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文档简介
第一节细胞连接细胞连接的功能分类封闭连接锚定连接通讯连接各类连接的比较
细胞连接是细胞与细胞间或细胞与细胞外基质间的联结结构,普遍存在于动植物界各种组织的细胞之间。细胞连接对于维持组织的完整性非常重要,有的还具有细胞通讯作用。本文档共94页;当前第1页;编辑于星期二\5点36分一、细胞连接的功能分类封闭连接(occludingjunctions)
紧密连接(tightjunction)锚定连接(anchoringjunctions)
桥粒(desmosome)和半桥粒(hemidesmosome)粘合带(adhesionbelt)和粘合斑(focaladhesion)通讯连接(communicatingjunctions)
间隙连接(gapjunction); 神经细胞间的化学突触(chemicalsynapse);植物细胞中的胞间连丝(plasmodesmata)。本文档共94页;当前第2页;编辑于星期二\5点36分锚定连接(anchoringjunctions)
与中间丝相关的锚定连接: 桥粒(desmosome) 半桥粒(hemidesmosome);与肌动蛋白纤维相关的锚定连接: 粘合带(adhesionbelt); 粘合斑(focaladhesion)本文档共94页;当前第3页;编辑于星期二\5点36分二、封闭连接紧密连接是封闭连接的主要形式,广泛存在于上皮细胞游离缘的邻面,由相邻细胞的细胞膜之间形成点状融合构成一个封闭带.紧密连接的结构
紧密连接的功能
形成渗漏屏障,起重要的封闭作用;紧密连接可阻止可溶性物质的流动和扩散,某些区域甚至可以阻止水分子的通过隔离作用,使游离端与基底面质膜上的膜蛋白行使各自不同的膜功能;支持功能紧密连接嵴线中的两类蛋白: 封闭蛋白(occludin),跨膜四次的膜蛋白(60KD); claudin蛋白家族(现已发现15种以上)封闭连接的另一种形式称为隔膜连接,该种连接仅存在于无脊椎动物。本文档共94页;当前第4页;编辑于星期二\5点36分三、锚定连接分布
锚定连接在组织内分布很广泛,在上皮组织,心肌和子宫颈等组织中含量尤为丰富锚定连接的结构
锚定连接的类型、结构与功能
◆与中间丝相连的锚定连接
◆与肌动蛋白纤维相连的锚定连接本文档共94页;当前第5页;编辑于星期二\5点36分锚定连接的类型、结构与功能与中间丝相连的锚定连接桥粒:铆接相邻细胞,提供细胞内中间丝的锚定位点,形成整体网络,起支持和抵抗外界压力与张力的作用。通过质膜下的致密斑连接中间纤维。桥粒中间为钙粘素(desmoglein及desmocollin)。分布:承受强拉力的组织中,如皮肤、口腔、食管、心肌中。半桥粒:半桥粒是上皮细胞与基底膜之间的连接,仅细胞基底面处有致密斑,形态上仅桥粒的一半,故而得名。它通过细胞质膜上的膜蛋白整合素将上皮细胞固着在基底膜上,在半桥粒中,中间丝不是穿过而是终止于半桥粒的致密斑内。它与桥粒的不同之处在于:①只在质膜内侧形成桥粒斑结构,其另一侧为基膜;②穿膜连接蛋白为整合素(integrin)而不是钙粘素,整合素是细胞外基质的受体蛋白;③细胞内的附着蛋白为角蛋白(keratin)。
本文档共94页;当前第6页;编辑于星期二\5点36分锚定连接的类型、结构与功能与肌动蛋白纤维相连的锚定连接
粘合带:位于紧密连接下方,相邻细胞间形成一个连续的带状结构。间隙约15~20nm,也称带状桥粒(beltdesmosome)。相邻细胞间的粘合分子为E-钙粘素。质膜内侧有多种附着蛋白形成的致密斑。粘合斑:细胞通过肌动蛋白纤维与细胞外基质之间的连接方式。粘附分子为integrin。本文档共94页;当前第7页;编辑于星期二\5点36分锚定连接的结构
●通过锚定连接将相邻细胞的骨架系统或将细胞与基质相连形成一个坚挺、有序的细胞群体。锚定连接具有两种不同的形式:
与中间丝相连的锚定连接主要包括桥粒和半桥粒;
与微丝相连的锚定连接主要包括粘合带与粘合斑。●构成锚定连接的蛋白可分成两类:
