南开大学细胞生物学7

南开大学细胞生物学7第1页/共75页封闭连接紧密连接上皮组织隔膜连接只存在于无脊椎动物中锚定连接连接肌动蛋白粘合带上皮组织粘合斑上皮细胞基部连接中间纤维桥粒心肌、表皮半桥粒上皮细胞基部通讯连接间隙连接大多数动物组织中化学突触神经细胞间和神经—肌肉间胞间连丝植物细胞间各种连接的比较第2页/共75页

紧密连接

黏合带

桥粒间隙连接半桥粒角蛋白纤维基膜第3页/共75页

几类细胞连接的比较紧密连结间隙连接桥粒黏合连接第4页/共75页

细胞黏附分子（celladhesionmolecule，CAM）

是参与细胞与细胞之间及细胞与细胞外基质之间相互作用的分子。高等动物的细胞表面粘附分子已发现上百种，可分为四大家族，两大类：四大家族：钙粘着蛋白家族、选择蛋白家族、整联蛋白和免疫球蛋白超家族两大类：依赖于Ca2+,不依赖于Ca2+。第5页/共75页

细胞粘附分子都是跨膜糖蛋白，分子结构由三部分组成：①胞外区，肽链的N端部分，带有糖链，负责与配体的识别；②跨膜区，多为一次跨膜；③胞质区，肽链的C端部分，一般较小，或与质膜下的骨架成分直接相连，或与胞内的化学信号分子相连，以活化信号转导途径。第6页/共75页（一）钙粘素（钙粘着蛋白）钙粘素（cadherin）属同亲性CAM，其作用依赖于Ca2＋。至今已鉴定出30种以上钙粘素，分布于不同的组织,钙粘素分子结构同源性很高.

第7页/共75页◆钙黏着蛋白的结构●细胞外片段含有4个同源结构域，含Ca2＋结合部位。有一个跨膜区和一个小的细胞质结构域。●自我黏着

钙黏着蛋白介导类似细胞间的相互黏着，主要是将在细胞表面都有钙黏着蛋白的细胞黏着起来。◆钙黏着蛋白能够通过它们所在的细胞类型进行区别：●E-钙黏着蛋白(表皮)●N-钙黏着蛋白(神经)●P-钙黏着蛋白(胎盘)第8页/共75页

钙粘素通过不同的连接蛋白质与不同的细胞骨架成分相连，如E-钙粘素通过α-、β-、γ-连锁蛋白（catenin）以及粘着斑蛋白（vinculin）、锚蛋白、α辅肌动蛋白等与肌动蛋白纤维相连。决定钙粘素识别与结合的特异性部位，它只与同种钙粘素分子作用。同源第9页/共75页名称主要分布组织E-钙粘素着床前的胚胎、上皮细胞（在带状粘合处特别集中）P-钙粘素胎盘滋养层细胞、心、肺、小肠N-钙粘素胚胎中胚层、神经外胚层、神经系统（脑、神经节）、心、肺M-钙粘素成肌细胞、骨骼肌细胞R-粘素视网膜神经细胞、神经胶质细胞Ksp-钙粘素肾OB-钙粘素成骨细胞VB-钙粘素脉管内皮细胞桥粒芯蛋白桥粒桥粒芯胶黏蛋白桥粒哺乳动物细胞表面的主要钙粘素分子第10页/共75页钙粘素的作用主要有以下几个方面：1．介导细胞连接，在成年脊椎动物，E-钙粘素是保持上皮细胞相互粘合的主要CAM，是粘合带的主要构成成分。桥粒中的钙粘素就是桥粒芯蛋白和桥粒芯胶黏蛋白。第11页/共75页2．参与细胞分化，对于胚胎细胞的早期分化及成体组织（尤其是上皮及神经组织）的构筑有重要作用。在发育过程中通过调控钙粘素表达的种类与数量可决定胚胎细胞间的相互作用（粘合、分离、迁移、再粘合），从而通过细胞的微环境，影响细胞的分化，参与器官形成过程。第12页/共75页3．抑制细胞迁移，很多种癌组织中细胞表面的E钙粘素减少或消失，以致癌细胞易从瘤块脱落，成为侵袭与转移的前提。因而有人将E钙粘素视为转移抑制分子。第13页/共75页（二）选择素选择素（selectin）属异亲性CAM，其作用依赖于Ca2＋。已知选择素有三种：L选择素、E选择素及P选择素。N-端的C型凝集素结构域，结合糖配体需要胞外Ca2+

