞质呈现复杂的结构秩序。

有人先用去垢剂处理细胞，去除可溶性蛋白质，再用改良的水干法制备细胞标本，在电子显微镜下就看不到微梁结构。若不经去垢剂处理，则出现微梁网络。因此，微梁网络是否真正存在还不能确定。

功能

结构

大分子物质：蛋白质、脂蛋白、多糖、核酸（DNA和RNA）

中等分子：氨基酸、核苷酸、脂类

小分子物质：水、无机离子（Na+、K+ 等）

真核细胞的细胞质中胶状物质叫什么？截至2013年，还没有取得一致意见。常见的有细胞质基质（cytoplasmic matrix 或 cytomatrix）和胞质溶胶（cytosol）这两术语。实际上，这两术语的定义是有着根本的区别。细胞质基质是指细胞质中除去可分辨的细胞器之外的胶状物质。其中含有与中间代谢有关的数千种酶类，以及与维持细胞形态和细胞内物质运输有关的细胞质骨架结构。

胞质溶胶则定义为，细胞质中除去所有细胞器和细胞骨架之外，余下的内部液体介质。胞质溶胶中含有大量可溶性酶，它对细胞代谢活性担负着重要功能。

很显然，两种定义根本的差别就是包含不包含细胞质骨架。然而，它们共同之处则都认为该胶状物是细胞代谢的重要场所，其中含有大量跟代谢有关的各种各样的酶。的确，在细胞质基质或胞质溶胶中是含有大量蛋白质，其含量约占“基质”或“溶胶” 总重量的20~30%；约占细胞总蛋白量四分之一到一半。由于“基质”或“溶胶”中蛋白质浓度很高----大约是200mg~400mg/ml，因此其中很多蛋白质是以复合物形式存在，而且只要提供极少的能量就能使隐藏在其内部的的复杂结构得以稳定。同时，研究发现绝大多数可溶性蛋白，或是被束缚在胞内纤维上，或是被集中在胞内特定区域。为此，许多研究者都相信细胞质中的“胶状物质”是高度有序的。

即细胞质基质或胞质溶胶是细胞代谢的重要场所，是高度有序的。细胞质基质在蛋白质的修饰和蛋白质选择性降解等方面起着重要作用。特别是降解细胞质基质中寿命已到、稳定的蛋白质，和变性、错误折叠、含有被氧化或其他非正常修饰氨基酸的蛋白质的时候，它们都是通过依赖于泛素的蛋白质降解途径得到水解。

泛素（ubiguitin，ub）是一种由76个氨基酸组成的小型、高度保守的蛋白质，他可以与其他细胞内蛋白质的赖氨基酸残基共价结合。这些被泛素分子标记的蛋白质可以被蛋白酶体（26S的蛋白酶复合体）降解，可以改变蛋白的功能，或者可以引起膜蛋白被送入溶酶体。即泛素蛋白是调节细胞功能，实现蛋白质分解的核心。“泛素功能的发现将成为理解癌症和其他某些疾病发生、发展的一把钥匙”。以色列科学家西查诺夫、赫什库和美国科学家罗斯，正是因为发现泛素这一功能，而获得2004年度诺贝尔化学奖。

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