细胞骨架(细胞生物学)课件

第七章细胞骨架第七章第一节概述

第二节微管第三节微丝

第四节中间丝第五节细胞骨架与疾病

内容第一节概述第一节概述一、细胞骨架的概念细胞骨架(cytoskeleton)

是指真核细胞中与保持细胞形态结构和细胞运动有关的纤维网络，包括微管、微丝和中间丝。细胞骨架

微管（microtubule）25nm

微丝(microfilament)5～7nm

中间丝(intermediate）10nm第一节概述一、细胞骨架的概念细胞骨架微管（m细胞骨架立体结构模式图细胞骨架立体结构模式图广意的概念细胞质骨架细胞核骨架细胞外基质二、细胞骨架的功能

1.构成细胞内支撑和区域化的网架

2.参与细胞的运动和细胞内物质的运输

3.参与细胞的分裂活动

4.参与细胞内信息传递广意的概念细胞质骨架二、细胞骨架的功能细胞骨架功能示意图细胞骨架功能示意图

第二节微管

一、微管的化学组成

α微管蛋白、β微管蛋白、γ-微管蛋白

常以αβ微管蛋白异二聚体形式存在

α-微管蛋白

β-微管蛋白1.α和β微管蛋白

第二节微管常以α在α微管蛋白和β微管蛋白上各有一个GTP结合位点、Mg2+、Ca2+结合位点和多个药物的结合位点在α微管蛋白和β微管蛋白上各有一个GTP结合位点、a.微管结构模式图b.微管横切面C.电镜图象a.微管结构模式图b.微管横切面C.电镜图象2.γ微管蛋白环状复合物（γ-TuRC）由γ微管蛋白和一些其他相关蛋白构成，是微管的一种高效的集结结构，在中心体中是微管装配的起始结构。2.γ微管蛋白环状复合物（γ-TuRC）3.微管的三种存在形式单管微管由13根原丝组成，是胞质微管的主要存在形式二联管主要分布在纤毛和鞭毛的杆状部分三联管主要分布在中心粒及纤毛和鞭毛的基体中3.微管的三种存在形式单管微管由13根原丝组成，是胞质微管的二、微管相关蛋白

(microtubule-associatedprotein，MAP)

这是一类以恒定比例与微管结合的蛋白，决定不同类型微管的独特属性，参与微管的装配，是维持微管结构和功能的必需成份。MAP-1、MAP-2、Tau主要存在于神经元中MAP-4广泛存在于各种细胞中各种MAP的活性主要通过蛋白激酶和磷酸酶控制1．微管相关蛋白的种类和特点二、微管相关蛋白这是一类以恒定比例与微管结合的蛋微管相关蛋白MAP-2碱性结合区酸性区域微管相关蛋白MAP-2碱性结合区酸性区域2.微管相关蛋白的功能（1）调节微管装配（2）增加微管的稳定性和强度（3）在细胞内沿微管转运囊泡和颗粒（4）作为细胞外信号的靶位点参与信号转导

2.微管相关蛋白的功能（1）调节微管装配三、微管的组装和极性组装过程分三个时期：成核期、聚合期和稳定期成核期：先由α和β微管蛋白聚合成一个短的寡聚体结构，即核心形成；聚合期：微管蛋白聚合速度大于解聚速度，微管延长；稳定期：游离微管蛋白浓度下降，达到临界浓度，微管的组装与去组装速度相等，微管长度相对恒定；三、微管的组装和极性组装过程分三个时期：成核期、聚合期和稳定（一）微管的体外组装极性装配：装配快的一端（β微管蛋白）为（+）极，装配慢的一端（α微管蛋白）为（-）极组装条件：微管蛋白异二聚体达到临界浓度、有Mg2+存在，（无Ca2+）、pH6.9、37℃、异二聚体即组装成微管，同时需要由GTP提供能量。（一）微管的体外组装极性装配：组装条件：微管的体外组装过程与踏车现象模式微管的体外组装过程与踏车现象模式（二）微管的体内装配