，EGF样结构域与辅助调节蛋白相关的结构域。选择素结构模型凝集素结构域重复结构域糖蛋白寡聚糖配体在血小板和内皮细胞表达在内皮细胞表达在各种类型的白细胞中表达都能与某些糖蛋白结合第14页/共75页凝集素结构域EGF结构域重复结构域糖蛋白糖脂的四糖基团寡糖内皮细胞噬中性白细胞集中到炎症发生部位的机制选择素的三个结构域，通过凝集素结构域而识别细胞表面的糖蛋白及糖脂分子上的糖配体。噬中性白细胞选择素主要参与白细胞与脉管内皮细胞之间的识别与粘合。帮助白细胞从血液进入炎症部位。在炎症发生部位，血管内皮细胞表达选择素，被白细胞识别，由于选择素与白细胞表面糖脂或糖蛋白的特异糖侧链亲和力较小，加上那个血流速度的影响，白细胞在血管中粘者、分离呈现滚动式运动，直到活化自身整联蛋白后最终才与血管内皮细胞较强地结合在一起，并从相邻的内皮细胞进入组织。第15页/共75页（三）免疫球蛋白超家族

某些成员属于CAM。作用不依赖Ca2+

。有的介导同亲性粘合，如各种神经粘附分子；有的介导异亲性粘合，如细胞间粘附分子及脉管细胞黏附分子，它们的配体分子为整合素。

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了解最多的是神经黏附分子（NCAMs),它在神经组织细胞间的粘着起主要作用。不同的NCAMs是由单一基因编码的，但由于其mRNA剪切不同和糖基化各异而产生20余种不同的NCAMs.神经胶质细胞粘附分子第17页/共75页免疫球蛋白重复结构纤连蛋白重复结构糖基磷脂酰肌醇锚着点（与磷酸肌醇相连）胞外游离

整合入膜由70-110个氨基酸组成的紧密折叠结构存在于淋巴细胞的表面参与各种免疫活动。第18页/共75页（四）整联蛋白整联蛋白（integrin）大多为异亲性细胞粘附分子，其作用依赖于Ca2＋。介导细胞与细胞间的相互作用及细胞与细胞外基质间的相互作用。几乎所有动植物细胞均表达整联蛋白。除了上述的作用以外，整联蛋白还将细胞外基质同细胞内的骨架网络连成一个整体，整联蛋白本身作为跨膜接头在细胞外基质和细胞内肌动蛋白骨架之间起双向联络作用。此外整联蛋白还具有将细胞外信号向细胞内传递的作用。第19页/共75页半光氨酸丰富的结构域二价阳离子Ca2+踝蛋白和a辅肌蛋白结合RGA结合位点重链轻链整联蛋白是由α（120~185kD）和β（90~110kD）两个亚单位形成的异二聚体。α亚单位的N端有结合二价阳离子的结构域，识别的主要部位是配体上的RGD三肽结构。第20页/共75页

整联蛋白的功能主要包括3个方面：细胞外基质与细胞骨架连接的桥梁；激活细胞反应；激活细胞内信号传递级联途径。

迄今已发现16种α亚单位和9种β亚单位。它们按不同的组合构成20余种整联蛋白。含β1亚单位的整联蛋白主要介导细胞与细胞外基质成分之间的粘附。含β2亚单位的整联蛋白主要存在于各种白细胞表面，介导细胞间的相互作用。β3亚单位的整联蛋白主要存在于血小板表面，介导血小板的聚集，并参与血栓形成。除β4可与肌动蛋白及其相关蛋白质结合外，α6β4整联蛋白以层粘连蛋白为配体，参与形成半桥粒。第21页/共75页

