细胞外基质作用机理PPT学习教案

1、会计学1第1页/共40页机体的各种组织和器官都是由细胞核细胞外基质（ECM）共同组成的。 第2页/共40页骨细胞、软骨组织和结缔组织细胞外基质的扫描电镜照片左：骨细胞； 中：软骨组织； 右：结缔组织ECM的成分及组装形式由所产生的细胞决定，并与组织的功能相适应。如：角膜、肌腱。不同组织的细胞分泌形成的ECM在特性上有显著的差异 。能够分泌和形成ECM的主要细胞类群是成纤维细胞和少数其他特化组织的细胞。第3页/共40页ECM是细胞外大分子构成的高度的有组织的网络结构。影响细胞的存活、死亡、增殖和分化。包括：胶原collagen、非胶原糖蛋白non-collagen glycoprotein、氨基

2、聚糖与蛋白聚糖proteoglycan、弹性蛋白elastin等。第4页/共40页 主要成分：不溶性的各类纤维（胶原和弹性蛋白）+可溶性的多聚体蛋白分子（蛋白聚糖和糖蛋白）。第5页/共40页 第6页/共40页第7页/共40页n 类型：已知至少20种胶原，由不同的结构基因编码。n I、II、III、V、XI型胶原为有横纹的纤维形结构。第8页/共40页各类胶原都有两个共同的特点 都是由三条肽链组成；各类胶原蛋白的氨基酸组成完全不同，这在其他蛋白质中从未发现过。第9页/共40页分子结构：胶原纤维的基本结构单位是原胶原。其肽链的一级结构具有(Gly-x-y)n重复序列， 其中x常为脯氨酸(Pro)，

3、y常为羟脯氨酸(Hypro)或羟赖氨酸(Hylys)。原胶原是由三条-肽链组成的纤维状蛋白质， 相互拧成三股螺旋状构型， 长300nm， 直径。第10页/共40页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。 第11页/共40页电镜照片所示的是鸡胚胎结缔组织的胶原纤维; 图解是胶原的分子结构。 第12页/共40页第13页/共40页 脊椎动物中胶原的合成、装配与分泌胶原蛋白是在膜结合核糖体上起始合成的，然后进入内质网，通过内质网和高尔基体的加工修饰和装配，最后分泌到细胞外基质中 第14页/共40页 胶原装配的主要步骤由前体肽装配成前胶原时，是通过分子内的交联完成的。而由胶

4、原装配成胶原原纤维(collagen fibril)则是通过分子间的交联 第15页/共40页第16页/共40页过度松弛皮肤症 这是1890年拍摄的“弹性皮肤人”的照片，是由于胶原装配不正确引起的遗传综合症。在某些个体中，由于胶原酶缺陷而引起，因为胶原酶缺陷，不能将前胶原转变成胶原。p如果编码胶原的基因发生突变，将导致胶原病。若影响到胶原纤维的正确装配，皮肤和其它各种结缔组织就会因此降低强度而变得非常的松弛。 第17页/共40页是细胞外基质成分的组织者，具有分别与细胞及其他ECM成分结合的多个结构域。：使细胞与ECM相互黏附，同时介导细胞的运动迁移，并在细胞分化和创伤修复中起重要作用。类型：纤黏

5、连蛋白、层黏连蛋白、亲玻纤黏连蛋白 、 软 骨 黏 连 蛋 白 、 凝 血 酶 应 答 蛋 白 和 v o n willebrand因子等。第18页/共40页FN是一种大的纤维状糖蛋白，由是一种大的纤维状糖蛋白，由两个亚单位构成二聚体，两条肽链两个亚单位构成二聚体，两条肽链的的C端以二硫键共价相连，形成端以二硫键共价相连，形成“V”形分子。形分子。 第19页/共40页 FN是一种高相对分子质量的粘附性的糖蛋白，广泛存在于动物界， 包括海绵、海胆及哺乳动物类。每个FN亚基上有与胶原、细胞表面受体、血纤蛋白和硫酸蛋白多糖高亲和结合的位点 。 RGD序列: FN中与细胞结合的结构域中的Arg-Gly