微管组织中心（microtubuleorganizingcenter，MTOC）在空间上为微管装配提供始发区域，控制着细胞质中微管的数量、位置及方向。包括：中心体、纤毛和鞭毛的基体微管在中心体部位的成核模型（二）微管的体内装配微管组织中心（microtubule微管在中心体上的聚合A.中心体的无定形蛋白基质中含有γ微管蛋白环,它是微管生长的起始部位;B.中心体上的γ微管蛋白环;C.中心体与附着其上的微管,负端被包围在中心体中,正端游离在细胞质中;微管在中心体上的聚合A.中心体的无定形蛋白基质中含有γ微管（三）微管组装的动态调节---非稳态动力学模型该模型认为，微管组装过程不停地在增长和缩短两种状态中转变，表现动态不稳定性。微管在体外组装时，游离微管蛋白的浓度和GTP水解成GDP的速度决定微管的稳定性：（三）微管组装的动态调节---非稳态动力学模型该模型认为，微当GTP微管蛋白异二聚体添加到微管正极（+）组装速度大于GTP的水解速度时,形成GTP帽,微管延长;当GTP的微管蛋白聚合速度小于GTP的水解速度，GTP帽不断缩小暴露出GDP微管蛋白，并迅速脱落,使微管缩短，导致微管结构上的不稳定，当GTP微管蛋白异二聚体添加到微管正极（+）组装速度大于GT（四）作用于微管的特异性药物秋水仙素：抑制微管的组装紫衫酚：阻止微管的去组装，增强微管稳定性秋水仙素与紫衫酚的分子结构（四）作用于微管的特异性药物秋水仙素：抑制微管的组装秋水仙素四、微管的功能（一）构成细胞的支架并维持细胞的形态微管围绕细胞核向外呈放射状分布，维持细胞的形态四、微管的功能微管围绕细胞核向外呈（二）参与细胞内物质的运输微管为细胞内物质的运输提供轨道,通过马达蛋白完成物质运输任务.1.马达蛋白（motorprotein）这是一类利用ATP水解产生的能量驱动自身携带运载物沿着微管或肌动蛋白丝运动的蛋白质。可分为三个不同的家族：驱动蛋白（kinesin）动力蛋白（dynein）肌球蛋白（myosin）微管作为运行轨道

肌动蛋白纤维作为运行轨道（二）参与细胞内物质的运输微管为细胞内物质的运输提供轨道,通驱动蛋白：介导沿微管的（-）极向（+）极的运输动力蛋白：介导从微管的（+）极向（-）极的运输驱动蛋白：介导沿微管的（-）极向（+）极的运输胞质动力蛋白与膜泡的附着胞质动力蛋白与膜泡的附着细胞中微管介导的物质运输细胞中微管介导的物质运输（三）维持细胞内细胞器的空间定位和分布

参与内质网、高尔基复合体、纺锤体的定位及分裂期染色体位移、（四）微管参与细胞运动

细胞的变形运动、纤毛、鞭毛运动（三）维持细胞内细胞器的空间定位和分布参与内质网、高尔细胞膜包绕一根轴丝结构图式：

9X3+0

纤毛和鞭毛的结构细胞膜包绕一根轴丝结构图式：纤毛和鞭毛的结构中心粒横切面上，其圆柱状小体的壁有9组三联管斜向排列呈风车状。中心粒横切面上，其圆柱状小体的壁有9组三联管斜向排列呈风车状纤毛和鞭毛动力微管的滑动模型纤毛和鞭毛动力微管的滑动模型（五）微管参与染色体的运动，调节细胞分裂（六）微管参与细胞内信号传递如hedgehog、JNK、Wnt、ERK及PAK蛋白激酶信号通路。（五）微管参与染色体的运动，调节细胞分裂（六）微管参与细胞内第三节微丝一、微丝的结构与肌动蛋白