细胞内附着蛋白(attachmentproteins),将特定的细胞骨架成分(中间丝或微丝)同连接复合体结合在一起;
跨膜连接的糖蛋白,其细胞内的部分与附着蛋白相连,细胞外的部分与相邻细胞的跨膜连接糖蛋白相互作用或与胞外基质相互作用。本文档共94页;当前第8页;编辑于星期二\5点36分四、通讯连接
间隙连接:分布广泛,几乎存在于所有的动物组织中。神经细胞间的化学突触
存在于可兴奋细胞之间的细胞连接方式,它通过释放
神经递质来传导神经冲动胞间连丝:高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接,完成细胞间的通讯联络
本文档共94页;当前第9页;编辑于星期二\5点36分神经递质神经递质或介质,是指存在于突触间传递神经冲动的一种化学物质。一般是由突触前囊的囊泡释放,经过突触间隙作用于突触后膜(或效应器细胞膜)上的受体,从而起到传递信息,引起兴奋或抑制的效应。重要的神经递质与调质有:①乙酰胆碱,②儿茶酚胺,③5-羟色胺(5-HT),④氨基酸递质,⑤多肽类神经活性物质。本文档共94页;当前第10页;编辑于星期二\5点36分各类连接的比较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本文档共94页;当前第11页;编辑于星期二\5点36分细胞连接类型结构特点生物学意义封闭连接紧密连接一般存在于脊椎动物上皮细胞之间成串的跨膜蛋白构成网络状蛋白质焊接线,也称嵴线封闭作用,形成“闭锁带”,防止溶质渗漏;形成膜蛋白和膜脂侧向扩散的屏障,隔离特定区域的蛋白膜蛋白和膜脂侧,维持上皮细胞极性;机械连接装置,发挥支持的功能锚定连接与中间丝相连桥粒细胞与细胞之间两侧对称的纽扣式连接。胞内锚蛋白形成盘状胞质致密斑,胞内与中间纤维相连,胞外与钙粘着蛋白相连通过桥粒连接,使整个上皮层的中等纤维形成一个完整的网络,增加了细胞抵抗外界压力与张力的能力。半桥粒细胞与胞外基质的连接方式。角蛋白纤维通过膜上的整联蛋白与胞外基质的层连蛋白相连将上皮细胞粘着在基底膜上。与微丝相连黏合带位于紧密连接的下方,相邻细胞相成连续的带状结构。胞质侧与微丝束相连。胞外侧靠钙粘着蛋白相成胞间横桥将相邻细胞连接。钙粘着蛋白与细胞骨架之间靠别的连接蛋白联系在一起在动物胚胎发育形态建成中,促使上皮细胞层弯曲形成神经管等结构。黏合斑是细胞与细胞外基质之间的连接方式。参与连接的骨架为肌动蛋白纤维。跨膜粘连蛋白是整联蛋白。体外培养的成纤维细胞通过黏合斑附在培养皿基质上。有助于维持细胞在运动过程中的张力以及细胞生长的信号传递。通讯连接间隙连接连接蛋白六聚体构成连接子相邻细胞连接子对接,形成直径约为1.5纳米的通道。孔道的开闭受钙离子的调控间隙连接在代谢偶联中的作用;在神经冲动传递过程中的作用;在早期胚胎发育和细胞分化过程中的作用;间隙连接是可以随细胞内的变化而进行开关的动态结构胞间连丝两相邻植物细胞的质膜相连形成管状(20-40nm)结构;内质网从中穿过功能上与动物细胞的间隙连接类似。通透性可调节。某些植物病毒能制造特殊的蛋白质,使胞间连丝的有效孔径扩大。某些细胞蛋白和核酸能够通过胞间连丝进入另外一个细胞化学突触兴奋细胞间的一种连接方式通过释放神经递质来传递神经冲动本文档共94页;当前第12页;编辑于星期二\5点36分本文档共94页;当前第13页;编辑于星期二\5点36分
紧密连接
粘着带
桥粒间隙连接半桥粒角蛋白纤维微绒毛
本文档共94页;当前第14页;编辑于星期二\5点36分本文档共94页;当前第15页;编辑于星期二\5点36分间隙连接
间隙连接结构
间隙连接的蛋白成分间隙连接的功能及其调节机制间隙连接的通透性是可以调节的本文档共94页;当前第16页;编辑于星期二\5点36分间隙连接结构
间隙连接处相邻细胞质膜间的间隙为2~3nm。连接子(connexon)是间隙连接的基本单位。每个连接子由6个connexin分子组成。连接子中心形成一个直径约1.5nm的孔道。连接单位由2个连接子对接构成。本文档共94页;当前第17页;编辑于星期二\5点36分间隙连接的蛋白成分
