【重点提要】
细胞质基质的涵义及其与蛋白质翻译后修饰、选择性降解和正确折叠等方面有关的功能；真核细胞内区室化和内膜系统的基本概念；内质网、高尔基体、溶酶体和过氧化物酶体的结构与功能。
【基本概念】
1． 内膜系统（endomembrane system）：细胞质中在结构、功能乃至发生上相互关联，由膜包被的细胞器或细胞结构的总称。主要包括内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体和分泌泡等。
2． 细胞质基质（cytoplasmic matrix）：在细胞内，除膜性细胞器外的细胞质液相内容物区域。细胞质基质可能是一个高度有序且又不断变化的动态结构体系。多数的中间代谢反应及蛋白质合成与转运发生在细胞质基质中。某些蛋白质的修饰和选择性的降解等过程也在细胞质基质中进行。细胞骨架纤维贯穿其中并对多种功能行使组织者作用。
3． 泛素化和蛋白酶体所介导的蛋白质降解途径（ubiquitin-andproteasome-mediated pathway）：在E1、E2、E3三种酶的催化下，通过一系列级联反应将泛素连接到靶蛋白上，最后由26S蛋白酶体特异性识别被泛素化的底物并将其降解，同时释放出泛素单体以备循环利用。
4． 分子伴侣（molecular chaperone）：存在于细胞质基质或细胞器中，可以识别正在合成或部分折叠的多肽，并与之某些部位结合，协助其转运、正确折叠或转配的一类蛋白质，但其本身并不参与最终产物的形成。
5． 内质网（endoplasmic reticulum，ER）：是真核细胞中蛋白质、脂质和糖类的合成基地，由封闭的管状或扁平囊状膜系统及其包被的腔形成互相沟通的三维网络结构。根据结构与功能，分为两种基本类型：糙面内质网（rough endoplasmic reticulum，rER）和光面内质网（smoothendoplasmic reticulum，sER）。
6． 微粒体（microsome）：是在细胞匀浆和超速离心过程中，由破碎的内质网形成的近似球形的囊泡结构，包含内质网膜与核糖体两种基本组分。
7． 糙面内质网（rough endoplasmic reticulum，rER）：是内质网与核糖体共同形成的复合机能结构，其主要功能是合成分泌性蛋白和多种膜蛋白。膜上有一种与新合成的多肽转移有关的蛋白质复合体——移位子（translocon）。
8． 光面内质网（smooth endoplasmic reticulum，sER）：表面没有附着核糖体的内质网。常为分支管状，形成较为复杂的立体结构，功能包括脂质合成、类固醇激素的合成、有机物的解毒、将葡萄糖-6-磷酸迅速转化成葡萄糖以及Ca2+储存等。
9． N-连接糖基化（N-linked glycosylation）：在糖基转移酶的催化下寡糖链从内质网膜上磷酸多萜醇载体转移到靶蛋白三氨基酸残基（Asn-X-Ser/Thr）序列的天冬酰胺残基上，然后经内质网特异性糖苷酶加工，形成高甘露糖型糖蛋白，再转移至高尔基体完成蛋白质糖基化修饰。与Asn直接结合的糖是N-乙酰葡糖胺。
10． O-连接糖基化（O-linked glycosylation）：是发生在靶蛋白丝氨酸或苏氨酸残基上，或发生在靶蛋白羟赖氨酸或羟脯氨酸残基上的糖基化。O-连接糖基化发生在高尔基体，与靶蛋白直接结合的糖是N-乙酰半乳糖胺。
11． 蛋白二硫键异构酶（protein disulfide isomerase，PDI）：附着在内质网膜腔面上，可以切断二硫键，形成自由能最低的蛋白质构象，从而帮助新合成的蛋白质重新形成二硫键并产生正确折叠构象。