整联蛋白的功能二硫键连接的重复序列粘着斑蛋白激酶桩蛋白肌动蛋白纤维粘着斑蛋白踝蛋白纤粘连蛋白钙结合位点将信号传递给细胞核α亚基重链α亚基轻链整联蛋白的β亚基含有RGD序列（Arg-Gly-Asp）的结合位点，能够识别纤连蛋白及其它细胞外基质物质.钙离子是整联蛋白结合活性所必须的。A亚基上具有4个钙离子结合位点。两个亚基都是以a螺旋穿过质膜。整联蛋白的两个亚基的细胞质端常常同细胞骨架的肌动蛋白相连。整联蛋白和肌动蛋白之间要通过其他一些蛋白介导才能连接起来。这些蛋白包括粘着斑蛋白和踝蛋白。整联蛋白的细胞质结构域也同蛋白激酶相互作用，如粘着斑激酶，整联蛋白与细胞外配体的结合，能够刺激这些酶的活性，并开始信号传导的级联反应。第22页/共75页

半桥粒处的α6β4整联蛋白第23页/共75页粘着斑半桥粒紧密连接粘着带桥粒间隙连接免疫球蛋白类钙粘素选择素整联蛋白介导细胞-细胞连接介导细胞-细胞基质连接

粘着连接

非粘着连接整联蛋白膜内在蛋白聚糖第24页/共75页三、细胞外基质(extracellularmatrix)

细胞外基质是指分布于细胞外空间，由细胞分泌的蛋白质和多糖所构成的网络结构。细胞外基质将细胞粘在一起构成组织，提供一个细胞外网架，在组织中或组织之间起支持作用。因此对细胞外基质成分及其生物学作用的研究，已成为细胞生物学中的一个活跃领域。细胞外被：是由构成质膜的糖蛋白和糖脂向细胞表面伸出的寡糖链所组成，又称为糖萼。第25页/共75页

细胞外基质的组成成分及组装形式由所产生的细胞决定，与组织的特殊功能需要相适应。近年来研究表明：细胞外基质不仅决定细胞的形态，而且还控制细胞的生长和分化，调节细胞的运动，参与炎症、肿瘤浸润、转移等病理过程。细胞外基质主要是由凝胶基质和纤维网架所构成，在生化性质上前者多为多糖，如糖胺聚糖和蛋白聚糖；后者多为纤维蛋白。在功能上纤维蛋白又分为两种，起结构作用的有胶原蛋白和弹性蛋白；起粘着作用的为非胶原糖蛋白，如纤粘连蛋白和层粘连蛋白。第26页/共75页

细胞外基质的成分胶原纤粘连蛋白层粘连蛋白蛋白聚糖第27页/共75页细胞外基质主要成分（一）胶原蛋白

1、类型胶原是胞外基质最基本成分之一。也是动物体内最丰富的蛋白质，约占人体蛋白质总量的30%以上。遍布于体内各种器官、组织，是细胞外基质中的框架结构，可由成纤维、软骨、成骨细胞及某些上皮细胞合成并分泌到细胞外。目前发现的类型多达20余种，主要的仅5种。他们具有不同的化学结构和不同的免疫学特性，由不同的结构基因编码。每种类型的胶原的结构特性与其特定的功能相适应，同一组织常含有几种不同类型的胶原。但常以某一种为主。第28页/共75页

胶原的结构（左模式图，右电镜照片）第29页/共75页类型

亚单位

三股螺旋长度

超分子结构特征

分布Ⅰ

[a1(Ⅰ)]2[a2(Ⅰ)]

300nm

67nm横纹纤维

皮肤、肌腱、骨、韧带Ⅱ

[a1(II)]3

300nm

同上

软骨、髓核、玻璃体等III

[a1(III)]3

‘’

‘’

皮肤、肌肉、结缔组织，

常与I型胶原共分布Ⅳ

[a1(IV)]2[a2(IV)]

390nm

网状C端球型不形成纤维束

基膜V

[a1(V)]2[a2(V)]

390nm

细纤维N端球状

大多间隙组织与I型胶原

[a3(V)]3

共分布VI

[a1(VI)][a2(VI)][a3(VI)]150nm微纤维N,C端球状，大多间隙组织与I型

100nm横纹

胶原共分布

几种类型的胶原及分布

几种类型的胶原及分布第30页/共75页

胶原蛋白是最重要的水不溶性纤维蛋白。Ⅰ型胶原常形成较粗的纤维束，主要存在于皮肤、肌腱、韧带及骨中，具有很强的抗张强度；Ⅱ型主要存在于软骨中；Ⅲ型形成微细的原纤维网，广泛分布于伸张型的组织，如疏松结缔组织；Ⅳ型形成二维网格样结构，是基膜的主要成分及支架。第31页/共75页