已分离20余种构成连接子的蛋白,属同一蛋白家族,其分子量26—60KD不等;连接子蛋白具有4个α-螺旋的跨膜区,是该蛋白家族最保守的区域。连接子蛋白的一级结构都比较保守,并有相似的抗原性。不同类型细胞表达不同的连接子蛋白,间隙连接的孔径与调控机制有所不同。本文档共94页;当前第18页;编辑于星期二\5点36分间隙连接的功能及其调节机制
间隙连接在代谢偶联中的作用
允许小分子代谢物和信号分子通过,是细胞间代谢偶联的基础。
代谢偶联现象在体外培养细胞中的证实。代谢偶联在协调细胞群体的生物学功能方面起重要作用。间隙连接在神经冲动信息传递过程中的作用:
电突触(electronicjunction)快速实现细胞间信号通讯间隙连接调节和修饰相互独立的神经元群的行为。间隙连接在早期胚胎发育和细胞分化过程中的作用:
胚胎发育中细胞间的偶联提供信号物质的通路,从而为某一特定细胞提供它的“位置信息”,并根据其位置影响其分化。肿瘤细胞之间间隙的连接明显减少或消失,间隙联接类似“肿瘤抑制因子”。本文档共94页;当前第19页;编辑于星期二\5点36分间隙连接的通透性是可以调节的
降低胞质中的pH值和提高自由Ca2+的浓度都可以使其通透性降低间隙连接的通透性受两侧电压梯度的调控及细胞外化学信号的调控本文档共94页;当前第20页;编辑于星期二\5点36分胞间连丝胞间连丝结构
胞间连丝的功能
实现细胞间由信号介导的物质有择性的转运;
实现细胞间的电传导;
在发育过程中,胞间连丝结构的改变可以调节植物细胞间的物质运输。本文档共94页;当前第21页;编辑于星期二\5点36分第二节细胞黏着及其分子基础
同种类型细胞间的彼此粘连是许多组织结构的基本特征。细胞与细胞间的粘连是由特定的细胞黏着分子所介导的。黏着分子(细胞粘附分子,celladhesionmolecule,CAM)的特征与类型黏着分子均为整合膜蛋白,在胞内与细胞骨架成分相连;粘连分子是一种跨膜蛋白,分子结构为三部分。多数要依赖Ca2+或Mg2+才起作用。黏着分子通过三种方式介导细胞粘合黏着分子类型
细胞中主要的黏着分子家族及作用部位本文档共94页;当前第22页;编辑于星期二\5点36分黏着分子是一种跨膜蛋白,分子结构为三部分:胞外:肽链的N-端部分,较大并带有糖链;跨膜部分:为单跨膜或多跨膜;胞质:为C-端部分,较小,可与质膜下的骨架系统结合或与信号转导体系相联系。本文档共94页;当前第23页;编辑于星期二\5点36分(1)两相邻细胞表面的同种CAM间的相互识别与结合,称为同亲性结合(2)不同的CAM相互识别与结合,称为异亲性结合(3)两相邻细胞表面的相同CAM借细胞外的多价连接子而相互结合。(1)(2)(3)黏着分子通过三种方式介导细胞本文档共94页;当前第24页;编辑于星期二\5点36分类型
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:钙粘素(钙黏蛋白)、选择素、整合素(整联蛋白)和免疫球蛋白家族两大类:依赖于Ca2+,不依赖于Ca2+。钙粘素(Cadherins) 选择素(Selectin) 免疫球蛋白超家族的CAM(Ig-Superfamily,IgSF) 整合素(Integrins) 质膜整合蛋白聚糖也介导细胞间的粘着。本文档共94页;当前第25页;编辑于星期二\5点36分属亲同性CAM,依赖Ca2+。胞外部分形成5个结构域,均含Ca2+结合部位。作用:
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。
2.参与细胞分化,钙粘素对于胚胎细胞的早期分化及成体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,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。