12． 结合蛋白（binding protein）：存在于内质网腔中的一种分子伴侣，属于Hsp70 家族。在内质网中有两个作用：一是同进入内质网的未折叠蛋白质的疏水氨基酸结合，防止多肽链不正确地折叠和聚合，或者识别错误折叠的蛋白质或未装配好的蛋白质亚单位，并促进它们重新折叠与装配；二是防止新合成的蛋白质在转运过程中变性或断裂。一旦这些蛋白质形成正确构象或完成装配，便与Bip 分离。Bip蛋白质具有4 肽驻留信号（KDEL 或 HDEL）以保证它们滞留在内质网中。
13． 肌质网（sarcoplasmic reticulum）：心肌细胞和骨胳肌细胞中含有的特化光面内质网，是储存Ca2+的细胞器，对Ca2+具调节作用。肌质网膜上的Ca2+-ATP 酶将细胞质基质中的Ca2+泵入肌质网腔中储存起来。当肌细胞受到神经冲动刺激后，Ca2+释放，触发肌肉收缩。
14． 内质网应激（endoplasmic reticulum stress，ERS）：是当某些细胞内外因素使内质网生理功能发生紊乱，钙稳态失衡，未折叠及错误折叠的蛋白质在内质网腔内超量积累时，激活一些相关信号通路引发的反应。包括：未折叠蛋白质应答反应、内质网超负荷反应、固醇调节级联反应和引发细胞凋亡。
15． 高尔基复合体（Golgi complex）：一种由管网结构和多个膜囊组成的极性细胞器，至少由互相联系的3个部分组成：顺面膜囊或顺面网状结构、中间膜囊和反面膜囊以及反面高尔基网状结构。主要功能是对ER转运来的脂类分子及蛋白质进行加工、修饰以及分选。
16． 组成型分泌（constitutive secretion）：细胞内合成的物质以连续的、不需调节的方式向胞外进行分泌。所有真核细胞，均可通过分泌泡连续分泌某些蛋白质至细胞表面。
17． 可调节性分泌（regulated secretion）：特化类型的分泌细胞中新合成的可溶性分泌蛋白在分泌泡中聚集、储存并浓缩，只在特殊刺激条件下才与质膜融合将内容物分泌到细胞表面或细胞外。
18． 溶酶体（lysosome）：是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器，其主要功能是行使细胞内的消化作用。几乎存在于所有的动物细胞中，植物细胞内也有与溶酶体功能类似的细胞器，如圆球体、糊粉粒及植物细胞的中央液泡。溶酶体是一种异质性的细胞器，大致可分为初级溶酶体、次级溶酶体和残质体。
19． 胞内体（endosome）：动物细胞内由膜包围的细胞器，其作用是转运由胞吞作用新摄取的物质到溶酶体被降解。胞内体膜上有ATP驱动的质子泵，将氢离子泵进胞内体腔中，使腔内的pH降低（pH5～6），被认为是胞吞物质的主要分选站。
20． 过氧化物酶体（peroxisome）：又称微体（microbody），是由单层膜围绕的内含一种或几种氧化酶类的细胞器，可直接利用分子氧，常含有两种酶：依赖于黄素（FAD）的氧化酶和过氧化氢酶。它也是一种异质性细胞器，不同生物的细胞中，甚至单细胞生物的不同个体中所含酶的种类及其行使的功能都有所不同。
【知识点解析】
一、细胞质基质及其功能
用差速离心的方法分离细胞匀浆物中的各种细胞组分，先后除去细胞核、线粒体、溶酶体、高尔基体和细胞质膜等细胞器或细胞结构后，存留在上质清液中的主要是细胞质基质的成分。生物化学家多称之为胞质溶胶。
细胞质基质很可能是一个高度有序且处于动态平衡的结构体系，主要成分包括中间代谢有关的酶类以及细胞骨架结构。
细胞质基质的主要功能：
（1）为某些蛋白质合成和脂肪酸合成提供场所；
（2）细胞质骨架作为细胞质基质的主要结构成分，不仅与维持细胞的形态、细胞的运动、细胞内的物质运输及能量传递有关，而且也是细胞质基质结构体系的组织者，为细胞质基质中其他成分和细胞器提供锚定位点，从而在细胞质基质中形成更为精细的三维特定区域，使复杂的代谢反应高效而有序地进行；
