细胞骨架分享

细胞骨架分享第1页，课件共53页，创作于2023年2月第一节微管一、微管的结构与组成直径：24-26nm,中空，壁厚5nm.基本单位：α、β异二聚体形成：二聚体头尾相接形成纤维，13根纤维片

层合拢成单根微管再继续延长。极性：生长快的一端为正端。主要组成：α、β-管蛋白（tubulin)（占85-95%）

γ管蛋白（位于微管组织中心，MTOC)

微管结合蛋白（microtubuleassociatedproteins)形式：单管（13）细胞质中，不稳定

二联管（23，A、B管）纤毛和鞭毛内，稳定

三联管（33，A、B、C管）中心粒、纤毛和鞭毛基体第2页，课件共53页，创作于2023年2月第3页，课件共53页，创作于2023年2月第4页，课件共53页，创作于2023年2月细胞中的微管第5页，课件共53页，创作于2023年2月二、微管的装配和动力学微管装配过程的三个时期：成核期（nucleationphase)延迟期（lagphase):α、β-管蛋白聚合成短的寡聚体

形成核心并扩展成片和合拢成管；聚合期（polymerizationphase)或延长期（elongationphase):聚合速度加快，新二聚体不断

加至微管正端。稳定期（steadystatephase)平衡期（equilibriumphase):微管的组装和去组装处于平衡。第6页，课件共53页，创作于2023年2月（一）微管装配的起始点——微管组织中心结构：中心体（centrosome)：细胞质中

中心粒（centroile)、中心粒

旁物质（pericentriolarmaterial)

基体(basalbody):纤毛、鞭毛中

γ-微管蛋白环形复合体

（γ-tubulinringcomplex):刺激微管核心形成、

包裹微管负端作用：帮助大多数细胞质微管装配过程中的成核。第7页，课件共53页，创作于2023年2月第8页，课件共53页，创作于2023年2月（二）微管的体内外装配体外装配条件：GTPα、β-管蛋白（临界浓度约1mg/ml)Mg++pH6.937ºC踏车运动（treadmilling):微管的一端发生GTP和管蛋白的

增加，使微管不断延长（正端），

而在另外一端具有GDP的管蛋白发生解聚而使微管缩短（负极）。

这种装配方式称为踏车运动。第9页，课件共53页，创作于2023年2月微管的体内装配以微管组织中心的γ-微管蛋白环形复合体(γ-TuRC)作为核心，α、β-管蛋白二聚体结合到γ-TuRC上，从此生长、延长。γ-TuRC组织形成微管的能力可能受细胞周期影响间期：关闭G2到M：开放第10页，课件共53页，创作于2023年2月影响微管组装的因素GTP浓度、温度、管蛋白浓度等敏感药物：紫三醇（防止解聚、加速聚合）秋水仙素（与管蛋白结合，阻止聚合）长春新碱（与异二聚体结合，抑制聚合）第11页，课件共53页，创作于2023年2月三、微管的功能（一）支架功能

维持细胞形态，提供机械支持力。如血小板的圆形形状的维持。（二）参与中心粒、纤毛的形成中心粒：9组三联体微管围成的一个圆筒状结构

是动物细胞中主要的微管组织中心。

间期细胞：物质运输轨道、形状维持与改变

分裂期：形成纺锤体的两极、染色体移动第12页，课件共53页，创作于2023年2月第13页，课件共53页，创作于2023年2月纤毛(cilia)、鞭毛(flagella)

功能为运动与感觉，以微管为主要成分静纤毛：9+0类型动纤毛：9+2类型，中央两条微管称中央管

包围中央管的外周蛋白鞘称中央鞘

外周9组二联管两两之间由连接蛋白相连，A管向近中央鞘伸出放射辐条(radialspoke)A管向一侧伸出动力蛋白臂（dyneinarm),为ATP酶纤毛、鞭毛的基体与中心粒相似，由三联管组成，中央无微管。第14页，课件共53页，创作于2023年2月第15页，课件共53页，创作于2023年2月动纤毛静纤毛光受体嗅觉受体神经元第16页，课件共53页，创作于2023年2月（三）参与胞内物质运输参与细胞内细胞器移动和物质转运：

如神经细胞中的轴突物质转运

分泌颗粒、色素颗粒沿微管运输

线粒体快速运动微管运输任务主要由微管马达蛋白（motorprotein）来完成。马达蛋白家族（ATP酶）:

动力蛋白（dynein)运行轨道：微管；方向：负端驱动蛋白（kinesin)运行轨道：微管；方向：正端肌球蛋白（myosin)运行轨道：微丝（肌动蛋白纤维）第17页，课件共53页，创作于2023年2月向前转运向后转运微丝微管第18页，课件共53页，创作于2023年2月第19页，课件共53页，创作于2023年2月（四）维持胞内细胞器的定位与分布微管及其马达蛋白在膜性细胞器的定位与分布上扮演重要角色线粒体的分布：与微管相伴随游离核糖体分布：附着于微管与微丝交叉点上内质网展开分布：微管功能高尔基复合体分布：定位与中心粒附近第20页，课件共53页，创作于2023年2月（五）参与细胞分裂构成纺锤体的主要成分与着丝点（kinetochore)连接将染色体推向纺锤体中部将姐妹染色体分开第21页，课件共53页，创作于2023年2月第22页，课件共53页，创作于2023年2月（六）参与细胞内信号传递微管参与hedgehog、JNK、Wnt、ERK和PAK蛋白激酶信号通路第23页，课件共53页，创作于2023年2月第二节微丝（microfilament)一、微丝的机构与组成（一）微丝的结构形状：丝状直径：5-8nm主要成分：肌动蛋白（actin),α-actin:377aa,β和γ-actin375aa