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。钙粘素cadherin本文档共94页;当前第26页;编辑于星期二\5点36分Cadherin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。本文档共94页;当前第27页;编辑于星期二\5点36分哺乳动物细胞表面的主要钙粘素分子名称主要分布组织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desmoglein桥粒desmocollin桥粒本文档共94页;当前第28页;编辑于星期二\5点36分属异亲性依赖于Ca2+的能与特异糖基识别并相结合的糖蛋白,其胞外部分具有一凝集素(lectin)结构域。主要参与白细胞与脉管内皮细胞之间的识别与粘着。已知选择素有三种:P(Platelet)选择素、E(Endothelial)选择素和L(Leukocyte)选择素。
P选择素贮存于血小板及内皮细胞。E选择素存在于活化的血管内皮细胞表面。L选择素广泛存在于各种白细胞的表面,参与炎症部位白细胞的出脉管过程。
选择素
本文档共94页;当前第29页;编辑于星期二\5点36分选择素的胞外区由三个结构域构成:N端的C型凝集素结构域,EGF样结构域(表皮生长因子结构域)、重复次数不同的补体结合蛋白结构域;通过凝集素结构域来识别糖蛋白及糖脂分子上的糖配体。本文档共94页;当前第30页;编辑于星期二\5点36分Ig-SF包括分子结构中含有免疫球蛋白(Ig)样结构域的所有分子,免疫球蛋白样结构域指借二硫键维系的两组反向平行的β折叠结构。一般不依赖于Ca2+,包括亲同性或亲异性CAMN-CAM存在于神经细胞。在神经组织细胞间的粘着中起主要作用.Pe-CAM存在于血小板及大多数免疫细胞。I-CAM及V-CAM在活化的血管内皮细胞表达。免疫球蛋白超家族Ig-superfamily本文档共94页;当前第31页;编辑于星期二\5点36分本文档共94页;当前第32页;编辑于星期二\5点36分整合素integrin多为亲异性细胞粘附分子。作用依赖于Ca2+。是αβ亚单位形成异二聚体。含β1的整合素主要介导细胞与ECM之间的粘附。含β2的整合素主要介导细胞间的相互作用。含β3亚单位的整合素介导血小板聚集,参与血栓形成。α6β4整合素以层粘连蛋白为配体,参与形成半桥粒。整联蛋白的结构
本文档共94页;当前第33页;编辑于星期二\5点36分RGD:Arg-Gly-Asp三肽Arg精氨酸Gly甘氨酸Asp天冬氨酸本文档共94页;当前第34页;编辑于星期二\5点36分半桥粒处的α6β4整合素本文档共94页;当前第35页;编辑于星期二\5点36分功能整联蛋白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,将细胞外基质同细胞内的骨架网络连成一个整体,同时还具有将细胞外信号向细胞内传递的作用本文档共94页;当前第36页;编辑于星期二\5点36分细胞中主要的粘连分子家族及作用部位细胞中主要的粘连分子家族
与细胞锚定连接相关的粘连分子非锚定连接(nonjunctionaladhesion)的细胞粘连分子及其作用部位非锚定连接的细胞粘连分子粘着方式本文档共94页;当前第37页;编辑于星期二\5点36分
细胞中主要的粘连分子家族
细胞与细胞连接主要成员Ca2+或Mg2+依赖性胞内骨架成分与细胞连接关系钙粘素选择素免疫球蛋白类血细胞整合素E、N、P-钙粘素桥粒钙粘素P-选择素N-细胞粘着分子Lb2+++-+Actin纤维中等纤维
Actin纤维粘着带桥粒---细胞与基质连接
整合素
质膜蛋白聚糖约20种类型6b4Syndecans++-Actin纤维中等纤维Actin纤维粘着斑半桥粒-本文档共94页;当前第38页;编辑于星期二\5点36分细胞连接类型粘连分子胞外胞内某些结合蛋白细胞骨架类型细胞与细胞连接桥粒钙粘素desmogleinsdesmocollins
相邻细胞的钙粘素desmoplakinsplakoglobin中等纤维粘着带钙粘素(E-钙粘素)同上VinculinCatenin微丝
