细胞生物学细胞骨架与细胞运动.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第七章 细胞骨架与细胞运动,细胞骨架（cytoskeleton）:,真核细胞质中由蛋白纤维交织形成的立体网架构,充满细胞质空间，维持细胞的形状并参与细胞的运动微管（microtubule,MT）微丝（microfilament,MF）中间纤维（intermediate filament,IF）,第一节 微 管,（microtubule,MT）,由,微管蛋白,和,微管结合蛋白,组成的,中空,圆柱状结构，存在于细胞质中；,动态结构,基本功能：细胞器的定位和物质运输 组成的细胞器：纤毛、鞭毛、纺锤体、中心体,微管蛋白单体,微管蛋白单体,微管蛋白位于微管组织中心，,影响微管成核、定位及极性等,一组成：,微管蛋白（tubulin）,异二聚体,微管,二形态结构：,中空圆柱状,结构，,13根,原纤维围,成,一周，,和微管蛋白首尾相接，具有极性有三种存在形式：,单管、二联管和三联管三微管结合蛋白：,（microtubule-associated protein,MAP）,结合在微管表面的辅助蛋白,结构区域,功能：,碱性的微管结合区域加速微管成核作用；,酸性的突出区域与其他骨架纤维联系,主要类型：,MAP-1（轴突和树突中）,MAP-2（胞体和树突中）,tau（只存在,于轴突中）,MAP-4（大多数细胞中）,神经元细胞,四微管的组装：,微管蛋白亚基 结合紧密组装,水解,微管蛋白亚基 易脱落解聚,微管组装过程：,成核期（延迟期）：,异二聚体,寡聚体,侧面增加,片状带,合拢,一段微管,聚合期（延长期）：,聚合速度大于解聚速度,稳定期,：,聚合速度等于解聚速度,微管组织中心,（,microtubule organizing center,MTOCs）,是微管形成的核心位点，微管的组装由此开始，常见的微管组织中心有：中心体、鞭毛基体、动粒。

都具有,微管蛋白，,形成微管蛋白环形复合体，刺激微管核心的形成，包裹微管蛋白的负端，防止微管蛋白的掺入在空间上提供微管装配的始发区域一)体外组装:,微管踏车模型和非稳态动力模型,微管组装以,非稳态动力模型,为主，其中,微管蛋白的浓,度,和,GTP,是调节微管组装的物质和,微管蛋白,37,0,C,有,GTP,和,Mg,2+,微管,（二）,体内组装,：,微管装配的,起始点是微管组织中心,（中心体、鞭毛,和纤毛基体）,微管蛋白环行复合体,是集结异二聚体的核心，微管从此生长和延长，它与微管的,负端,结合，使负端稳定三）影响微管组装和去组装因素,组装：37,0,C,有,GTP,和Mg,2+,游离,GTP-,微管蛋白浓度,紫杉醇,和微管蛋白微管,解聚：4,0,C,或Ca,2+,游离,GTP-,微管蛋白浓度,秋水仙碱和长春新碱,微管的聚合与GTP-微管蛋白浓度呈正比,六微管的功能,（一）,形成网状支架，支持和维持细胞的形态,（二）构成纤毛、鞭毛和中心粒，参与细胞运动,纤毛和鞭毛,是微管形成的细胞特化结构，是细胞,能收缩的附属物纤毛短而多；鞭毛少而长,中心粒：,成对出现的圆柱形小体，彼此垂直排列功能：,参与微管蛋白的合成与微管的聚合，,与细胞分裂、能量代谢有关。

三）维持细胞器的定位与分布,线粒体,的分布与MT平行；,游离核糖体,位于MT和MF的交叉点上；,ER,沿微管在细胞质中展开；,Gc,沿MT向核区牵拉，定位于细胞中央四）参与细胞内物质运输,马达蛋白：介导细胞内物质沿细胞骨架运动的蛋白动力蛋白 MT(+)MT(-),驱动蛋白 MT(-)MT(+),肌球蛋白(MF),（五）参与染色体的运动，调节细胞分裂,（六）参与细胞内信号传导,第二节 微 丝,microfilament,MF,一组成：,基本单位,肌动蛋白（actin）（极性：正/负端）,6种亚型,肌动蛋白 骨骼肌型肌动蛋白,心肌型肌动蛋白,血管型肌动蛋白,肌动蛋白,肌动蛋白 细胞质型肌动蛋白,肠型肌动蛋白,存在方式:,球状肌动蛋白（globular actin,G-actin）,纤维状肌动蛋白（filamentous actin,F-actin）,二结构：,可弯曲性蛋白纤维，双螺旋结构/单根，具有极性，位于细胞膜内侧细胞皮质区,三组装,：,需ATP和K,+,、Mg,2+,存在及适宜的温度,成核期,：三聚体核心,生长期,：正极,快于,负极（ATP调节）,平衡期,：形成速度,等于,解离速度,踏车模型,影响组装与去组装因素,组装：,TP和Mg2+，+,-肌动蛋白浓度，鬼笔环肽,-肌动蛋白微丝,解聚：,Ca,2+,-肌动蛋白浓度，细胞松弛素B,四动态调节：,五微丝结合蛋白及其功能：,100余种,调节肌动蛋白单体肌动蛋白多聚体微丝 以不同方式与肌动蛋白相结合，形成多种不同的,亚细胞结构，执行不同的功能。

