医学细胞生物学细胞骨架课件

1、医学细胞生物学细胞骨架1 细胞骨架细胞骨架(cytoskeleton) 医学细胞生物学细胞骨架2 二、微丝二、微丝 (microfilament MF)(microfilament MF) 医学细胞生物学细胞骨架3 （一）微丝的结构（一）微丝的结构 结构：结构：由肌动蛋白纤维组成的实心纤维由肌动蛋白纤维组成的实心纤维 分布：分布： 肌肉细胞中，肌细胞的收缩单位、稳定肌肉细胞中，肌细胞的收缩单位、稳定 非肌肉细胞中，分布均散、不稳定非肌肉细胞中，分布均散、不稳定 医学细胞生物学细胞骨架4 w成分：成分： w 1 1、肌动蛋白肌动蛋白(actin)(actin)： w 1 1）单体单体为一个单链多

2、肽、为一个单链多肽、 w 哑铃形，称哑铃形，称球形球形- -肌动蛋肌动蛋 w 白白（G-actinG-actin）。）。 w 有极性，含阳离子、有极性，含阳离子、 w ATPATP（ADPADP）、肌球蛋白）、肌球蛋白 w 的结合位点。的结合位点。 正端正端 负端负端 医学细胞生物学细胞骨架5 2 2）微丝微丝 球形球形- -肌动蛋白形成的肌动蛋白形成的聚合体聚合体，也称，也称纤纤 维状维状- -肌动蛋白肌动蛋白(F-actin)(F-actin)。 指向端指向端秃端秃端 医学细胞生物学细胞骨架6 1 1）肌肉细胞中：）肌肉细胞中： 原肌球蛋白（原肌球蛋白（tropomyosin tropom

3、yosin ，TmTm） 肌球蛋白（肌球蛋白（myosinmyosin） 肌钙蛋白（肌钙蛋白（troponin troponin ，TnTn） 2 2、肌动蛋白结合蛋白、肌动蛋白结合蛋白 医学细胞生物学细胞骨架7 2 2）非肌细胞中：）非肌细胞中： 单体隔离蛋白单体隔离蛋白 末端阻断蛋白末端阻断蛋白 交联蛋白交联蛋白 单体单体 单体成核单体成核 单体聚合单体聚合 膜结合蛋白膜结合蛋白 解聚解聚 纤维切割蛋白纤维切割蛋白 医学细胞生物学细胞骨架8 （二）微丝的组装（二）微丝的组装 多数非肌肉细胞中，微丝是一种动态结构。多数非肌肉细胞中，微丝是一种动态结构。 组装过程：组装过程： 1 1）成核期成

4、核期、生长期（生长期（延长期延长期）、平衡期平衡期 2 2）成核作用发生在）成核作用发生在质膜质膜上上 3 3）微丝组装的动力来自）微丝组装的动力来自ATPATP 医学细胞生物学细胞骨架9 成核期延长期稳定期成核期延长期稳定期 医学细胞生物学细胞骨架10 微丝组装的动态调节：微丝组装的动态调节： ATPATP是调节微丝组装的主要因素是调节微丝组装的主要因素 医学细胞生物学细胞骨架11 影响组装和去组装的因素：影响组装和去组装的因素： G-actinG-actin浓度（临界）、浓度（临界）、ATPATP、 MgMg2+ 2+ 、 、 CaCa2+ 2+ 、 、Na Na + + 、 、 K K+

5、 +浓度、药物浓度、药物 细胞松驰素细胞松驰素B B抑制组装抑制组装 鬼笔环肽鬼笔环肽稳定微丝稳定微丝 医学细胞生物学细胞骨架12 （一）构成细胞支架，维持细胞一）构成细胞支架，维持细胞 形态形态 特化结构：应力纤维、微绒毛特化结构：应力纤维、微绒毛 微丝：微丝：20-3020-30个同向平行束个同向平行束 微丝结合蛋白：微丝结合蛋白： 1 1）绒毛蛋白绒毛蛋白和和毛缘蛋白毛缘蛋白 2 2）肌球蛋白肌球蛋白-1 -1和和钙调蛋白钙调蛋白 （三）微丝的功能（三）微丝的功能 医学细胞生物学细胞骨架13 （二）参与细胞的运动（二）参与细胞的运动 变形运动变形运动（变形虫、巨噬细胞、白细胞）（变形虫、