2、分子结构胶原纤维的基本结构单位是原胶原。蛋白分子长度为280nm，直径1.5nm，分子量30KDa，其氨基酸组成比较特殊，甘氨酸含量占1/3，脯氨酸及羟脯氨酸占1/4，羟赖氨酸占1%，羟脯氨酸仅见于胶原，因而其含量代表组织中胶原的含量。不同类型的胶原其含量不同，I、II型胶原不含半胱氨酸，因此没有二硫交联键。

第32页/共75页原胶原的一级结构：Gly(甘氨酸）-X（脯氨酸）-Y（羟脯或羟赖氨酸）羟赖氨酸可发生糖基化修饰，其糖单位有的只有一个半乳糖残基，有的为二糖（葡萄糖+半乳糖），I型胶原的糖基化程度最低，IV、V型高。

原胶原蛋白由三条多肽链盘绕成三股螺旋结构。在胶原蛋白中，缺少色氨酸、酪氨酸和蛋氨酸，其他必需氨基酸含量也很低。第33页/共75页胶原的组装三链装配前胶原肽酶装配装配前体肽链三股螺旋前胶原胶原胶原原纤维胶原纤维细胞内发生的事件分泌到细胞外发生的事件通过分子内交联分子间交联第34页/共75页分子内交联分子间交联由前体肽转配成前胶原时，是通过分子内的交联完成的。而由胶原装配成胶原原纤维则是通过分子间交联。分子内交联是指前胶原的三条链之间的赖氨酸残基的交联，分子间的交联是指不同前胶原间的赖氨酸交联。分子间的交联使得在胶原的尾部有一个小的间隙分离。平行排列的分子通过前胶原分子N端与相邻原胶原分子C端的赖氨酸或羟赖氨酸间形成共价键加以稳定。第35页/共75页C端N端三螺旋结构域C端头-头相连形成二聚体三螺旋区侧向连接形成片层网络结构N-端垂直于平面的网络N端共价连接形成片层单体二聚体IV型胶原结构模型多边型片层网眼多层网络第36页/共75页3、功能胶原纤维有许多重要功能，首先它为细胞外基质提供了一个水不溶性的框架，决定细胞外基质的机械性质。胶原在细胞外基质中含量最高，刚性及抗张力强度最大，构成细胞外基质的骨架结构，细胞外基质中的其他组分通过与胶原结合形成结构与功能的复合体。某一特定组织的性能通常与胶原分子的三维结构有关。角膜中含有相当短的胶原纤维，组成不同的层，同一层是平行的与另一层是垂直的。这一方式既赋予了这种娇嫩组织的强度，又提高了组织的透明度。第37页/共75页如果编码胶原基因发生突变，将导致胶原病，若影响到胶原纤维的正确装配，皮肤和其他各种结缔组织就会因此降低强度而变得非常松弛。

弹性皮肤人，皮肤过渡松弛症。是由于胶原装配不正确引起的遗传综合征，在某些个体中是由于缺乏胶原酶引起的，不能将前胶原转变成胶原蛋白。第38页/共75页

另外胶原具有促进细胞生长的作用，如肝细胞等在含有胶原的培养基上生长较快，在细胞分化中，胶原基质和提纯的胶原底物具有维持并诱导细胞分化的作用。许多实验证明，某种细胞经过特异的粘连蛋白介导，可以粘连到特定类型的胶原上。许多上皮细胞和内皮细胞经层粘连蛋白的介导可与基膜中的IV型胶原粘连。第39页/共75页（二）弹性蛋白（elastin）

弹性蛋白是弹性纤维的主要成分，是由830个氨基酸残基组成的高度疏水性蛋白质。与胶原相似含有丰富的甘氨酸及脯氨酸，又与胶原不同含羟脯氨酸很少，完全没有羟赖氨酸，也没有糖基化修饰。弹性蛋白主要存在于脉管壁及肺，少量存在于皮肤、肌腱及疏松结缔组织中。弹性纤维与胶原共同存在，赋予组织以弹性和抗张能力。第40页/共75页伸展放松单个弹性蛋白分子交联赖氨酸残基的交联键将肽链连在一起其分子结构的两个显著特征：①构象为无规则卷曲状态；②当分泌至细胞外间隙后，可通过赖氨酸残基相互交联成富有弹性的网状。