（3）细胞内的各种膜相细胞器使细胞质基质产生区室化，一方面通过生物膜结构将蛋白质等生物大分子限定在膜的二维平面上，促进反应高效而有序地进行；另一方面依靠细胞膜或细胞器膜上的泵蛋白和离子通道维持细胞内外跨膜的离子梯度；
（4）细胞质基质与蛋白质的修饰和选择性降解等方面有关：①蛋白质的修饰：辅酶或辅基与酶的共价结合；磷酸化与去磷酸化；蛋白质糖基化作用；甲基化修饰；酰基化；② 控制蛋白质的寿命：蛋白质N 端的第一个氨基酸残基是决定蛋白质寿命的信号，泛素化和蛋白酶体所介导的蛋白质降解途径（ubiquitin and proteasome mediated pathway）是蛋白质降解的机制之一；③ 降解变性和错误折叠的蛋白质；④帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠，形成正确的分子构象。
二、细胞内膜系统及其功能
细胞内区室化是真核细胞结构和功能的基本特征之一。细胞内膜系统是指细胞质中在结构、功能乃至发生上相互关联，由膜包被的细胞器或细胞结构的总称。主要包括内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体和分泌泡等。
研究内膜系统的有效技术主要包括：揭示超微结构的电镜技术、用于功能定位研究的放射自显影技术、 GFP 标记荧光显微技术、用于组分分离与功能分析的差速离心技术和用于研究膜泡运输和遗传基础的突变体分析技术等。
（一）内质网
1. 内质网的两种基本类型
根据结构与功能，内质网可分为两种基本类型：糙面内质网（roughendoplasmic reticulum，rER）和光面内质网（smoothendoplasmic reticulum，sER）。
糙面内质网是内质网与核糖体共同形成的复合机能结构，多呈扁囊状，排列较为整齐，膜表面附有大量的核糖体。ER膜上还有一种称为移位子（translocon）的跨膜蛋白质复合体，其功能与新合成的多肽转移有关。光面内质网表面没有核糖体附着，常为分支管状，形成较为复杂的立体结构。细胞中几乎不含有纯的光面内质网，它们只是作为内质网这一连续结构的一部分。
2. 内质网的功能
内质网是细胞内蛋白质与脂质合成的基地，几乎全部的脂质和多种重要的蛋白质都是在内质网上合成的。
（1）蛋白质的合成是糙面内质网的主要功能。包括：向细胞外分泌的蛋白质；膜的整合蛋白；细胞器中的可溶性驻留蛋白。
（2）光面内质网是脂质合成的重要场所。内质网合成细胞所需包括磷脂和胆固醇在内的几乎全部膜脂。合成磷脂所需要的3 种酶都定位在内质网膜上，其活性部位在膜的细胞质基质侧，底物来自细胞质基质。磷脂转位蛋白（phospholipid translocator）或称转位酶（flippase）帮助磷脂由细胞质基质侧转向内质网腔面。
在内质网合成的磷脂向其他膜的转运的三种可能机制：① 以出芽的方式通过膜泡转运到高尔基体、溶酶体和细胞质膜上；②凭借一种水溶性的磷脂交换蛋白（phospholipid exchangeprotein，PEP），在膜之间转移磷脂；③ 供体膜与受体膜之间通过膜嵌入蛋白所介导的直接接触。
（3）蛋白质的修饰与加工。在糙面内质网合成的膜蛋白和可溶性分泌蛋白，通常要发生4 种基本修饰与加工：① 发生在内质网和高尔基体的蛋白质糖基化； ② 在内质网发生二硫键的形成；③ 蛋白质折叠和多亚基蛋白的装配；④ 在内质网、高尔基体和分泌泡发生特异性的蛋白质水解切割。
