细胞生物学(7)第七章细胞骨架

1、细胞骨架细胞骨架细胞外基质细胞外基质细胞膜骨架细胞膜骨架细胞质骨架细胞质骨架细胞核骨架细胞核骨架细胞骨架系统细胞骨架系统（cytoskeletoncytoskeleton systemsystem）第七章第七章 细胞骨架细胞骨架（cytoskeletoncytoskeleton ）一、微管（一、微管（microtubule）二、微丝（二、微丝（microfilament）三、中间丝（三、中间丝（intermediate filament）四、细胞质骨架与疾病四、细胞质骨架与疾病一、微管一、微管（microtubulemicrotubule） 微管是由微管蛋白装配成细长的、具有一定刚性微管是由微

2、管蛋白装配成细长的、具有一定刚性的圆管状结构。微管参与细胞形态的维持、某些细胞的圆管状结构。微管参与细胞形态的维持、某些细胞结构的形成、胞内膜性细胞器的定位、细胞运动、胞结构的形成、胞内膜性细胞器的定位、细胞运动、胞内物质运输和细胞分裂等。内物质运输和细胞分裂等。微管网一、微管一、微管（microtubulemicrotubule）1.微管的形态结构和微管的形态结构和存在形式存在形式2.微管的化学组成微管的化学组成3.微管结合蛋白微管结合蛋白4.微管的组装及其调节微管的组装及其调节5.微管的主要功能微管的主要功能微管的存在形式：微管的存在形式： 单管（质膜下）单管（质膜下） 二联管（鞭毛和纤毛

3、）二联管（鞭毛和纤毛） 三联管（中心粒和基体）三联管（中心粒和基体）2.微管的化学组成微管的化学组成微管蛋白微管蛋白 （1 1）-微管蛋白微管蛋白 异二聚体异二聚体 （2 2）-微管蛋白微管蛋白 异二聚体：是微管装配的基本单位。异二聚体：是微管装配的基本单位。 （3 3）-微管蛋白微管蛋白原纤维原纤维（3 3）-微管蛋白微管蛋白-微管蛋白环状复合物微管蛋白环状复合物 （the -tubulin ring complexthe -tubulin ring complex，TuRCTuRC）3.3.微管结合蛋白（微管结合蛋白（MAPMAP）（microtubule associated prote

4、inmicrotubule associated protein）结构结构： 碱性微管结合区域碱性微管结合区域 酸性突出区域酸性突出区域3.3.微管结合蛋白（微管结合蛋白（MAPMAP）、* *调节微管装配调节微管装配 * *稳定微管空间结构稳定微管空间结构 * *参与某些细胞结构的形成参与某些细胞结构的形成 * *参与胞内物质运输参与胞内物质运输 * *控制微管定位控制微管定位TauTau蛋白蛋白MAPMAP1 1C CMAPMAP2 2+ +端追踪蛋白端追踪蛋白MAPMAP1 14.4.微管的组装及其调节：微管的组装及其调节：（1 1）微管的体外装配）微管的体外装配（2 2）微管的体内装配

5、）微管的体内装配（3 3）微管装配的调节）微管装配的调节 微管组织中心微管组织中心 （microtubule organizing centermicrotubule organizing center， MTOC MTOC ） 决定细胞MT的极性微管的种子成核作用模型（1 1）构成细胞内的网状支架，支持和维持细胞的形态）构成细胞内的网状支架，支持和维持细胞的形态（2 2）参与中心粒、纤毛和鞭毛的形成）参与中心粒、纤毛和鞭毛的形成 （3 3）维持细胞内细胞器的定位和分布）维持细胞内细胞器的定位和分布（4 4）为细胞内物质运输提供轨道）为细胞内物质运输提供轨道 5.5.微管的主要功能：微管的主要