弹性蛋白分子以共价键连接在一起,产生一个广泛交联的网状结构.由于网状结构中每一个弹性蛋白分子能伸展和因随机卷曲而收缩,整个网状结构像皮筋那样伸展和重新卷曲。B.与大多数蛋白质不同，弹性蛋白不采用唯一的结构，而是在各种“随机卷曲”的构像之间变动。第41页/共75页（三）糖氨聚糖

蛋白聚糖的主要成分是糖氨聚糖。

糖氨聚糖是由重复的二糖单位构成的长链多糖，其二糖单位一般由氨基己糖和糖醛酸组成。故称糖氨聚糖。机体中重要糖氨聚糖有透明质酸、硫酸软骨素、(4-,6-)硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、及硫酸角质素等。其中最重要的是透明质酸，广泛存在于各种结缔组织、皮肤、玻璃体、软骨、和滑液中。

第42页/共75页◆透明质酸(hyaluronicacid)

细胞外基质中发现的大多数糖胺聚糖都是作为蛋白聚糖的一个成分而存在，唯一例外的是透明质酸，它在细胞外基质中也可游离存在。透明质酸在结缔组织中起强化、弹性和润滑作用。在胞外基质中，透明质酸倾向于向外膨胀，产生压力，使结缔组织具有抗压的能力。此外，透明质酸对迁移细胞的运动、增殖和分化也产生影响。第43页/共75页氨基聚糖二糖单位硫酸基分布组织透明质酸葡萄糖醛酸-N乙酰葡萄糖0结缔组织、皮肤、软骨、玻璃体、滑液硫酸软骨素葡萄糖醛酸-N乙酰半乳糖0.2-2.3软骨、角膜、骨、皮肤、动脉硫酸皮肤素葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸-N-乙酰葡萄糖1.0-2.0皮肤、血管、心、心瓣膜硫酸乙酰肝素葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸-N-乙酰葡萄糖0.2-3.0肺、动脉、细胞表面肝素葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸-N-乙酰葡萄糖2.0-3.0肺、肝、皮肤、肥大细胞硫酸角质素半乳糖-N乙酰葡萄糖0.9-1.8软骨、角膜、椎间盘表4-2氨基聚糖的分子特性及组织分布第44页/共75页

2、蛋白聚糖(proteoglycanPG)

蛋白聚糖(proteoglycanPG)是由糖氨聚糖与核心蛋白的丝氨酸残基共价结合物。一条核心蛋白多肽链可以共价结合数百条糖氨聚糖糖链形成蛋白聚糖单体，若干蛋白聚糖单体又借连接蛋白以非共价键与透明质酸相结合形成为多聚体。蛋白聚糖一个显著特点是多肽性，可以含有不同的核心蛋白。

蛋白聚糖多聚体是动物体内分子量最巨大的成分。软骨蛋白是目前已知的最大的巨大分子之一。它的中心组分是透明质酸。第45页/共75页蛋白聚糖(PG)多聚体108KDa以上核心蛋白连接蛋白，透明质酸与核心蛋白以非共价键形式结合硫酸软骨素糖链硫酸角质素透明质酸核心有一些蛋白聚糖只有1-15条糖氨聚糖链，肾小球基膜中的蛋白聚糖，只有2-15条硫酸乙酰肝素链，其糖链可与胶原、层粘连蛋白、纤粘连蛋白结合，共同构成基膜的网络结构。成纤维细胞分泌的PG，只有一条糖氨聚糖链。软骨中巨大蛋白多糖聚集体第46页/共75页蛋白聚糖的功能

蛋白聚糖或透明质酸-蛋白聚糖复合物构成了细胞外基质基质，由于他们是高度酸性的，带有负电荷，可以结合大量的阳离子，可以结合大量的水分子，蛋白聚糖形成了多孔的吸水的胶状物填充在细胞外基质中，使细胞表面具有较大可塑性，具有抗剂压能力，对细胞起保护作用。第47页/共75页由于透明质酸以可溶的形式存在，所以在细胞外体液和滑液中透明质酸浓度很高，提高了体液和滑液的黏度和润滑性。单个的蛋白聚糖或透明质酸-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。蛋白聚糖还可作为细胞粘着的暂时性或永久性的位点，暂时性的粘着发生在胚胎发育中，对单个细胞及细胞层的移动具有重要作用。第48页/共75页