N-连接的糖基化（N-linked glycosylation）起始于内质网，以磷酸多萜醇为载体，先合成14 个糖基的寡糖链前体，然后通过膜上糖基转移酶（glycosyltranferase）的作用，将寡糖链由磷酸多萜醇转移至肽链糖基化位点（Asn-X-Ser/Thr）的天冬酰胺残基上，与天冬酰胺直接结合的糖都是N-乙酰葡糖胺，然后经内质网特异性糖苷酶加工，形成高甘露糖型糖蛋白，再转移至高尔基体完成蛋白质N-连接糖基化修饰。也有少数糖基化是发生在靶蛋白丝氨酸或苏氨酸残基上，或发生在靶蛋白羟赖氨酸或羟脯氨酸残基上（如胶原蛋白），称之O-连接的糖基化（O-linked glycosylation），O-连接糖基化发生在高尔基体，与靶蛋白直接结合的糖是N-乙酰半乳糖胺。
（4）新生多肽的折叠与组装。① 内质网是蛋白质分泌转运途径中行使质量监控的重要场所。不能正确折叠的畸形肽链或未组装成寡聚体的蛋白质亚基，被识别后通过Sec61p 复合体从内质网腔转至细胞质基质，进而通过泛素依赖性降解途径被蛋白酶体降解。② 内质网膜腔面附着蛋白二硫键异构酶（protein disulfide isomerase，PDI），可以切断二硫键，帮助新合成的蛋白质重新形成二硫键并产生正确折叠的构象。③ 内质网中的结合蛋白（binding protein， Bip），是属于Hsp70 家族的分子伴侣，在内质网中两个作用：一是同进入内质网的未折叠蛋白质的疏水氨基酸结合，防止多肽链不正确地折叠和聚合，或者识别错误折叠的蛋白质或未装配好的蛋白质亚单位，并促进它们重新折叠与装配；二是防止新合成的蛋白质在转运过程中变性或断裂。
蛋白二硫键异构酶和Bip 等蛋白质都具有4 肽驻留信号（KDEL 或 HDEL）以保证它们滞留在内质网中，并维持很高的浓度。
（5）内质网的其他功能。肝细胞的解毒作用（detoxification）；肌质网（sarcoplasmic reticulum）储存和释放Ca2+ ，对Ca2+ 具调节作用；固醇类激素的合成等。
3. 内质网应激及其信号调控
内质网应激（endoplasmic reticulum stress，ERS）反应是细胞内的一种自我保护的机制，也是一套完整的质量监控机制，帮助内质网中蛋白质的折叠与修饰。
内质网应激（ERS）是一个存活程序和凋亡程序同时被激活的过程，细胞可以整合应激反应，调动应激反应蛋白减轻应激因素对细胞的损伤，调整细胞稳态；同时细胞也可以启动细胞凋亡来处理不能修复的损伤细胞，因此ERS机制事关细胞生死抉择（celllife and death decision）。 ERS 包括：① 内质网腔内未折叠或错误折叠蛋白质的超量积累，引发未折叠蛋白质应答反应（unfolded protein response，UPR）；②正确折叠的蛋白质在内质网过度蓄积，引发内质网超负荷反应（endoplasmic reticulum overload response，EOR）；③胆固醇缺乏，引发的固醇调控元件结合蛋白质（sterolregulatory element binding protein, SREBP）信号通路调节基因转录（固醇调节级联反应）；④如果内质网功能持续紊乱，细胞将最终启动细胞凋亡程序。
（二）高尔基体
1. 高尔基体的形态结构与极性
高尔基体是由大小不一、形态多变的囊泡体系组成的，是一种高度动态的结构。高尔基体是一种有极性的细胞器，靠近细胞核的一侧，扁囊弯曲成凸面又称形成面（forming face）或顺面（cis face），面向细胞质膜的一侧常呈凹面（concave）又称成熟面（mature face）或反面 （trans face）。