细胞与胞外基质半桥粒整合素(α64)胞外基质蛋白(基底膜蛋白)desmoplakin-like蛋白中等纤维粘着斑整合素
胞外基质蛋白talinvinculinα-actinin
微丝与细胞锚定连接相关的粘连分子
本文档共94页;当前第39页;编辑于星期二\5点36分非锚定连接的细胞粘连分子及其作用部位(深色)本文档共94页;当前第40页;编辑于星期二\5点36分非锚定连接的细胞间粘着方式1.钙粘素;2.免疫球蛋白类细胞粘着分子3.选择素;4.整合素;5.质膜整合蛋白聚糖本文档共94页;当前第41页;编辑于星期二\5点36分第三节细胞外基质
基本概念
胶原(collagen)氨基聚糖和蛋白聚糖
层粘连蛋白和纤粘连蛋白
弹性蛋白(elastin)植物细胞壁
本文档共94页;当前第42页;编辑于星期二\5点36分一、基本概念细胞外被(cellcoat)又称糖萼(glycocalyx)细胞外基质(extracellularmatrix)真核细胞的细胞外结构(extracellularstructures)本文档共94页;当前第43页;编辑于星期二\5点36分二、胶原(collagen)胶原是胞外基质最基本结构成份之一,动物体内含量最丰富的蛋白(总量的30%以上)。常见的胶原类型及其在组织中的分布
胶原及其分子结构
胶原的合成与加工
胶原的功能
本文档共94页;当前第44页;编辑于星期二\5点36分三、糖胺聚糖和蛋白聚糖糖胺聚糖(glycosaminoglycan,GAGs)蛋白聚糖(proteoglycan)本文档共94页;当前第45页;编辑于星期二\5点36分四、层粘连蛋白和纤粘连蛋白层粘连蛋白(laminin)纤粘连蛋白(fibronectin)本文档共94页;当前第46页;编辑于星期二\5点36分五、弹性蛋白(elastin)弹性蛋白是弹性纤维的主要成分;主要存在于脉管壁及肺。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。弹性蛋白是高度疏水的非糖基化蛋白,具有两个明显的特征: 构象呈无规则卷曲状态; 通过Lys(赖氨酸)残基相互交连成网状结构。本文档共94页;当前第47页;编辑于星期二\5点36分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本文档共94页;当前第48页;编辑于星期二\5点36分六、植物细胞壁植物细胞壁的组成
植物细胞壁的功能增加细胞强度,提供支持功能;信息储存库的功能:产生多种寡糖素作为信号物质,或抵抗病、虫害,或作为细胞生长和发育的信号物质。本文档共94页;当前第49页;编辑于星期二\5点36分细胞外基质(extracellularmatrix)
结构组成:指分布于细胞外空间,由细胞分泌的蛋白和多糖所构成的网络结构主要功能:
构成支持细胞的框架,负责组织的构建;
胞外基质三维结构及成份的变化,改变细胞微环境从而对细胞形态、生长、分裂、分化和凋亡起重要的调控作用。
胞外基质的信号功能类型:胶原、层粘连蛋白和纤连蛋白、氨基聚糖与蛋白聚糖、弹性蛋白及植物细胞壁。本文档共94页;当前第50页;编辑于星期二\5点36分细胞外被(cellcoat)又称糖萼(glycocalyx)结构组成:指细胞质膜外表面覆盖的一层粘多糖物质,实际指细胞表面与质膜中的蛋白或脂类分子共价结合的寡糖链。功能: 不仅对膜蛋白起保护作用,而且在细胞识别中起重要作用。本文档共94页;当前第51页;编辑于星期二\5点36分真核细胞的细胞外结构(extracellularstructures)
生物种类细胞外结构结构纤维水化基质组分粘连分子动物细胞植物细胞细胞外基质细胞壁胶原弹性蛋白纤维素蛋白聚糖半纤维素、伸展蛋白纤粘连蛋白层粘连蛋白果胶质本文档共94页;当前第52页;编辑于星期二\5点36分常见的胶原类型及其在组织中的分布胶原是细胞外基质中最主要的水不溶性纤维蛋白;已发现有多种类型的胶原,不同类型的胶原有不同的化学结构和不同的免疫性能,是不同基因的表达产物。各类胶原都有两个共同的特点∶①都是由三条肽链组成;②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。已鉴定的部分胶原纤维的结构特征和分布
