细胞生物学10教学文稿.ppt

http:/ 第十章 细胞外基质EXTRACELLULAR MATRIX ECM本章内容提要 第一节 ECM的成分 胶原、纤粘连蛋白、层粘连蛋白、氨基聚糖及蛋白聚糖、弹性蛋白的结构特点 第二节 ECM的生物学作用 ECM是细胞外大分子构成的网络包括：胶原、非胶原糖蛋白、氨基聚糖与蛋白聚糖、弹性蛋白等 结缔组织 中含量较高 影响细胞的存活、死亡、增殖和分化第一节 ECM的成分一、胶原Collagen 是人体最丰富的蛋白，占蛋白总量的30以上参与形成结缔组织 ，如骨、韧带 、基膜、皮肤 组成：由原胶原交联而成 类型：已知至少19种，由不同基因编码 I、II、III、V、XI型为有横纹的纤维结 构 原胶原：3条肽链形成的螺旋，含三种结构：螺旋区、非螺旋区及球形结构域 原胶原每条链由重复的Gly-X-Y序列构成X=pro，Y=hyp或hyl，重复序列使链卷曲为左手螺旋三股链绕成右手超螺旋Structures of the collagen 合成：由成纤维细 胞、软骨细胞、成骨细胞、上皮细胞分泌在RER上合成，形成三螺旋之前于Pro及Lys残基上进行羟基化修饰 羟化反应由脯氨酰4、脯氨酰3羟化酶催化。

Vc是酶的辅助因子，Vc缺乏导致坏血病Collagen fibril bundles: a branching assembly unit in tendon morphogenesisCollagen fibrils around a fibroblast 交联：由侧向相邻的lys或hyl残基氧化后所产生的两个醛基间进 行缩合而成交联后后形成不溶性纤维 ，原胶原呈阶梯状排列，电镜 下可见间 隔67nm的横纹 新生儿的胶原交联程度低而易于抽提 老年人胶原交联程度高，组织僵硬老化 TEM image of collagenCollagen二、纤粘连蛋白 Fibronectin（FN） 含糖4.59.5，有57个有特定功能的结构域类型： FN有20多种亚单位同一基因编码，转录后拼接不同，形成异型分子 血浆FN： V字形二聚体，可溶，存在于血浆、体液 细胞FN：多聚体，不溶，存在于ECM及细胞表面 组装： 不自发组装，受细胞表面受体指导 肿瘤细胞表面FN减少，因受体异常所致 功能： 连接细胞到ECM上；FN上的RGD（Arg-Gly-Asp）序列可与细胞表面的整合素结合 人工RGD三肽可抑制细胞在FN基质上粘附。

fibronectin dimerFibronectin helps connect the inside of the cell to the outside三、层粘连蛋白 laminin(LN) 结构： 由3条肽链借二硫键交联成十字形分子 已知7种LN，8种亚单位，由不同基因编码 含糖15-28，有50条左右N-连接的糖链 功能： 组成基膜，是胚胎发育中最早出现的ECMLaminin StructureBasal lamina四、氨基聚糖及蛋白聚糖 1氨基聚糖glycosaminoglycan GAG是重复二糖单位构成的无分枝长链 多糖 二糖单位通常由氨基已糖和糖醛酸组成 分为：透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、肝素、硫酸角质素 除HA及肝素外，其他GAG不游离存在 HA是唯一不硫酸化的GAG，含多达10万个糖基可结合大量水分子，赋予组织 一定的抗压性氨基聚糖的分子特性及分布2蛋白聚糖 是GAG(除HA)与核心蛋白的共价结合物 核心蛋白在高尔基体中装配GAG链 先合成4糖连接桥（Xyl-Gal-Gal-GlcUA）连接到Ser上（Ser-Gly-X-Gly ），然后延长糖链。

HA能够以非共价键连 接许多蛋白聚糖，形成巨分子A Proteoglycan Complex.Galactose N-Acetyl-D-glucosamineD-glucuronic acid N-Acetyl-D-galactosamine五、弹性蛋白 elastin 构成弹性纤维 ，由2类短肽交替排列构成 一种是疏水短肽，赋予分子以弹性； 另一种为富Ala及Lys残基的螺旋，负责在相邻分子间交联，形成网状结构 老年组织 中弹性蛋白的生成减少，降解增强，以致组织 失去弹性Elastin第二节 细胞外基质的生物学作用 1影响细胞的存活、死亡：如上皮细胞脱离ECM则发 生anoikis，称定着依赖性 2决定细胞的形状：不同细胞具有不同的ECM，介导的细胞骨架组装的状况不同，表现出不同的形状 3调节细 胞的增殖：如定着依赖性生长（anchorage dependent growth） 4控制细胞的分化：如，成肌细胞在纤粘连蛋白上增殖并保持未分化的表型；而在层粘连蛋白上则停止增殖，进行分化，融合为肌管 5参与细胞的迁移：细胞的迁移依赖于细胞的粘附与细胞骨架的组装。