根据高尔基体的各部膜囊特有的成分，分析常用的四种标志细胞化学反应是：（1）顺面膜囊——嗜锇反应；（2）反面的1～2 层膜囊——焦磷酸硫胺素酶（TPP酶）细胞化学反应；（3）靠近反面膜囊状和反面管网结构——胞嘧啶单核苷酸酶（CMP 酶）和酸性磷酸酶细胞化学反应；（4）中间几层扁平囊——烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶（NADP 酶）细胞化学反应。
高尔基体是一个复杂的由许多功能不同的间隔所组成的完整体系。目前认为，高尔基体至少由互相联系的三个部分组成：（1）高尔基体顺面膜囊或顺面网状结构（cis Golgi network，CGN），CGN 接受来自内质网新合成的物质并将其分类后大部分转入高尔基体中间膜囊，少部分蛋白质与脂质再返回内质网。返回内质网的蛋白质具有KDEL（或HDEL）信号序列，它是内质网驻留蛋白的特有序列。（2）高尔基体中间膜囊（medial Golgi），多数糖基修饰与加工、糖脂的形成以及与高尔基体有关的多糖的合成都发生在中间膜囊。（3）高尔基体反面膜囊以及反面高尔基网状结构 （trans Golgi network，TGN） TGN是高尔基体蛋白质分选的枢纽区，同时也是蛋白质包装形成网格蛋白/AP 包被膜泡的重要发源地之一。
细胞骨架以及依赖微管的马达蛋白（胞质动力蛋白和驱动蛋白）和依赖微丝的马达蛋白（肌球蛋白）在维持高尔基体动态的空间结构以及复杂的膜泡运输中起着重要作用。
2. 高尔基体的功能
高尔基体的主要功能是将内质网合成的多种蛋白质进行加工、分类与包装，然后分门别类地运送到细胞特定的部位或分泌到细胞外。内质网合成的脂质一部分也通过高尔基体向细胞质膜和溶酶体膜等部位运输。
（1）高尔基体与细胞的分泌活动
分泌性蛋白、多种细胞质膜上的膜蛋白、溶酶体中的酸性水解酶及胶原等胞外基质成分的定向转运过程都是通过高尔基体完成的。高尔基体TGN 区是蛋白质包装分选的关键枢纽，至少有三条分选途径：① 溶酶体酶的包装与分选途径 具有甘露糖-6- 磷酸（M6P）标记的溶酶体酶与相应膜受体结合，通过出芽方式形成网格蛋白/AP 包被膜泡，再转运至晚期胞内体，在这里溶酶体酶（M6P 残基）与膜受体解离，受体返回再利用，溶酶体酶被释放到溶酶体；② 可调节性分泌（regulated secretion）途径 特化类型的分泌细胞，新合成的可溶性分泌蛋白在分泌泡聚集、储存并浓缩，只在特殊刺激条件下才引发分泌活动；③组成型分泌（constitutive secretion）途径 所有真核细胞，均可通过分泌泡连续分泌某些蛋白质至细胞表面，特别是非极性细胞，该途径似乎不受调节，所以称之组成型分泌。
（2）蛋白质的糖基化及其修饰
蛋白质糖基化的生物学功能：① 糖基化的蛋白质其寡糖链具有促进蛋白质折叠和增强糖蛋白稳定性的作用。② 蛋白质糖基化修饰使不同蛋白质携带不同的标志，以利于在高尔基体进行分选与包装，同时保证糖蛋白从糙面内质网至高尔基体膜囊单向转移。③细胞表面、细胞外基质密集存在的寡糖链，可通过与另一个细胞表面的凝集素（lectin）之间发生特异性相互作用，直接介导细胞间的双向通讯，或参与分化、发育等多种过程。④ 多羟基糖侧链作为分子标志之一可能还参与机体细胞间识别，以及宿主细胞与病原微生物之间的识别。
N-连接的糖基化反应起始发生在糙面内质网，完成于高尔基体。在内质网形成的糖蛋白具有相似的糖链，由cis面进入高尔基体后，在各膜囊之间的转运过程中，发生了一系列有序的加工和修饰。所有成熟的N-连接的寡糖链都含有2 个N-乙酰葡糖胺和3 个甘露糖残基。
O-连接的糖基化是在高尔基体中进行的。由不同的糖基转移酶催化，每次加上一个单糖。
内质网和高尔基体中所有与糖基化及寡糖加工有关的酶都是整合膜蛋白。它们固定在细胞的不同间隔中，其活性部位均位于内质网或高尔基体的腔面。糖蛋白的空间结构决定了它可以和哪一种糖基转移酶结合，发生特定的糖基化修饰。