有阳离子（Mg++和K+或Na+）、ATP和肌球蛋白

结合位点。

单体肌动蛋白也称G-肌动蛋白（球形-肌动蛋白）

多聚体肌动蛋白也称F-肌动蛋白（纤维状-肌动蛋白）极性：生长快的一端称正端（plusend)第24页，课件共53页，创作于2023年2月第25页，课件共53页，创作于2023年2月β-actinγ-actin第26页，课件共53页，创作于2023年2月（二）微丝的结合蛋白体内的微丝由不同的微丝结合蛋白将肌动蛋白纤维组织成各种不同的的结构从而执行不同的功能。单体隔离蛋白（monomersequesteringprotein)profilin和胸腺素(thymosin)：

与单体肌动蛋白竞争性结合。交联蛋白（crosslinkingprotein)

细丝蛋白（filamin)、actin结合蛋白（ABC):

具两个或两个以上actin结合位点，能使两个或多

个肌动蛋白纤维产生交联，形成网状结构。第27页，课件共53页，创作于2023年2月涉及肌动蛋白纤维的稳定和生长（将ADP-actin换成ATP-actin）第28页，课件共53页，创作于2023年2月末端阻断蛋白（endblockingprotein)

β辅肌动蛋白（β-actinin)、

加帽蛋白（cappingprotein）:

通过同肌动蛋白纤维一端或两端的结合调节纤维的长度。纤维切割蛋白（filamentseveringprotein)

凝溶胶蛋白（gelsolin)、片段化/切割蛋白

（fragmin/severin)：

将肌动蛋白纤维切割，控制纤维长度，降低胞浆粘度。肌动蛋白纤维解聚蛋白（actinfilamentdepolymerizationprotein)Cofilin、ADF:

同肌动蛋白纤维结合，引起快速解聚形成actin单体。膜结合蛋白（membranebindingprotein）

是非肌肉细胞质膜下方产生收缩的机器。如吞噬作用

和胞质分裂。第29页，课件共53页，创作于2023年2月加帽蛋白（cappingprotein）通过同肌动蛋白纤维一端或两端的结合调节纤维的长度。凝溶胶蛋白（gelsolin)、片段化/切割蛋白（fragmin/severin)：将肌动蛋白纤维切割，控制纤维长度，降低胞浆粘度。交联蛋白（crosslinkingprotein)细丝蛋白（filamin)、Actin结合蛋白（ABC):具两个或两个以上actin结合位点，能使两个或多个肌动蛋白纤维产生交联，形成网状结构。第30页，课件共53页，创作于2023年2月三、微丝的装配机制（一）微丝的组装过程分三个阶段：成核期聚合期成熟期第31页，课件共53页，创作于2023年2月第32页，课件共53页，创作于2023年2月（二）影响组装的因素G-actin临界浓度ATP、ca++、Na+、K+浓度微丝结合蛋白的影响药物分子影响：

细胞松弛素B（cytochalasin):与微丝正端结合，抑制聚合。

鬼笔环肽（phalloidin)：与聚合的微丝结合，抑制解聚。第33页，课件共53页，创作于2023年2月四、微丝的功能（一）构成支架、维持形态张力纤维（stressfiber):由成束微丝构成的较稳定的纤维结构第34页，课件共53页，创作于2023年2月张力纤维第35页，课件共53页，创作于2023年2月(三）参与细胞运动：白细胞等的变形运动，锚着点（integrin)(二）参与细胞分裂：由微丝与肌球蛋白II形成收缩环（contractilering）整合蛋白intergrin收缩环第36页，课件共53页，创作于2023年2月（四）参与肌肉收缩骨骼肌收缩单位——肌小节（sarcomere),肌小节的主

要成分为肌原纤维。肌原纤维：

粗肌丝(thickmyofilament)：由肌球蛋白组成

细肌丝(thinmyofilament)：

肌动蛋白、

原肌球蛋白（tropomyosin)、

肌钙蛋白（troposin)第37页，课件共53页，创作于2023年2月第38页，课件共53页，创作于2023年2月第39页，课件共53页，创作于2023年2月第40页，课件共53页，创作于2023年2月（五）参与胞内运输和信号传递与微管一起进行小泡运输等膜上受体收到刺激时，可触发质膜下面肌动蛋白机构的变化，从而启动胞内激酶引起的信号传递第41页，课件共53页，创作于2023年2月第42页，课件共53页，创作于2023年2月第三节中间纤维（intermediatefilaments)一、中间纤维的结构与类型结构：丝状蛋白的多聚体，直径10nm,是一种坚韧耐久的蛋白纤维。单体蛋白特征：共同结构域——中间区α-螺旋，两侧球形。

装配时α-螺旋配对形成二聚体。类型：根据中间纤维氨基酸序列相似性，分六类。I、II型表皮：角蛋白（keratin)III型成纤维细胞：波形蛋白（vimentin）

肌细胞：结蛋白（desmin)

外周神经元：外周蛋白（peripherin)

神经胶质细胞：GFAPIV型神经元：神经纤维蛋白（neurofilamentprotein)V型细胞核核纤层蛋白（lamin)VI型CNS干细胞巢蛋白（nestin）第43页，课件共53页，创作于2023年2月二、中间纤维的装配与调节中间纤维的蛋白单体大多为丝状。（微管和微丝的蛋白单体为球形）两蛋白单体α-螺旋区平行形成超螺旋二聚体，两个二聚体反向平行组装成四聚体亚单位。无极性，结构对称。多数情况下，细胞中几乎