细胞生物学：第十章 细胞骨架

1、第十章 细胞骨架,第一节 微丝与细胞运动 第二节 微管及其功能 第三节 中间丝,小结,第一节 微丝与细胞运动,一、微丝的组成及其组装 二、微丝网络结构的调节与细胞运动 三、肌球蛋白：依赖于微丝的分子马达 四、肌细胞的收缩运动,一、微丝的组成及其组装,一）结构与成分 （二）微丝的组装及动力学特性 （三）影响微丝组装的特异性药物,一）结构与成分,肌动蛋白(actin)外观呈蝶状，约400个氨基酸。 在哺乳类和鸟类中已分离到6种actin， 包括4种，和,二）微丝的组装及动力学特性,含Ca2+，低Na+、K+，解聚； 含ATP 、Mg2+，高Na+，K+， 组装,1. 细胞松弛素(cytochala

2、sin) 2. 鬼笔环肽(philloidin,三）影响微丝组装的特异性药物,二、微丝网络动态结构的调节与细胞运动,一）非肌肉细胞内微丝的结合蛋白 （二）细胞皮层 （三）应力纤维 （四）细胞伪足的形成与迁移 （五）微绒毛 （六）胞质分裂环,E) (F,一）非肌肉细胞内微丝的结合蛋白,肌动蛋白单体结合蛋白 成核蛋白 加帽蛋白 交联蛋白 割断及解聚蛋白,1. 肌动蛋白单体结合蛋白,抑制蛋白,胸腺素,2. 成核蛋白,3. 加帽蛋白,4. 交联蛋白,二）细胞皮层,细胞内大部分微丝都集中在紧贴细胞质膜的细胞质区域，并由微丝结合蛋白交联成凝胶状三维网络结构，该区域通常称为细胞皮层(cell cortex)

3、。 皮层内密布的微丝网络可以为细胞质膜提供强度和韧性，有助于维持细胞的形状。细胞的多种运动，如： 胞质环流 阿米巴运动 变皱膜运动 吞噬 以及膜蛋白的定位都与皮层内肌动蛋白的溶胶态或凝胶态有关,胞质环流（cyclosis,阿米巴运动（amoiboid,变皱膜运动,吞噬（phagocytosis,三）应力纤维（stress fiber,成分：微丝束、肌球蛋白II、原肌球蛋白、细丝蛋白和-辅肌动蛋白。 功能：介导细胞间或细胞与基质表面的粘着,四）细胞伪足的形成与迁移运动,五）微绒毛(microvillus,六）胞质分裂环,三、肌球蛋白：依赖于微丝的分子马达,一）肌球蛋白的种类 （二）肌球蛋白的结构

4、 1. II型肌球蛋白（Myosin II） 2. 非传统类型的肌球蛋白,驱动蛋白(kinesin) 动力蛋白(dynein) 肌球蛋白(myosin,一）肌球蛋白的种类,1. II型肌球蛋白,2. 非传统类型肌球蛋白,四、肌细胞的收缩运动,一）肌纤维的结构,肌联蛋白,原肌球调节蛋白,伴肌动蛋白,二）肌肉收缩的滑动模型,第二节 微管及其功能,一、微管的结构组成与极性 二、微管的组装和去组装 三、微管组织中心 四、微管的动力学性质 五、微管结合蛋白对微管网络结构的调节 六、微管对细胞结构的组织作用 七、细胞内依赖于微管的物质运输 八、纤毛和鞭毛的结构与功能 九、纺锤体和染色体运动,一、微管的结构

5、组成与极性,二、微管的组装和去组装,一）微管的体外组装与踏车行为 （二）作用于微管的特异性药物,一）微管的体外组装与踏车行为,秋水仙素(colchicine)：阻断微管蛋白组装，破坏胞内微管或纺锤体结构。 紫杉醇(taxol)：阻止微管的去组装，增强微管稳定性,二）作用于微管的特异性药物,三、微管组织中心,具有起始微管的组装和延伸的细胞结构称为微管组织中心（Microtubule organizing center, MTOC）。 （一）中心体 （二）基体和其他微管组织中心,一）中心体,二）基体和其他微管组织中心,鞭毛和纤毛内部的微管起源于其基部结构称为基体(basal body,四、微管的动

6、力学性质,五、微管结合蛋白对微管网络结构的调节,MAP2,tau,六、微管对细胞结构的组织作用,七、细胞内依赖于微管的物质运输,一）驱动蛋白及其功能 （二）驱动蛋白沿微管运动的分子机制 （三）胞质动力蛋白及其功能,一）驱动蛋白(kinesin)及其功能,目前已报道的驱动蛋白600余种，构成一个庞大的超家族。头部的马达结构域是该家族成员共有元件，并且进化上非常保守。大多成员头部在重链的N端，少数几个位于中部，向微管正极运输。也有少数头部位于重链的C端，向微管负极运输,二）驱动蛋白沿微管运动的分子机制,有关驱动蛋白沿微管运动的分子模型有两种： 1.步行（hand over hand）模型 2. “

7、尺蠖”（inchworm）模型,三）胞质动力蛋白(dynein)及其功能,八、纤毛和鞭毛的结构与功能,一）纤毛的结构及组装 （9+2） （二）纤毛或鞭毛的运动机制,二）纤毛或鞭毛的运动机制,九、纺锤体和染色体运动,中间丝又称中间纤维(intermediate filament, IF)，直径10nm。IF存在于绝大多数动物细胞内，通常围绕细胞核开始组装，并伸展到细胞边缘与质膜上的桥粒、半桥粒结构相连，在内核膜下的核纤层也属于IF。 一、中间丝的主要类型和组成成分 二、中间丝的组装与表达 三、中间丝与其他细胞结构的联系,第三节 中间丝,一、中间丝的主要类型和组成成分,Type VI,Type VI: nestin巢蛋白 多样的异质来源 synemin, desmuslin 肌肉组织 未分型：phakinin/CP49, 丝晶蛋白 晶体 中间丝蛋白都具有约310个氨基酸的螺旋秆状区，长度约47nm，高度保守。秆状区两侧分别为非螺旋的头部区和尾部区，高度可变的，决定着中间