在高尔基体上还可以将一个或多个糖氨聚糖（glycosaminoglycan）通过木糖结合到核心蛋白的丝氨酸残基上，形成蛋白聚糖（proteoglycan）。蛋白聚糖多为胞外基质的成分，有些也整合在细胞质膜上。
例外：多数植物细胞的纤维素是由细胞质膜外侧的纤维素合成酶合成的。
糖脂的糖侧链也是以与糖蛋白相同的途径和方式合成与加工的，最后由高尔基体转运到溶酶体膜或细胞质膜上。
N-连接的糖基化与O-连接的糖基化的区别：
| 特征 | N-连接 | O-连接 |
| 合成部位 | 粗面内质网或高尔基体 | 高尔基体或细胞质基质 |
| 合成方式 | 来自同一个寡糖前体 | 一个个单糖加上去 |
| 与之结合的氨基酸残基 | 天冬酰胺 | 丝氨酸、苏氨酸、羟赖氨酸、羟脯氨酸 |
| 最终长度 | 至少5个糖残基 | 一般1～4个糖残基，但ABO血型抗原较长 |
| 第一个糖残基 | N—乙酰葡萄糖胺 | N—乙酰半乳糖胺等 |
（3）蛋白酶的水解和其他加工过程
高尔基体中酶解加工的方式可归纳为以下几种类型：① 没有生物活性的蛋白原（proprotein）进入高尔基体后，将蛋白原N 端或两端的序列切除形成成熟的多肽。② 有些蛋白质分子在糙面内质网合成时是含有多个相同氨基酸序列的前体，然后在高尔基体中被水解形成同种有活性的多肽。③一个蛋白质分子的前体中含有不同的信号序列，最后加工形成不同的产物；有些情况下，同一种蛋白质前体在不同的细胞中可能以不同的方式加工，产生不同种类的多肽，这样大大增加了细胞信号分子的多样性。
硫酸化作用也在高尔基体中进行的，硫酸根供体是3′-磷酸腺苷-5′-磷酸硫酸（3′-phosphoadenosine-5′-phosphosulfate，PAPS），它从细胞质基质中转入高尔基体膜囊内，在酶的催化下，将硫酸根转移到肽链中酪氨酸残基的羟基上。硫酸化的蛋白质主要是蛋白聚糖。
（三）溶酶体
1. 溶酶体的形态结构与类型
溶酶体（lysosome）是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器，标志酶为酸性磷酸酶。溶酶体膜在成分上也与其他生物膜不同：①嵌有质子泵，利用ATP 水解释放的能量将H+ 泵入溶酶体内，以形成和维持酸性的内环境；② 具有多种载体蛋白用于水解产物向外转运；③膜蛋白高度糖基化，可能有利于防止自身膜蛋白的降解，以保持其稳定。
溶酶体是一种异质性的（heterogeneous）细胞器，即不同溶酶体的形态大小，甚至其中所含水解酶的种类都可能有很大的不同。根据溶酶体处于完成其生理功能的不同阶段，大致可分为：①初级溶酶体（primary lysosome）：只含酸性水解酶，无消化底物，尚未进行消化活动；② 次级溶酶体（secondary lysosome）：初级溶酶体与细胞内的自噬泡或异噬泡（胞饮泡或吞噬泡）融合形成的进行消化作用的复合体，分别称之为自噬溶酶体（autophagolysosome）和异噬溶酶体（heterophagic lysosome）；③ 残质体（residual body）：吞噬性溶酶体到达末期阶段时，由于水解酶的活性下降，还残留一些未消化和不能分解的物质,具有不同的形态和电子密度，这种溶酶体称为残余小体。它们有的可通过胞吐作用排出细胞外，有的则蓄积在细胞内，并随年龄增加而增多。
溶酶体几乎存在于所有的动物细胞中，植物细胞内也有与溶酶体功能类似的细胞器，如圆球体、糊粉粒及植物细胞的中央液泡。
2. 溶酶体的功能