糖氨聚糖和蛋白聚糖普遍存在于动物体内各种组织，糖氨聚糖的种类与含量随生长、发育及年龄而变化。胚胎发育早期，皮肤中糖氨聚糖全部由透明质酸和硫酸软骨素组成。

三个月糖氨聚糖的含量为成年人的20倍五个月5倍足月2倍

由于在发育过程中胶原纤维形成，被硫酸皮肤素取代。到了70岁以后，胶原纤维周围的糖氨聚糖含量显著降低，硫酸皮肤素所占的比例增多。关节中的软骨糖氨聚糖总量在减少，硫酸角质素逐步取代硫酸软骨素，糖链所占的比重下降，肽链增加，从而导致组织的保水能力及弹性减弱，所以糖氨聚糖与蛋白聚糖与老化有关。第49页/共75页（四）非胶原糖蛋白

近年陆续发现很多种存在于细胞外基质的非胶原糖蛋白。其共同特点是既可与细胞结合，又可与细胞外基质其它大分子结合，从而将细胞粘着于细胞外基质，故统称为粘着因子或粘着糖蛋白。

1、层粘连蛋白（LamininLN）

LN是动物胚胎及成体组织基膜的主要组分之一。对基膜基质的组装起关键作用。也是胚胎发育中出现最早的细胞外基质。第50页/共75页

层粘连蛋白存在于上皮和内皮下紧靠细胞基底，肌细胞和脂肪细胞周围，支持再生中的肝细胞。

LN为高分子糖蛋白，分子量820kDa,由一条重链即A链（400KD）和B1(β）（215KDa）及B2（γ）(205KDa)两条轻链构成。电镜下为“+”字形结构。第51页/共75页由这三条肽链借二硫键交联成不对称的十字形分子，十字形分子的3条短臂各由3条肽链的N端构成。每一短臂包括2个球区及2个短杆区。长臂由3条肽链的近C端序列共同构成杆区，而末端的分叶状大球区仅由α链C端序列卷曲而成，近年发现LN分子中至少有8个与细胞结合位点.γ链β链α链胶原或硫酸化膜脂结合部位IV型胶原结合部位硫酸化膜脂结合部位细胞表面受体结合部位神经轴突表面受体结合部位是与肝素结合的部位，第52页/共75页◆层粘连蛋白的功能■首先作为基膜的主要结构成分对基膜的组装起关键作用。在细胞表面形成网络结构并将细胞固定在基膜上。■它可作为黏着因子介导细胞黏着于胶原,使之发生铺展。■在细胞发育过程中刺激细胞粘着、细胞运动，能够刺激胚胎中神经轴的生长，促进成年动物的神经损伤后重生长和再生。第53页/共75页◆基膜的组成■层粘连蛋白是基膜的主要成分，也是基膜的组织者；■巢蛋白(entactin)■Ⅳ型胶原■硫酸肝素糖蛋白。

Ⅳ型胶原是基膜的核心分子，排列成网状；层粘连蛋白同Ⅳ型胶原结合，覆盖在细胞表层。第54页/共75页基膜的结构组成四型胶原层粘连蛋白基底膜蛋白巢蛋白第55页/共75页

◆

基膜的功能

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。在肾细胞中，基膜可以作为一种过滤器，允许小分子进入尿液，扣下大分子蛋白质。表皮下的基膜一方面阻止结缔组织的细胞进入表皮，另一方面允许防卫战士——白细胞的移动。

基膜对于细胞迁移也有影响，研究发现基膜能够阻止某些游动癌细胞的入侵，这一点特别引起人们的兴趣。第56页/共75页

2、纤连蛋白(Fibronectin,FN)