本文档共94页;当前第53页;编辑于星期二\5点36分胶原的类型、结构和分布类型亚单位结构分布Ⅰα1(Ⅰ),α2(Ⅰ)纤维状皮肤、腱、骨等Ⅱα1(Ⅱ)纤维状软骨、玻璃体液Ⅲα1(Ⅲ)纤维状皮肤、肌肉等Ⅳα1(Ⅳ),α2(Ⅳ)非纤维状所有的基膜Ⅴα1(Ⅴ),α2(Ⅴ),α3(Ⅴ)纤维状大多数间隙组织Ⅵα1(Ⅵ),α2(Ⅵ),α3(Ⅵ)纤维状大多数间隙组织Ⅶα1(Ⅶ)非纤维状锚定原纤维Ⅷα1(Ⅷ)?某些内皮细胞Ⅹα1(Ⅹ)?肥大和盐质软骨Ⅸα1(Ⅸ),α2(Ⅸ),α2(Ⅸ)?软骨XIα1(XI),α2(XI),α3(XI)纤维状肥大和盐质软骨XIIα1(XII)?皮肤、腱XIIIα1(XIII)?表皮,基膜XIVα1(XIV)?胎儿皮肤和腱本文档共94页;当前第54页;编辑于星期二\5点36分胶原及其分子结构
胶原纤维的基本结构单位是原胶原;原胶原是由三条肽链盘绕成的三股螺旋结构;原胶原肽链具有Gly-x-y重复序列,对胶原纤维的高级结构的形成是重要的;(Gly为甘氨酸,x常为脯氨酸,y为羟脯氨酸或赖氨酸)在胶原纤维内部,原胶原蛋白分子呈1/4交替平行排列,形成周期性横纹。本文档共94页;当前第55页;编辑于星期二\5点36分胶原的合成与加工
前体肽链在粗面内质网合成,并形成前原胶原(preprocollagen); 前原胶原(preprocollagen)是原胶原的前体和分泌形式, 在粗面内质网合成、加工与组装,经高尔基体分泌;前原胶原在细胞外由两种专一性不同的蛋白水解酶作用,分别切去N-末端前肽及C-末端前肽,成为原胶原(procollagen);原胶原进而聚合装配成胶原原纤维(collagenfibril)、胶原纤维(collagenfiber)。本文档共94页;当前第56页;编辑于星期二\5点36分胶原的功能
胶原在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,细胞外基质中的其它组分通过与胶原结合形成结构与功能的复合体;在不同组织中,胶原组装成不同的纤维形式,以适应特定功能的需要;胶原可被胶原酶特异降解,而参入胞外基质信号传递的调控网络中。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本文档共94页;当前第57页;编辑于星期二\5点36分过度松弛皮肤症本文档共94页;当前第58页;编辑于星期二\5点36分糖胺聚糖糖胺聚糖是由重复的二糖单位构成的长链多糖二糖单位之一是氨基己糖(氨基葡萄糖或氨基半乳糖)+糖醛酸;糖胺聚糖:透明质酸、4-硫酸软骨素、6-硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、肝素和硫酸角质素等。本文档共94页;当前第59页;编辑于星期二\5点36分透明质酸(hyaluronicacid)及其生物学功能透明质酸是增殖细胞和迁移细胞的胞外基质主要成分,也是蛋白聚糖的主要结构组分透明质酸在结缔组织中起强化、弹性和润滑作用透明质酸使细胞保持彼此分离,使细胞易于运动迁移和增殖并阻止细胞分化
本文档共94页;当前第60页;编辑于星期二\5点36分糖胺聚糖的分子特性及组织分布糖胺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、椎间盘本文档共94页;当前第61页;编辑于星期二\5点36分蛋白聚糖蛋白聚糖见于所有结缔组织和胞外基质及许多细胞表面。蛋白聚糖由糖胺聚糖与核心蛋白(coreprotein)的丝氨酸残基共价连接形成的巨分子。若干蛋白聚糖单体借连接蛋白以非共价键与透明质酸结合形成多聚体蛋白聚糖的特性与功能本文档共94页;当前第62页;编辑于星期二\5点36分蛋白聚糖的特性与功能显著特点是多态性:不同的核心蛋白,不同的糖胺聚糖;软骨中的蛋白聚糖是最大巨分子之一,赋予软骨以凝胶样特性和抗变形能力;蛋白聚糖可视为细胞外的激素富集与储存库,可与多种生长因子结合,完成信号的传导。透明质酸-蛋白聚糖与胶原纤维连接在细胞外基质中形成纤维网络本文档共94页;当前第63页;编辑于星期二\5点36分层粘连蛋白(laminin)层粘连蛋白是高分子糖蛋白(820KD),动物胚胎及成体组织的基膜的主要结构组分之一;层粘连蛋白的结构由一条重链和两条轻链构成