溶酶体的基本功能是细胞内的消化作用，这对于维持细胞的正常代谢活动及防御微生物的侵染都有重要的意义。溶酶体的消化作用一般可概括成内吞作用、吞噬作用和自噬作用三种途径。
① 清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老损伤和死亡的细胞。
② 防御功能（某些细胞可以识别并吞噬入侵的病毒或细菌，在溶酶体作用下将其杀死并降解）。
③ 作为细胞内的消化“器官”为细胞提供营养。
④ 某些分泌腺细胞中的溶酶体摄入分泌颗粒参与分泌过程的调节。
⑤ 参与清除赘生组织或退行性变化的细胞。
⑥ 受精过程中的精子的顶体（acrosome）反应。
3. 溶酶体的发生
（1）依赖于M6P的溶酶体酶分选途径：
糙面内质网上核糖体合成溶酶体蛋白→进入内质网腔进行N-连接的糖基化修饰→进入高尔基体cis面膜囊→N-乙酰葡糖胺磷酸转移酶识别溶酶体酶的信号斑→N-乙酰葡糖胺磷酸转移酶将单糖二核苷酸UDP-GlcNAc 上的GlcNAc-P 转移到高甘露糖寡糖链上的α-1,6 甘露糖残基上，再将第二个GlcNAc-P 加到α-1,3 的甘露糖残基上→磷酸葡糖苷酶除去末端的GlcNAc 暴露出磷酸基团，形成M6P 标志→与trans膜囊上的M6P受体结合→选择性地浓缩、包装、以出芽的方式形成网格蛋白/AP 包被膜泡转运到前溶酶体中。
M6P 受体存在于高尔基体的TGN、前溶酶体（晚期胞内体）和细胞质膜上，但不存在于溶酶体膜上。前溶酶体的基本特征是脂蛋白膜上具有质子泵，腔内呈酸性，pH 6.0 左右。在高尔基体的中性环境中，M6P 受体与M6P 结合，进入前溶酶体的酸性环境中后，M6P 受体与M6P 分离，并返回高尔基体。同时在前溶酶体中，溶酶体酶M6P 去磷酸化，进一步促使M6P 受体与之彻底分离。
（2）不依赖于M6P的溶酶体酶分选途径：如，溶酶体跨膜蛋白无需M6P 化；细胞毒T 细胞和天然杀伤细胞的溶酶体中，既含有溶酶体酶也含有水溶性蛋白穿孔蛋白（perforin）和粒酶（granzyme），溶酶体酶是通过依赖于M6P 的途径进入溶酶体；而后者是通过不依赖M6P 的途径进入溶酶体。当细胞受到外界信号刺激后，这类溶酶体会像分泌泡一样释放内含物，杀伤靶细胞，因此又称这类溶酶体为分泌溶酶体（secretory lysosome）。
4. 溶酶体与疾病
溶酶体功能缺陷可引起多种病症。一类是由于遗传缺陷致使溶酶体中缺乏某种水解酶，导致相应的底物不能被降解而积蓄在溶酶体内，引起溶酶体储积症；另一类是由于不同因素引起溶酶体膜稳定性下降，导致溶酶体水解酶类外溢，引发的相关疾病，如矽肺、类风湿性关节炎等。
（四）过氧化物酶体
1. 过氧化物酶体的形态结构
过氧化物酶体（peroxisome）又称微体（microbody）是由单层膜围绕的内含一种或几种氧化酶类的细胞器。与溶酶体一样，过氧化物酶体也是一种异质性的细胞器，但在酶的种类、功能和发生方式等方面都与溶酶体有很大区别。过氧化物酶体中尿酸氧化酶等常形成晶格状结构，可作为电镜下识别的主要特征。
2. 过氧化物酶体的功能
过氧化物酶体是真核细胞直接利用分子氧的细胞器，其中常含有两种酶： 一是依赖于黄素（FAD）的氧化酶，其作用是将底物氧化形成H2O2；二是过氧化氢酶，作用是将H2O2分解，形成水和氧气。过氧化氢酶也被视为过氧化物酶体的标志酶。
对动物细胞中过氧化物酶体的功能了解不多，在植物细胞中它参与光呼吸作用和乙醛酸循环反应。
3. 过氧化物酶体的发生
过氧化物酶体的膜蛋白和可溶性的基质蛋白均由细胞核基因编码，主要在细胞质基质中合成，然后分选转运到过氧化物酶体中。过氧化物酶体的发生有两种途径：一是细胞内已有的成熟过氧化物酶体经分裂增殖而产生子代细胞器；二是在细胞内重新发生（de novo）。