6、巨噬细胞、白细胞） 胞质环流、胞吞和胞吐、胞内物质运输胞质环流、胞吞和胞吐、胞内物质运输 医学细胞生物学细胞骨架14 （三）参与细胞分裂（三）参与细胞分裂 有丝分裂末期的有丝分裂末期的收缩环收缩环 肌动蛋白和肌球蛋白分子的相对滑动肌动蛋白和肌球蛋白分子的相对滑动 医学细胞生物学细胞骨架15 （四）参与肌肉细胞收缩（四）参与肌肉细胞收缩 骨骼肌收缩的基本结构单位骨骼肌收缩的基本结构单位肌小节：肌小节： 粗肌丝：肌球蛋白粗肌丝：肌球蛋白 肌动蛋白肌动蛋白 原肌球蛋白原肌球蛋白 肌钙蛋白肌钙蛋白 肌原纤维肌原纤维 细肌丝细肌丝 医学细胞生物学细胞骨架16 粗肌丝：肌球蛋白（粗肌丝：肌球蛋白（myos

7、inmyosin） 马达蛋白，利用马达蛋白，利用ATPATP产生机械能，向微丝（产生机械能，向微丝（+ +） 极运动。极运动。 Myosin IIMyosin II是构成肌纤维的主要成分之一是构成肌纤维的主要成分之一 医学细胞生物学细胞骨架17 w细肌丝：细肌丝： w肌动蛋白、原肌球蛋白、肌钙蛋白肌动蛋白、原肌球蛋白、肌钙蛋白 原肌球蛋白原肌球蛋白 肌动蛋白肌动蛋白 Ca2+结合位点结合位点 肌钙蛋白复合体肌钙蛋白复合体 肌球蛋白结合位点肌球蛋白结合位点 医学细胞生物学细胞骨架18 医学细胞生物学细胞骨架19 肌小节图解肌小节图解： 医学细胞生物学细胞骨架20 肌动蛋白和肌球蛋白的滑动产生肌肉

8、收缩肌动蛋白和肌球蛋白的滑动产生肌肉收缩 医学细胞生物学细胞骨架21 步骤：步骤： 接合接合 释放释放 直立直立 力产生力产生 重结合重结合 医学细胞生物学细胞骨架22 参与受精作用参与受精作用 精子顶体中的微丝组装，形成精子顶体中的微丝组装，形成顶体刺突顶体刺突、穿、穿 透胶质层和卵黄层，进入卵细胞。透胶质层和卵黄层，进入卵细胞。 医学细胞生物学细胞骨架23 参与细胞内信号传递参与细胞内信号传递 外界信号作用于细胞表面的受体，可触发外界信号作用于细胞表面的受体，可触发 质膜下肌动蛋白的结构变化，启动细胞内质膜下肌动蛋白的结构变化，启动细胞内 激酶变化的信号传导。激酶变化的信号传导。 医学细胞

9、生物学细胞骨架24 三、中三、中 间间 丝丝 (intermediate filaments, IF)(intermediate filaments, IF) 医学细胞生物学细胞骨架25 1、中间纤维蛋白的分子结构、中间纤维蛋白的分子结构 v 螺旋区约含螺旋区约含310个氨基酸残基个氨基酸残基 螺旋区螺旋区N端端C端端 （一）中间丝蛋白及其结合蛋白（一）中间丝蛋白及其结合蛋白 医学细胞生物学细胞骨架26 ABL12AL1BL2E1 V1 H1E2V2H2 中间纤维蛋白的分子结构中间纤维蛋白的分子结构 医学细胞生物学细胞骨架27 v中间纤维蛋白分子的差异主要体现在中间纤维蛋白分子的差异主要体现在