G-肌动蛋白（G-actin）纯化的肌动蛋白单体由单条肽链折叠而成，外观呈哑铃形，内部有ATP（或ADP）结合位点和一个二价阳离子Mg2+（或Ca2）结合位点。F-肌动蛋白：每条微丝由2条平行的肌动蛋白单链以右手螺旋方式相互盘绕而成，具有极性第三节微丝一、微丝的结构与肌动蛋白F-肌动蛋白：每条肌动蛋白和微丝的结构模式图

A.G-肌动蛋白三维结构;B.F-肌动蛋白分子模型;C.F-肌动蛋白电镜照片肌动蛋白和微丝的结构模式图二、肌动蛋白结合蛋白(actin-bindingprotein）

是细胞内存在的一大类能与肌动蛋白单体或肌动蛋白纤维结合的、能改变其特性的蛋白。按其功能可分为三大类：①与F-肌动蛋白的聚合有关的蛋白；②与微丝结构有关的蛋白；③与微丝收缩有关的蛋白；二、肌动蛋白结合蛋白(actin-bindingprote肌动蛋白结合蛋白功能示意图肌动蛋白结合蛋白功能示意图与微丝收缩相关的蛋白与微丝收缩相关的蛋白

三、微丝的组装

当溶液中含有ATP、Mg2+以及较高浓度的K+或Na+时，G-肌动蛋白可自组装成F-肌动蛋白；当溶液中含有适当浓度的Ca2+以及低浓度的Na+、K+时，肌动蛋白纤维趋向于解聚成肌动蛋白单体。三、微丝的组装当溶液中含有ATP、Mg2+以及较高浓度（一）微丝的体外组装过程分三个阶段：

①成核期②延长期③稳定期①成核期②延长期③稳定期成核因子通过成核作用来加速肌动蛋白的聚合（一）微丝的体外组装过程分三个阶段：①成核期（二）微丝的体内组装的调节

微丝体内组装受一系列肌动蛋白结合蛋白的调节微丝成核蛋白（二）微丝的体内组装的调节微丝体内组装受一系列肌动蛋白结合

微丝装配的成核作用及微丝网络的形成A.纤丝状肌动蛋白纤维的成核作用；B.微丝成网过程微丝装配的成核作用及微丝网络的形成（三）多种药物影响微丝组装细胞松弛素（cytochalasin）抑制组装过程鬼笔环肽：抑制微丝解聚，使微丝保持稳定状态

（三）多种药物影响微丝组装细胞松弛素（cytochalasi四、微丝的功能（一）构成细胞的支架并维持细胞的形态如，细胞皮层、应力纤维、微绒毛等A.微绒毛低温电镜图象;B.微绒毛结构示意图四、微丝的功能（一）构成细胞的支架并维持细胞的形态A.微绒毛（二）微丝参与细胞的运动参与细胞的多种运动形式：变形运动、胞质环流、细胞的内吞和外吐等

细胞变形运动：①肌动蛋白的聚合形成伪足②伪足与基质之间行成新的锚定点；③胞质溶胶向前流动，收缩、细胞向前移动（肌动蛋白纤维的解聚）。（二）微丝参与细胞的运动细胞变形运动：（三）微丝参与细胞内物质运输肌球蛋白（myosin）的马达蛋白家族它们以微丝作为运输轨道参与物质运输活动。（三）微丝参与细胞内物质运输肌球蛋白（myosin）的马达蛋滑动机制Motorprotein3滑动机制Motorprotein3细胞骨架(细胞生物学)课件（四）微丝参与细胞质的分裂胞质分裂通过质膜下由微丝束形成的收缩环完成（四）微丝参与细胞质的分裂胞质分裂通过质膜下由微丝束形成的收（五）微丝参与肌肉收缩

肌肉组织（五）微丝参与肌肉收缩肌肉组织骨骼肌肌原纤维肌节粗肌丝、细肌丝骨骼肌细胞骨架(细胞生物学)课件细胞骨架(细胞生物学)课件肌肉收缩是粗肌丝和细肌丝相互滑动的结果肌肉收缩是粗肌丝和细肌丝相互滑动的结果5.3肌肉收缩5.3肌肉收缩细胞骨架(细胞生物学)课件细胞骨架(细胞生物学)课件（六）微丝参与受精作用