FN是高分子量糖蛋白，广泛存在于动物界，在体内的分布十分广泛。

FN有三种，一种是血浆FN，为可溶性的二聚体，存在于血浆和体液中，参与血凝、创伤愈合，增强吞噬细胞功能。另一种是细胞表面FN，为附着在细胞表面的不溶性寡聚体，在成纤维细胞表面呈纤维状，与胞内肌动蛋白丝的走行一致，两者在组装上互相制约。第三种是基质FN,为高度难溶的纤维多聚体，存在于细胞外基质中，包括细胞间质及某些基膜。

第57页/共75页

纤连蛋白是由两个亚基组成的二聚体，其亚单位分子量为220-250KD，约由2500个氨基酸残基构成。各亚基在C端形成连个二硫键交联，整个分子成V字型，每个亚单位有数个结构域构成，具有与细胞表面受体、胶原、血纤蛋白和硫酸蛋白多糖等高亲和性的结合部位。

第58页/共75页FN的结构模型

肝素结合结构域细胞表面受体结合结构域胶原结合结构域血纤蛋白结合结构域环肝素和血纤蛋白结合结构域血纤蛋白结构域序列第59页/共75页◆RGD序列●用蛋白酶消化纤粘连蛋白与细胞结合区,发现这一结构域中Arg-Gly-Asp三肽序列负责同细胞表面的结合,

●Arg-Gly-Asp序列(又称RGD序列)同样存在于细胞外基质和血液的其它类型的黏着蛋白序列中。Arg精氨酸Gly甘氨酸Asp天冬氨酸第60页/共75页

◆FN的主要功能介导细胞粘着，通过粘着，FN可通过细胞信号转导途径调节细胞的形状和细胞骨架的组织，促进细胞铺展。FN对于各种细胞类型的迁移及分化是必须的，一般认为FN基质纤维为细胞运动提供轨道。由于FN具有同时与细胞外基质各类成分相结合的特点,并可促进细胞外基质的其它成分的沉积,故认为FN是细胞外基质的组织者。第61页/共75页整联蛋白

胶原纤维FN将细胞连接到细胞外基质上衔接蛋白肌动蛋白丝纤连蛋白质膜第62页/共75页

近几年研究表明，纤连蛋白同癌细胞扩散也有密切关系，在正常组织里，细胞由多种多样的糖蛋白粘连起来，并约束在一个固定的位置上，主要靠FN来维持其稳定状态，在这种情况下，癌细胞如果要转移，就必须先将结合在细胞间的FN切断或消化掉，癌细胞才能游离开自由活动，并通过血液或淋巴系统漂移出去。通过对劳氏肉瘤病毒研究发现，癌基因和合成一种蛋白来激活FN水解酶的活性，可切断FN形成的网络，水解酶是正常细胞自身合成的，但没有活性，只有被外来物质激活后才能起作用。第63页/共75页（五）植物细胞壁

细胞壁的结构组成◆植物的细胞壁可看作是高等植物细胞的胞外基质，相当于动物细胞的细胞外基质●动物细胞的细胞外基质的主要成分是蛋白质分子；●植物的细胞壁主要主要成分是纤维素、半纤维素、果胶质、伸展蛋白和蛋白聚糖等。◆植物细胞壁的骨架：纤维素第64页/共75页

细胞外基质的生物学作用细胞外基质不仅具有连接、支持、保水、抗压及保护等物理学作用，而且对细胞的基本生命活动发挥全方位的生物学作用。1．影响细胞的存活、生长与死亡正常真核细胞，除成熟血细胞外，大多须粘附于特定的细胞外基质上才能抑制凋亡而存活，称为定着依赖性（anchoragedependence）。例如，上皮细胞及内皮细胞一旦脱离了细胞外基质则会发生程序性死亡。第65页/共75页不同的细胞外基质对细胞增殖的影响不同。例如，成纤维细胞在纤粘连蛋白基质上增殖加快，在层粘连蛋白基质上增殖减慢；而上皮细胞对纤粘连蛋白及层粘连蛋白的增殖反应则相反。肿瘤细胞的增殖丧失了定着依赖性，可在半悬浮状态增殖。２．控制细胞的分化细胞通过与特定的细胞外基质成分作用而发生分化。例如，成肌细胞在纤粘连蛋白上增殖并保持未分化的表型；而在层粘连蛋白上则停止增殖，进行分化，融合为肌管。第66页/共75页３．决定细胞的形状体外实验证明，各种细胞脱离了细胞外基质呈单个游离状态时多呈球形。