10、非螺旋非螺旋 化化的的头、尾头、尾两端的两端的氨基酸顺序氨基酸顺序和和肽链长度肽链长度上上 医学细胞生物学细胞骨架28 2 2、中间丝相关蛋白（、中间丝相关蛋白（IFAPIFAP） 非中间丝结构的组分蛋白，不参与中间丝非中间丝结构的组分蛋白，不参与中间丝 的组装，只在结构上与中间丝有联系。的组装，只在结构上与中间丝有联系。 特点：特点： IFIF特异性特异性 表达有细胞专一性表达有细胞专一性 与细胞的功能和发育状态有关与细胞的功能和发育状态有关 医学细胞生物学细胞骨架29 装配过程装配过程 二聚体二聚体：两个相邻的：两个相邻的螺旋区，形成双股螺旋区，形成双股 超螺旋超螺旋 ( (二聚体二聚体)

11、 )的的杆状区杆状区。 CN 杆状区杆状区 NC NC (48nm) （二）中间丝的装配和调节（二）中间丝的装配和调节 医学细胞生物学细胞骨架30 由由2 2个个二聚体二聚体超螺超螺反向反向排列、以半交叠形成排列、以半交叠形成 四聚体四聚体，无极性。，无极性。 CN 杆状区杆状区 NC CN (70nm) 四聚体四聚体 医学细胞生物学细胞骨架31 进一步的组装机制不清楚：进一步的组装机制不清楚： 可能是四聚体首尾相连接形成可能是四聚体首尾相连接形成原纤维原纤维 NC CN (70nm) 医学细胞生物学细胞骨架32 中等纤维：中等纤维：由由8 8个原纤维构成圆柱状的个原纤维构成圆柱状的 10nm

12、10nm纤维纤维(4(48 8) )。杆状区为纤维核心，头。杆状区为纤维核心，头 尾突出纤维外。尾突出纤维外。 v或先由两条原纤维形成亚丝，再由或先由两条原纤维形成亚丝，再由4 4个亚个亚 丝构成丝构成中等纤维中等纤维(8(84)4)。 医学细胞生物学细胞骨架33 微管微管微丝微丝中间纤维中间纤维 成份成份微管蛋白微管蛋白肌动蛋白肌动蛋白6类中间纤维蛋白类中间纤维蛋白 分子量分子量50 kD43 kD40200 kD 纤维直径纤维直径25 nm6 nm10 nm 纤维结构纤维结构13根原丝组成的空心根原丝组成的空心 管状纤维管状纤维 双股螺旋双股螺旋多股螺旋多股螺旋 极性极性有有有有无无 单体

13、蛋白库单体蛋白库有有有有无无 特异性药物特异性药物秋水仙素、长春花碱秋水仙素、长春花碱 紫杉醇紫杉醇 细胞松弛素细胞松弛素B 鬼笔环肽鬼笔环肽 无无 结合蛋白结合蛋白有有有有有有 细胞骨架主要成份的比较细胞骨架主要成份的比较 医学细胞生物学细胞骨架34 第四节第四节 细胞骨架与疾病细胞骨架与疾病 阿尔茨海默病（阿尔茨海默病（ADAD） 纤毛不动综合征纤毛不动综合征 医学细胞生物学细胞骨架35 本节重点内容本节重点内容 掌握微管、微丝的形态结构，分子组成掌握微管、微丝的形态结构，分子组成 掌握微管、微丝功能掌握微管、微丝功能 熟悉中间纤维的类型及功能熟悉中间纤维的类型及功能 了解中心体、纤毛和鞭毛的结构了解中心体、纤毛和鞭毛的结构 熟悉细胞运动的机制熟悉细胞运动的机制 了解细胞骨架与疾病了解细胞骨架与疾病 医学细胞生物学细胞骨架36 测验题 名解： 1、被动运输 2、细胞骨架 论述： 1、胶原的合成过程 医学细胞生物学细胞骨架37 微丝遍及胞