精子头端启动微丝组装，形成顶体刺突完成受精。（七）微丝参与细胞内信息传递细胞外的某些信号分子与细胞膜上的受体结合，可触发膜下肌动蛋白的结构变化，从而启动细胞内激酶变化的信号转导过程。主要参与Rho蛋白家族有关的信号转导（六）微丝参与受精作用精子头端启动微丝组装，形成顶体刺突完课堂思考讨论题组装过程中“踏车现象”极性如何理解细胞骨架的动态不稳定性？这一现象与细胞生命活动过程有什么关系？课堂思考讨论题组装过程中“踏车现象”第四节中间丝

中间丝的直径为10nm，由不同的蛋白质分子组成。结构稳定，大多数情况下，形成布满在细胞质中的网络

中间丝的蛋白质分子复杂，不同来源的组织细胞表达不同类型的中间丝蛋白，是三类骨架纤维中化学成分最复杂的一种，分为6种主要类型（见教材中间丝蛋白的主要类型表）一、中间丝的类型第四节中间丝中间丝的直径为10nm，由二、中间丝蛋白的分子结构中间纤维蛋白是长的线性蛋白，由头部、杆状区和尾部三部分组成，各种中间丝蛋白之间的区别主要取决于头、尾部的长度和氨基酸顺序二、中间丝蛋白的分子结构中间纤维蛋白是长的线性蛋白，由头部三、中间丝结合蛋白(intermediatefilamentassociatedprotein，IFAP)

是一类在结构和功能上与中间丝有密切联系，但其本身不是中间丝结构组分的蛋白。使中间丝之间交联成束、成网，并把中间丝交联到质膜或其他骨架成分上。目前已知约15种，（见教材中间丝结合蛋白表）IFAP共同特征：①具有中间丝类型特异性；②表达有细胞专一性；③不同的IFAP可存在于同一个细胞中与不同的中间丝组织状态相联系；④在细胞中某些IFAP的表达与细胞的功能和发育状态有关。三、中间丝结合蛋白是一类在结构和功能上与中间丝有密切联系，但单体二聚体双股超螺旋COOHNH2COOHCOOHNH2NH2COOHCOOHNH2NH2四聚体（进一步组装成原丝）NH2NH2COOHCOOH八聚体即原纤维中间纤维中间纤维平行对齐反向平行

半分子长度交错4个八聚体相互缠绕四、中间丝的组装单体二聚体COOHNH2COOHCOOHNH2NH2细胞骨架(细胞生物学)课件中间纤维的组装特点★1.四聚体的组装是反向平行排列，两端对称，故中间纤维无极性。★2.八聚体的组装遵循半分子长度交错的原则。3.中间纤维的体外组装不需要核苷酸或结合蛋白的辅助。4.在体内，绝大部分中间纤维蛋白已装配成中间纤维，几乎不存在相应的可溶性蛋白，而微管或微丝组装时只有30%的蛋白质分子处于组装状态。中间纤维的组装特点★1.四聚体的组装是反向平行排列，两端五、中间丝的功能

（一）参与构成细胞完整的支撑网架系统

构成细胞完整的支撑网架系统，还与细胞核的形态支持和定位、相邻细胞之间、细胞与基膜之间连接结构的形成，五、中间丝的功能（一）参与构成细胞完整的支撑网架系统构（二）为细胞提供机械强度支持（二）为细胞提供机械强度支持（三）参与细胞的分化1.不同类型的IF严格地分布在不同类型的细胞中，具有组织细胞的特异性。2.发育不同阶段的细胞，会表达不同类型的中间纤维，是细胞分化的标志。

（四）参与细胞内信息传递中间纤维与DNA复制、转录和mRNA的运输有关，胞质mRNA锚定于中间纤维，可能对其在细胞内的定位及是否翻译起重要作用。（三）参与细胞的分化1.不同类型的IF严格地分布在不同类型的