6、功能：EMEM下：下：中心粒由中心粒由9 9组三联微管组成组三联微管组成LMLM下：下：中心粒：中心粒：centriolcentriol中心球：中心球：centrospherecentrosphere微管电镜下的中心粒电镜下的中心粒由由9 9组三联微管组成组三联微管组成主要的微管组织中心，组织形成微管主要的微管组织中心，组织形成微管在细胞分裂期指导纺锤丝排列和染色体的移动在细胞分裂期指导纺锤丝排列和染色体的移动动力蛋白臂动力蛋白臂动力蛋白臂动力蛋白臂中 央 管中 央 管中 央 鞘中 央 鞘放射辐条放射辐条质膜质膜连接连接蛋白蛋白A微管微管B微管微管外周二联体管外周二联体管 微管微管内质网内质网

7、高尔基体高尔基体中心体中心体细胞核细胞核驱动蛋白驱动蛋白动力蛋白动力蛋白双向物质运输动力蛋白与细胞器膜的附着动力蛋白与细胞器膜的附着动力肌动蛋白复合物二、微丝（二、微丝（microfilamentmicrofilament） 微丝是由肌动蛋白组成的细丝，成束地或分散微丝是由肌动蛋白组成的细丝，成束地或分散地存在于真核细胞胞质中，使细胞具有一定的韧性地存在于真核细胞胞质中，使细胞具有一定的韧性和弹性。在细胞的形态维持以及细胞运动中起着重和弹性。在细胞的形态维持以及细胞运动中起着重要的作用。要的作用。二、微丝（二、微丝（microfilamentmicrofilament）1.微丝的形态结构微丝的

8、形态结构2.微丝的化学组成微丝的化学组成3.微丝结合蛋白微丝结合蛋白4.微丝的组装及其调节微丝的组装及其调节5.微丝的主要功能微丝的主要功能又称肌动蛋白丝又称肌动蛋白丝（actin filamentactin filament）2.微丝的化学组成微丝的化学组成 肌动蛋白（肌动蛋白（actinactin）3.微丝结合蛋白微丝结合蛋白（microfilament-associated protein） （1 1）肌肉收缩系统中的微丝结合蛋白肌肉收缩系统中的微丝结合蛋白 （2 2）非肌细胞中的微丝结合蛋白）非肌细胞中的微丝结合蛋白 1 1）原肌球蛋白（）原肌球蛋白（tropomyosintropom

9、yosin，TmTm）2 2）肌钙蛋白（肌钙蛋白（troponintroponin）3 3）肌球蛋白肌球蛋白 （myosin myosin ） （1 1）肌肉收缩系统中的微丝结合蛋白肌肉收缩系统中的微丝结合蛋白肌动蛋白肌动蛋白肌钙蛋白肌钙蛋白原肌球蛋白原肌球蛋白Tn-CTn-C（钙结合亚基）钙结合亚基）Tn-ITn-I（抑制亚基）抑制亚基）Tn-TTn-T（原肌球蛋白结合亚基）原肌球蛋白结合亚基）（1 1）肌肉收缩系统中的微丝结合蛋白肌肉收缩系统中的微丝结合蛋白肌球蛋白肌球蛋白 （myosin ）（1 1）肌肉收缩系统中的微丝结合蛋白肌肉收缩系统中的微丝结合蛋白由两条多肽重链和两对轻链组成肌球

10、蛋白纤维肌球蛋白纤维（2 2）非肌细胞中的微丝结合蛋白）非肌细胞中的微丝结合蛋白 肌 动 蛋 白 的 装 配肌 动 蛋 白 的 装 配4.微丝的组装及其调节微丝的组装及其调节微丝装配的成核作用微丝装配的成核作用（1 1）支撑作用）支撑作用 1 1）形成应力纤维）形成应力纤维 2 2）支持微绒毛）支持微绒毛 （2 2）参与细胞运动）参与细胞运动 1 1）变形运动）变形运动 2 2）胞质分裂）胞质分裂 3 3）肌肉收缩）肌肉收缩（3 3）参与胞内信息传递）参与胞内信息传递5.5.微丝的主要功能微丝的主要功能（1 1）支撑作用）支撑作用形成应力纤维形成应力纤维（1 1）支撑作用）支撑作用 支持微绒毛