核化蛋白,微丝解聚蛋白,单体聚合蛋白,六功能：,1构成细胞支架、维持细胞形态:,细胞皮层：细胞膜下，由微丝和微丝结合蛋白组成网状结构,培养的上皮细胞,（微丝红色、微管绿色）,微绒毛,2参与肌肉收缩,：,肌小节肌原纤维：粗肌丝（肌球蛋白）+细肌丝（,肌动蛋白,+原肌球蛋白+肌钙蛋白）,3参与细胞分裂：,收缩环（大量平行排列、不同极性微丝组成),4参与细胞内物质运输：,与微管一道进行细胞内物质运输,肌球蛋白的功能,（a）运输小泡；(b)运输微丝6参与细胞内信号转导：,可作为某些信息传递的介质,5参与细胞运动：,参与细胞的各种运动,如 变形运动,细胞的内吞和外吐等,微丝可以两种不同的方式产生运动：,滑动机制，如微丝与肌球蛋白丝相互滑动,微丝束的聚合和解聚,第三节,中间纤维,直径介于微丝和微管之间，位于核膜下核纤层（坚固），,胞质中网架结构赋予细胞强大的机械强度，维持细胞的形态结构和功能一化学组成：,至少由50多种异源性纤维状蛋白,组成,，分为六大类具有,组织特异性,，不同类型细胞含有不同IF通常一种细胞含有一种中间纤维，少数含有2种以上肿瘤细胞转移后仍保留源细胞的IF,二形态结构：,长的线性蛋白。

由螺旋化,杆状区,，以及两端非螺旋化的球形,头,（N端）,尾,（C端）部构成角蛋白,keratin,波形纤维蛋白,vimentin,神经纤维蛋白,neurofilament,protein,三组装,四组装的动态调节：,体内：中间纤维蛋白丝氨酸和苏氨酸的磷酸化体外：低离子强度和微碱性时明显解聚，,当离,子强度和pH恢复生理水平时，,装配成中间纤维,五中间纤维结合蛋白及其功能：,使中间纤维交联成束、成网，,把中间纤维交联到质膜或其它骨架成分上,特点：具有细胞特异性,六中间纤维的功能：,1在细胞内形成一个完整的网状骨架系统,2提供细胞机械强度作用：,比微管、微丝更耐剪切力，变形时不断裂,3参与细胞连接4参与细胞内的信息传递与物质运输5维持细胞核膜稳定，与DNA的复制有关6与细胞的分化,*,胞质骨架三种组分的比较,*,第五节 细胞骨架与疾病,一细胞骨架与肿瘤,（一）细胞骨架在肿瘤细胞中的变化：,恶性肿瘤细胞的细胞骨架被破坏,微管减少甚至缺如肌动蛋白小体的出现高转移表型,（二）微管和微丝与肿瘤化疗,长春新碱、秋水仙素（与纺锤体微管蛋白结合）,抑制细胞增殖,（三）中间纤维与肿瘤诊断：1.,不同类型的中间纤维严格分布在不同类型的细胞中，用于区分上皮细胞、肌细胞、间质细胞、胶质细胞,、,神经细胞。

2,细胞出现转化时仍保持原来细胞的特征性中间纤维,3,具有与原来组织相关的特异性抗原,4,用于区分肿瘤细胞的类型及来源,二细胞骨架蛋白与神经系统疾病,阿尔茨海默氏病大量损伤的神经元纤维（微管蛋白聚集缺陷 信号传递紊乱）,三,细胞骨架与遗传性疾病,中间纤维增强细胞的强度,。