微丝

微管

中间纤维

单体

肌动蛋白

αβ微管蛋白

中间纤维蛋白

结合核苷酸

ATP

GTP

无

纤维直径

~7nm

~25nm

10nm

结构

双链螺旋

13根原纤维组成空心管状纤维

8个4聚体或4个8聚体组成的空心管状纤维

极性

有

有

无

组织特异性

无

无

有

蛋白库

有

有

无

踏车形为

有

有

无

动力结合蛋白

肌球蛋白

动力蛋白，驱动蛋白

无

特异性药物

细胞松驰素

鬼笔环肽

秋水仙素，长春花碱，紫杉醇

无

★胞质骨架三种组分的比较微丝微管中间纤维单体肌动蛋白αβ微管蛋第五节细胞骨架异常与疾病

一、细胞骨架与肿瘤1.肿瘤细胞内细胞骨架结构的破坏和解聚，无序紊乱排列造成细胞形态异常有关。2.根据中间丝分布具有组织特异性的特点，用作临床肿瘤病理诊断工具。第五节细胞骨架异常与疾病一、细胞骨架与肿瘤1.肿瘤二、细胞骨架与神经系统疾病如帕金森病、阿尔茨海默病、肌萎缩性侧索硬化症、幼稚性脊柱肌肉萎缩症等都与神经丝蛋白的异常表达与异常修饰有关。三、细胞骨架与遗传性疾病人类不动纤毛综合征、遗传性皮肤病单纯性大疱性表皮松解症等。二、细胞骨架与神经系统疾病三、细胞骨架与遗传性疾病人类不动纤1.细胞骨架三种组分比较。

2.在细胞骨架的研究中，特异性工具药起了什么作用？3.细胞的结构与功能密切相关，以细胞骨架在细胞周期活动过程中的作用为例说明之。

4.何谓马达蛋白?简述马达蛋白的三个不同家族成员的物质运输特点。

思考题1.细胞骨架三种组分比较。思考题第七章细胞骨架第七章第一节概述

第二节微管第三节微丝

第四节中间丝第五节细胞骨架与疾病

内容第一节概述第一节概述一、细胞骨架的概念细胞骨架(cytoskeleton)

是指真核细胞中与保持细胞形态结构和细胞运动有关的纤维网络，包括微管、微丝和中间丝。细胞骨架

微管（microtubule）25nm

微丝(microfilament)5～7nm

中间丝(intermediate）10nm第一节概述一、细胞骨架的概念细胞骨架微管（m细胞骨架立体结构模式图细胞骨架立体结构模式图广意的概念细胞质骨架细胞核骨架细胞外基质二、细胞骨架的功能

1.构成细胞内支撑和区域化的网架

2.参与细胞的运动和细胞内物质的运输

3.参与细胞的分裂活动

4.参与细胞内信息传递广意的概念细胞质骨架二、细胞骨架的功能细胞骨架功能示意图细胞骨架功能示意图

第二节微管

一、微管的化学组成

α微管蛋白、β微管蛋白、γ-微管蛋白

常以αβ微管蛋白异二聚体形式存在

α-微管蛋白

β-微管蛋白1.α和β微管蛋白

第二节微管常以α在α微管蛋白和β微管蛋白上各有一个GTP结合位点、Mg2+、Ca2+结合位点和多个药物的结合位点在α微管蛋白和β微管蛋白上各有一个GTP结合位点、a.微管结构模式图b.微管横切面C.电镜图象a.微管结构模式图b.微管横切面C.电镜图象2.γ微管蛋白环状复合物（γ-TuRC）由γ微管蛋白和一些其他相关蛋白构成，是微管的一种高效的集结结构，在中心体中是微管装配的起始结构。2.γ微管蛋白环状复合物（γ-TuRC）3.微管的三种存在形式单管微管由13根原丝组成，是胞质微管的主要存在形式二联管主要分布在纤毛和鞭毛的杆状部分三联管主要分布在中心粒及纤毛和鞭毛的基体中3.微管的三种存在形式单管微管由13根原丝组成，是胞质微管的二、微管相关蛋白

(microtubule-associatedprotein，MAP)

