《2025年天星教育试题调研生物第8辑》

2. [2025 北京海淀区 11 月模拟]学习以下材料，回答(1)~(4)题。
溶酶体快速修复机制
溶酶体是细胞的“消化车间”，内含多种水解酶。研究发现溶酶体还具有参与细胞免疫、清除受损细胞组分等功能。溶酶体损伤是许多疾病的标志，尤其像阿尔茨海默病等神经退行性疾病。为此，科研人员对溶酶体修复机制进行了探索。
溶酶体膜通透化(LMP)是溶酶体损伤的重要标志，严重的 LMP 会引发溶酶体自噬。研究者利用生物素标记，通过蛋白质组学方法筛选溶酶体受损后膜表面特异性富集的蛋白质，来研究与溶酶体损伤修复相关的蛋白，并弄清了溶酶体损伤的快速修复机制，即 PITT 途径(如图 1)。一般情况下，内质网和溶酶体几乎不接触，而当溶酶体发生膜损伤时，外溢的 $Ca^{2+}$ 迅速招募 PI4K2A 激酶，从而在受损的溶酶体膜上产生较高水平的 PI4P。而 PI4P 招募 ORP 使内质网广泛包裹受损溶酶体，并介导 PS 转移进溶酶体。与此同时，PI4P 还可以招募 OSBP，将胆固醇转运到受损溶酶体。胆固醇含量升高可以提高溶酶体膜的稳定性。而 PS 的积累会激活 ATG2 将大量脂质运送到溶酶体，修复溶酶体膜。
研究表明 PITT 途径的关键酶缺失，会导致严重的神经退行性疾病和早衰，该途径的发现为研究与溶酶体功能障碍相关的衰老和疾病提供了新思路。
(1)真核细胞的所有膜结构共同构成了______。当溶酶体受损时，内质网将其包裹，体现了内质网膜具有______的结构特点。
(2)为筛选与溶酶体损伤修复相关的蛋白，将生物素连接酶 T 靶向连接在溶酶体表面，再用物质 L 引发溶酶体损伤，实验组处理如图 2。对照组步骤Ⅰ和步骤Ⅱ的处理分别为______(填选项前的字母)。选择实验组含量显著______(填“高于”或“低于”)对照组的蛋白质作为候选蛋白。
a. +生物素
b. +L
c. 不处理
注：生物素连接酶 T 可将临近的蛋白质标记上生物素。
(3)研究人员利用红色荧光标记溶酶体，利用绿色荧光标记内质网，通过显微镜观察溶酶体与内质网的作用情况(图 3)，根据文中信息预期 3、4 组荧光的结果并填入表格(填“A”或“B”)。

(4)根据题干信息，在框中完善溶酶体修复的 PITT 途径。

答案：
(1) 生物膜系统；一定的流动性
(2) c、a；高于
(3) ①A；②A
(4)
溶酶体膜损伤 $\xrightarrow{}$ 外溢的 $Ca^{2+}$ 招募 PI4K2A 激酶 $\xrightarrow{}$ 产生较高水平 PI4P $\xrightarrow{}$ PI4P 招募 ORP 使内质网包裹受损溶酶体并介导 PS 转移进溶酶体，同时招募 OSBP 将胆固醇转运到受损溶酶体 $\xrightarrow{}$ 胆固醇提高膜稳定性，PS 积累激活 ATG2 运送脂质 $\xrightarrow{}$ 溶酶体修复