细胞通过层粘连蛋白锚定于基膜上;层粘连蛋白中至少存在两个不同的受体结合部位:
与Ⅳ型胶原的结合部位;
与细胞质膜上的整合素结合的Arg-Gly-Asp(R-G-D,精-甘-天冬)序列。层粘连蛋白在胚胎发育及组织分化中具有重要作用;
层粘连蛋白也与肿瘤细胞的转移有关。本文档共94页;当前第64页;编辑于星期二\5点36分纤粘连蛋白(fibronectin,FN)纤粘连蛋白是高分子量糖蛋白(220-250KD),FN可将细胞连接到细胞外基质上.纤粘连蛋白分型:纤粘连蛋白的主要功能:介导细胞粘着,进而调节细胞的形状和细胞骨架的组织,促进细胞铺展;在胚胎发生过程中,纤粘连蛋白对于许多类型细胞的迁移和分化是必须的;在创伤修复中,纤粘连蛋白促进巨噬细胞和其它免疫细胞迁移到受损部位;在血凝块形成中,纤粘连蛋白促进血小板附着于血管受损部位。本文档共94页;当前第65页;编辑于星期二\5点36分血浆纤粘连蛋白是二聚体,由两条相似的A链及B链组成,整个分子呈V形。细胞纤粘连蛋白是多聚体。纤粘连蛋白不同的亚单位为同一基因的表达产物,每个亚单位由数个结构域构成,RGD三肽序列(Arg(精)、Gly(甘)和Asp(天冬))是为细胞识别的最小结构单位。纤粘连蛋白的膜蛋白受体为整合素家族成员之一,在其细胞外功能区有与RGD高亲和性结合部位。本文档共94页;当前第66页;编辑于星期二\5点36分FN可将细胞连接到细胞外基质上
本文档共94页;当前第67页;编辑于星期二\5点36分血浆FN(450KD)是由二条相似的肽链在C端借二硫键联成的V字形二聚体本文档共94页;当前第68页;编辑于星期二\5点36分植物细胞壁的组成纤维素分子纤维素微原纤维(microfibril),
为细胞壁提供了抗张强度半纤维素(hemicellulose):木糖、半乳糖和葡萄糖等组成的高度分支的多糖。
介导微原纤维连接彼此连接或介导微原纤维与其它基质成分(果胶质)连接。果胶质(pectin):含有大量携带负电荷的糖,结合Ca2+等阳离子,被高度水化形成凝胶。
果胶质与半纤维素横向连接,参与细胞壁复杂网架的形成。伸展蛋白(extensin):糖蛋白,在初生壁中含量可多达15%,糖的总量约占65%。木质素(lignin):由酚残基形成的水不溶性多聚体。
参与次生壁形成,并以共价键与细胞壁多糖交联,大大增加了细胞壁的强度与抗降解。本文档共94页;当前第69页;编辑于星期二\5点36分本文档共94页;当前第70页;编辑于星期二\5点36分本文档共94页;当前第71页;编辑于星期二\5点36分连接区域具有蛋白质焊接线,也称嵴线,由跨膜细胞粘附分子构成。相邻细胞之间的质膜紧密结合,没有缝隙。电镜下可见紧密连接部位两个相邻细胞质膜外小叶呈断续融合,紧密连接处由层数不等的网状索条构成,大多数认为是由两相邻细胞分别提供的蛋白质颗粒排列成两列索条,相互紧密结合,融合了质膜外叶,封闭了细胞间隙,这种连接的形成必须有Ca2+参加。实验证明Ca2+浓度低时紧密连接就消失,Ca2+浓度适当,紧密连接恢复。本文档共94页;当前第72页;编辑于星期二\5点36分本文档共94页;当前第73页;编辑于星期二\5点36分隔膜连接连接蛋白呈梯子状排列,形状非常规则。本文档共94页;当前第74页;编辑于星期二\5点36分本文档共94页;当前第75页;编辑于星期二\5点36分本文档共94页;当前第76页;编辑于星期二\5点36分本文档共94页;当前第77页;编辑于星期二\5点36分本文档共94页;当前第78页;编辑于星期二\5点36分细胞膜细胞间隙2-4nm连接小体跨膜蛋白分子孔道
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