这是一类以恒定比例与微管结合的蛋白，决定不同类型微管的独特属性，参与微管的装配，是维持微管结构和功能的必需成份。MAP-1、MAP-2、Tau主要存在于神经元中MAP-4广泛存在于各种细胞中各种MAP的活性主要通过蛋白激酶和磷酸酶控制1．微管相关蛋白的种类和特点二、微管相关蛋白这是一类以恒定比例与微管结合的蛋微管相关蛋白MAP-2碱性结合区酸性区域微管相关蛋白MAP-2碱性结合区酸性区域2.微管相关蛋白的功能（1）调节微管装配（2）增加微管的稳定性和强度（3）在细胞内沿微管转运囊泡和颗粒（4）作为细胞外信号的靶位点参与信号转导

2.微管相关蛋白的功能（1）调节微管装配三、微管的组装和极性组装过程分三个时期：成核期、聚合期和稳定期成核期：先由α和β微管蛋白聚合成一个短的寡聚体结构，即核心形成；聚合期：微管蛋白聚合速度大于解聚速度，微管延长；稳定期：游离微管蛋白浓度下降，达到临界浓度，微管的组装与去组装速度相等，微管长度相对恒定；三、微管的组装和极性组装过程分三个时期：成核期、聚合期和稳定（一）微管的体外组装极性装配：装配快的一端（β微管蛋白）为（+）极，装配慢的一端（α微管蛋白）为（-）极组装条件：微管蛋白异二聚体达到临界浓度、有Mg2+存在，（无Ca2+）、pH6.9、37℃、异二聚体即组装成微管，同时需要由GTP提供能量。（一）微管的体外组装极性装配：组装条件：微管的体外组装过程与踏车现象模式微管的体外组装过程与踏车现象模式（二）微管的体内装配

微管组织中心（microtubuleorganizingcenter，MTOC）在空间上为微管装配提供始发区域，控制着细胞质中微管的数量、位置及方向。包括：中心体、纤毛和鞭毛的基体微管在中心体部位的成核模型（二）微管的体内装配微管组织中心（microtubule微管在中心体上的聚合A.中心体的无定形蛋白基质中含有γ微管蛋白环,它是微管生长的起始部位;B.中心体上的γ微管蛋白环;C.中心体与附着其上的微管,负端被包围在中心体中,正端游离在细胞质中;微管在中心体上的聚合A.中心体的无定形蛋白基质中含有γ微管（三）微管组装的动态调节---非稳态动力学模型该模型认为，微管组装过程不停地在增长和缩短两种状态中转变，表现动态不稳定性。微管在体外组装时，游离微管蛋白的浓度和GTP水解成GDP的速度决定微管的稳定性：（三）微管组装的动态调节---非稳态动力学模型该模型认为，微当GTP微管蛋白异二聚体添加到微管正极（+）组装速度大于GTP的水解速度时,形成GTP帽,微管延长;当GTP的微管蛋白聚合速度小于GTP的水解速度，GTP帽不断缩小暴露出GDP微管蛋白，并迅速脱落,使微管缩短，导致微管结构上的不稳定，当GTP微管蛋白异二聚体添加到微管正极（+）组装速度大于GT（四）作用于微管的特异性药物秋水仙素：抑制微管的组装紫衫酚：阻止微管的去组装，增强微管稳定性秋水仙素与紫衫酚的分子结构（四）作用于微管的特异性药物秋水仙素：抑制微管的组装秋水仙素四、微管的功能（一）构成细胞的支架并维持细胞的形态微管围绕细胞核向外呈放射状分布，维持细胞的形态四、微管的功能微管围绕细胞核向外呈（二）参与细胞内物质的运输微管为细胞内物质的运输提供轨道,通过马达蛋白完成物质运输任务.1.马达蛋白（motorprotein）这是一类利用ATP水解产生的能量驱动自身携带运载物沿着微管或肌动蛋白丝运动的蛋白质。可分为三个不同的家族：驱动蛋白（kinesin）动力蛋白（dynein）肌球蛋白（myosin）微管作为运行轨道