6、-Asp三肽序列 第20页/共40页fibronectin dimer第21页/共40页第22页/共40页第23页/共40页第24页/共40页层粘连蛋白的结构结构上呈现不对称的十字形， 由一条长臂和三条相似的短臂构成。1和2短臂上有两个球形域， 链上的短臂有三个球形结构域，其中有一个结构域同型胶原结合，第二个结构域同肝素结合，还有同细胞表面受体结合的结构域第25页/共40页层粘连蛋白是基膜(basal lamina)的主要结构成分。基膜是一种复合的细胞外结构， 通常位于上皮和内皮的基底面，是细胞外基质的特异区， 将细胞层和其下的结缔组织分开。典型的基膜厚约50nm，有些基膜的厚度达200nm。

7、形成基膜的组织和细胞: 肌细胞和脂肪细胞的表面; 上皮组织基底面的下方，如皮肤上皮的下表面; 血管内皮细胞的下表面。此外，施旺细胞(Schwann cells)的表面也有基膜。第26页/共40页结构结构: 基膜是由不同的蛋白纤维组成的网状结构，LN是基膜的主要成分，也是基膜的组织者，而型胶原则是基膜的网状钢架 。功能功能: 基膜不仅对组织结构起支持作用，同时也是渗透性的障碍，调节分子和细胞的运动第27页/共40页LN的功能：组成基膜，是胚胎发育中最早出现的ECM。pLN分子中具有与型胶原、细胞表面、及其它的蛋白聚糖结合的位点。在基膜中，主要功能就是作为基膜的主要结构成分对基膜的组装起关键作用，

8、 在细胞表面形成网络结构并将细胞固定在基膜上。pLN还有许多其他的作用，如在细胞发育过程中刺激细胞粘着、细胞运动。LN还能够刺激胚胎中神经轴的生长，并促进成年动物的神经损伤后再生。p如同纤粘连蛋白，细胞外的LN能够影响细胞的生长、迁移和分化。第28页/共40页是重复二糖单位构成的无分枝长链多糖。因二糖单位之一常为氨基糖（N-乙酰氨基葡萄糖或N-乙酰氨基半乳糖）而得名。 二糖单位通常由氨基已糖和糖醛酸组成。可分为六种：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。透明质酸(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。第29页/共4

9、0页第30页/共40页第31页/共40页左蛋白聚糖；中蛋白聚糖多聚体；右氨基聚糖左蛋白聚糖；中蛋白聚糖多聚体；右氨基聚糖 第32页/共40页除HA及肝素外，其他GAG均不游离存在。HA以非共价键连接许多蛋白聚糖单体形成多聚体。如透明质酸同糖胺聚糖和核心蛋白组成软骨组织的蛋白聚糖复合物，称为透明质酸-蛋白聚糖复合物。在这种复合物中，透明质酸作为一个长轴，将蛋白聚糖连接在一起，形成更大的更复杂的蛋白聚糖，使细胞外基质具有更大的抗压性。HA在软骨组织ECM的蛋白聚糖中的作用 第33页/共40页蛋白聚糖和透明质酸-蛋白聚糖复合物直接与胶原纤维连接形成动物细胞外的纤维-网络结构，不同类型的胶原和不同类型的蛋白聚糖连接形成不同的纤维-网络，对于提高细胞外基质的连贯性起关键作用。 第34页/共40页第35页/共40页弹性蛋白(elastin)是弹性纤维的主要成分，外面包着一层由微原纤维（糖蛋白）构成的壳。弹性纤维与胶原纤维共同存在，分别赋予组织以弹性及抗张性。弹性纤维的伸展性比同样横截面积的橡皮条至少大5倍。弹性纤维主要存在于脉管壁及肺，亦少量存在于皮肤、肌