11、支持微绒毛肌动蛋白皮层肌动蛋白皮层片状伪足片状伪足基质基质回缩回缩非聚合态肌动蛋白的移动非聚合态肌动蛋白的移动端肌动蛋白聚合端肌动蛋白聚合, ,使伪足向前延伸使伪足向前延伸点接触点接触（2 2）参与细胞运动）参与细胞运动 变形运动变形运动变形运动噬中性粒细胞的趋化性（2 2）参与细胞运动）参与细胞运动 胞质分裂胞质分裂（2 2）参与细胞运动）参与细胞运动肌肉收缩肌肉收缩（2 2）参与细胞运动）参与细胞运动 肌肉收缩肌肉收缩肌球蛋白移动微棘褶皱（3 3）参与胞内信息传递）参与胞内信息传递对外界信号作出应答，触发质膜下微丝的结构变化对外界信号作出应答，触发质膜下微丝的结构变化1.中间丝的形态结构中

12、间丝的形态结构2.中间丝的化学组成中间丝的化学组成3.中间丝结合蛋白中间丝结合蛋白4.中间丝的组装及其调节中间丝的组装及其调节5.中间丝的主要功能中间丝的主要功能杆状杆状-螺旋区螺旋区头部氨基端头部氨基端尾部羧基端尾部羧基端角蛋白角蛋白波行纤维蛋白波行纤维蛋白神经丝蛋白神经丝蛋白核纤层核纤层含重复区段含重复区段（1）角蛋白纤维（角蛋白纤维（keratin filament） （2）神经元纤维（神经元纤维（neurofilament） （3）波形蛋白样纤维（波形蛋白样纤维（vimentin-like filaments） （4）核纤层蛋白（核纤层蛋白（lamin） （5）巢蛋白（巢蛋白（nest

13、in） （6）未归类的蛋白质未归类的蛋白质 3.中间丝结合蛋白（中间丝结合蛋白（IFAP）（intermediate filament associated protein）（1 1）丝聚蛋白（）丝聚蛋白（filaggrinfilaggrin）（2 2）网蛋白（网蛋白（plectinplectin）（3 3）中间丝结合蛋白中间丝结合蛋白300 300 （IFAP300IFAP300） （4 4）BPAG1 BPAG1 网蛋白网蛋白中间丝微管抗网蛋白抗体的金颗粒网蛋白：介导中间丝与微管连接 4. 4.中间丝的组装及其调节中间丝的组装及其调节二聚体二聚体四聚体四聚体原丝原丝中间丝中间丝中间丝蛋白单

14、体中间丝蛋白单体（1 1）细胞的细胞内支架作用）细胞的细胞内支架作用（2 2）参与细胞内信息传递及物质运输）参与细胞内信息传递及物质运输（3 3）中间丝与细胞分化）中间丝与细胞分化1 1）在细胞内形成一个完整的网状骨架系统）在细胞内形成一个完整的网状骨架系统 2 2）提供细胞机械强度）提供细胞机械强度 3 3）参与相邻细胞间、细胞与基膜间的连接结构的形成）参与相邻细胞间、细胞与基膜间的连接结构的形成5.5.中间丝的功能中间丝的功能（1 1）细胞的细胞内支架作用细胞的细胞内支架作用2 2）提供细胞机械强度）提供细胞机械强度3 3）参与相邻细胞间、细胞与基膜间的连接结构的形成）参与相邻细胞间、细胞与基膜间的连接结构的形成1 1）参与胞内信息传递）参与胞内信息传递 2 2）与）与mRNAmRNA转运有关转运有关 （2 2）参与细胞内信