肌动蛋白纤维作为运行轨道（二）参与细胞内物质的运输微管为细胞内物质的运输提供轨道,通驱动蛋白：介导沿微管的（-）极向（+）极的运输动力蛋白：介导从微管的（+）极向（-）极的运输驱动蛋白：介导沿微管的（-）极向（+）极的运输胞质动力蛋白与膜泡的附着胞质动力蛋白与膜泡的附着细胞中微管介导的物质运输细胞中微管介导的物质运输（三）维持细胞内细胞器的空间定位和分布

参与内质网、高尔基复合体、纺锤体的定位及分裂期染色体位移、（四）微管参与细胞运动

细胞的变形运动、纤毛、鞭毛运动（三）维持细胞内细胞器的空间定位和分布参与内质网、高尔细胞膜包绕一根轴丝结构图式：

9X3+0

纤毛和鞭毛的结构细胞膜包绕一根轴丝结构图式：纤毛和鞭毛的结构中心粒横切面上，其圆柱状小体的壁有9组三联管斜向排列呈风车状。中心粒横切面上，其圆柱状小体的壁有9组三联管斜向排列呈风车状纤毛和鞭毛动力微管的滑动模型纤毛和鞭毛动力微管的滑动模型（五）微管参与染色体的运动，调节细胞分裂（六）微管参与细胞内信号传递如hedgehog、JNK、Wnt、ERK及PAK蛋白激酶信号通路。（五）微管参与染色体的运动，调节细胞分裂（六）微管参与细胞内第三节微丝一、微丝的结构与肌动蛋白

G-肌动蛋白（G-actin）纯化的肌动蛋白单体由单条肽链折叠而成，外观呈哑铃形，内部有ATP（或ADP）结合位点和一个二价阳离子Mg2+（或Ca2）结合位点。F-肌动蛋白：每条微丝由2条平行的肌动蛋白单链以右手螺旋方式相互盘绕而成，具有极性第三节微丝一、微丝的结构与肌动蛋白F-肌动蛋白：每条肌动蛋白和微丝的结构模式图

A.G-肌动蛋白三维结构;B.F-肌动蛋白分子模型;C.F-肌动蛋白电镜照片肌动蛋白和微丝的结构模式图二、肌动蛋白结合蛋白(actin-bindingprotein）

是细胞内存在的一大类能与肌动蛋白单体或肌动蛋白纤维结合的、能改变其特性的蛋白。按其功能可分为三大类：①与F-肌动蛋白的聚合有关的蛋白；②与微丝结构有关的蛋白；③与微丝收缩有关的蛋白；二、肌动蛋白结合蛋白(actin-bindingprote肌动蛋白结合蛋白功能示意图肌动蛋白结合蛋白功能示意图与微丝收缩相关的蛋白与微丝收缩相关的蛋白

三、微丝的组装

当溶液中含有ATP、Mg2+以及较高浓度的K+或Na+时，G-肌动蛋白可自组装成F-肌动蛋白；当溶液中含有适当浓度的Ca2+以及低浓度的Na+、K+时，肌动蛋白纤维趋向于解聚成肌动蛋白单体。三、微丝的组装当溶液中含有ATP、Mg2+以及较高浓度（一）微丝的体外组装过程分三个阶段：

①成核期②延长期③稳定期①成核期②延长期③稳定期成核因子通过成核作用来加速肌动蛋白的聚合（一）微丝的体外组装过程分三个阶段：①成核期（二）微丝的体内组装的调节

微丝体内组装受一系列肌动蛋白结合蛋白的调节微丝成核蛋白（二）微丝的体内组装的调节微丝体内组装受一系列肌动蛋白结合

微丝装配的成核作用及微丝网络的形成A.纤丝状肌动蛋白纤维的成核作用；B.微丝成网过程微丝装配的成核作用及微丝网络的形成（三）多种药物影响微丝组装细胞松弛素（cytochalasin）抑制组装过程鬼笔环肽：抑制微丝解聚，使微丝保持稳定状态

（三）多种药物影响微丝组装细胞松弛素（cytochalasi四、微丝的功能（一）构成细胞的支架并维持细胞的形态如，细胞皮层、应力纤维、微绒毛等A.微绒毛低温电镜图象;B.微绒毛结构示意图四、微丝的功能（一）构成细胞的支架并维持细胞的形态A.微绒毛（二）微丝参与细胞的运动参与细胞的多种运动形式：变形运动、胞质环流、细胞的内吞和外吐等

细胞变形运动：①肌动蛋白的聚合形成伪足②伪足与基质之间行成新的锚定点；③胞质溶胶向前流动，收缩、细胞向前移动（肌动蛋白纤维的解聚）。（二）微丝参与细胞的运动细胞变形运动：（三）微丝参与细胞内物质运输肌球蛋白（myosin）的马达蛋白家族它们以微丝作为运输轨道参与物质运输活动。（三）微丝参与细胞内物质运输肌球蛋白（myosin）的马达蛋滑动机制Motorprotein3滑动机制Motorprotein3细胞骨架(细胞生物学)课件（四）微丝参与细胞质的分裂胞质分裂通过质膜下由微丝束形成的收缩环完成（四）微丝参与细胞质的分裂胞质分裂通过质膜下由微丝束形成的收（五）微丝参与肌肉收缩

肌肉组织（五）微丝参与肌肉收缩肌肉组织骨骼肌肌原纤维肌节粗肌丝、细肌丝骨骼肌细胞骨架(细胞生物学)课件细胞骨架(细胞生物学)课件肌肉收缩是粗肌丝和细肌丝相互滑动的结果肌肉收缩是粗肌丝和细肌丝相互滑动的结果5.3肌肉收缩5.3肌肉收缩细胞骨架(细胞生物学)课件细胞骨架(细胞生物学)课件（六）微丝参与受精作用

精子头端启动微丝组装，形成顶体刺突完成受精。（七）微丝参与细胞内信息传递细胞外的某些信号分子与细胞膜上的受体结合，可触发膜下肌动蛋白的结构变化，从而启动细胞内激酶变化的信号转导过程。主要参与Rho蛋白家族有关的信号转导（六）微丝参与受精作用精子头端启动微丝组装，形成顶体刺突完课堂思考讨论题组装过程中“踏车现象”极性如何理解细胞骨架的动态不稳定性？这一现象与细胞生命活动过程有什么关系？课堂思考讨论题组装过程中“踏车现象”第四节中间丝

中间丝的直径为10nm，由不同的蛋白质分子组成。结构稳定，大多数情况下，形成布满在细胞质中的网络

中间丝的蛋白质分子复杂，不同来源的组织细胞表达不同类型的中间丝蛋白，是三类骨架纤维中化学成分最复杂的一种，分为6种主要类型（见教材中间丝蛋白的主要类型表）一、中间丝的类型第四节中间丝中间丝的直径为10nm，由二、中间丝蛋白的分子结构中间纤维蛋白是长的线性蛋白，由头部、杆状区和尾部三部分组成，各种中间丝蛋白之间的区别主要取决于头、尾部的长度和氨基酸顺序二、中间丝蛋白的分子结构中间纤维蛋白是长的线性蛋白，由头部三、中间丝结合蛋白(intermediatefilamentassociatedprotein，IFAP)

是一类在结构和功能上与中间丝有密切联系，但其本身不是中间丝结构组分的蛋白。使中间丝之间交联成束、成网，并把中间丝交联到质膜或其他骨架成分上。目前已知约15种，（见教材中间丝结合蛋白表）IFAP共同特征：①具有中间丝类型特异性；②表达有细胞专一性；③不同的IFAP可存在于同一个细胞中与不同的中间丝组织状态相联系；④在细胞中某些IFAP的表达与细胞的功能和发育状态有关。三、中间丝结合蛋白是一类在结构和功能上与中间丝有密切联系，但单体二聚体双股超螺旋COOHNH2COOHCOOHNH2NH2COOH