王红霞-第九章 细胞骨架(二)

第九章细胞骨架授课教师：王红霞副教授E-mail：whongxia888@163.com医学细胞生物学目录第九章细胞骨架

第二节微管第三节中间丝第一节微丝第二节微管一、微管的结构与化学组成二、微管的装配过程三、微管结合蛋白四、微管的主要功能一、微管的结构与化学组成

（一）微管（microtubule）的形态结构

12345678910111213横断面立体结构微管蛋白(tubulin)（二）微管的化学组成异二聚体2个鸟嘌呤核苷酸（GTP)结合位点。二价阳离子（Mg2+与Ca2+）的结合位点秋水仙素、长春花碱的结合位点微管蛋白的三维结构

微管是有极性的结构＋－

12345678910111213单管

AB二联管

ABC三联管大部分微管为单管，二联管、三联管只存在于特定的细胞结构中。如纤毛、鞭毛的周围小管（二联管），中心粒、基体（三联管）。（三）微管类型

纤毛或鞭毛内微管的排列（“9×2＋2”方式）中心粒小轮（“9×3＋0”方式）纤毛本体基体（9×3＋0）纤毛小根二、微管的装配过程

（一）微管的体外组装微管蛋白异二聚体首位相连原纤维微管（13）

体外组装过程分为成核期、延伸期和稳定期短的丝状结构增加异二聚体扩展成片状成核期延伸期合拢稳定期

微管长度处于相对稳定状态

踏车（二）微管的体内组装

微管的体内组装除遵循体外装配的规律外，还受严格的时间和空间的控制。1.时间控制：细胞生命活动的特殊时刻。（纺锤丝微管的聚合与解聚发生在细胞分裂期）。

2.空间控制微管装配的特殊始发区域的影响微管组织中心（MTOC）：微管装配的起始点。中心体是动物细胞中主要的微管组织中心。基体是纤毛、鞭毛的微管组织中心。中心体中心球中心粒电镜：圆柱状小体（中心粒）

中心体细胞核中心体的结构（三）影响微管装配的因素1.微管蛋白的浓度和GTP；2.Mg2+和Ca2+浓度；3.温度和pH；4.药物：秋水仙素，长春花碱、紫杉醇。三、微管结合蛋白

MAP1：神经元轴突中

MAP2：神经元树突中

MAP4：普遍存在于各类细胞中

Tau蛋白：神经元轴突中（一）MAPs的分子结构

至少包含两个结构域：①结合微管的结构域②向外突出的结构域微管结合蛋白结构（二）MAPs的主要功能1.促进微管组装。2.抑制微管解聚。3.增加微管稳定性。临床症状：不可逆进行性记忆和认知功能丧失。病理变化：神经纤维缠结，出现神经变性斑。发病原因：Tau蛋白的异常，失去和微管蛋白的结合活性，导致正常的微管蛋白解聚，从而使正常的轴突转运受损。（三）常见病例—阿尔茨海默病AD阿尔茨海默病的发病机理四、微管的主要功能1、支持作用：构成细胞的网状支架维持细胞形态。2、参与细胞内物质运输（高尔基体分泌泡运输）。微管在蛋白转运中的作用3、参与细胞运动，也是纤毛、鞭毛等细胞运动器官的主体结构成分。纤毛和鞭毛的结构示意图鞭毛与纤毛在来源和结构上基本相同，少而长的叫鞭毛；多而短的叫纤毛。4、参与纺锤体的形成与染色体的运动中期后期

5、参与细胞内的信号转导

近年来，研究表明微管参与了细胞外调节蛋白激酶（ERK）、蛋白激酶（PKA）等多条信号转导过程。信号分子可通过与微管直接或间接的相互作用，进而影响胞内的囊泡运输、细胞器的定位及细胞的极化等一系列重要的生物学活动。

第三节中间丝

（intermediatefilaments,IF）一、中间丝的结构、成分及类型二、中间丝的组装三、中间丝的主要功能中间丝细胞骨架的结构示意图中间丝直径介与微管与微丝之间，也叫中间纤维。一、中间丝的结构、成分及类型

（一）中间丝的形态结构

该结构稳定，既不受秋水仙素也不受细胞松弛B素影响，并且也没有极性。

绳索样结构中间丝的形态结构模式图

中间丝的化学成分是中间丝蛋白。中间丝蛋白存在于绝大多数动物细胞内。不同类型的细胞以及同一类型细胞的不同部位的中间丝蛋白的组成都有可能不同。（二）中间丝的化学成分

（三）中间丝的类型顺序类型名称分子量(kD)多肽数组织分布

I酸性角蛋白40-5715上皮细胞II碱性/中性角蛋白53-6715上皮细胞III结蛋白531肌细胞胶质纤维酸性蛋白501胶质细胞和星形细胞波形蛋白571间充质细胞外周蛋白571神经元IV神经纤维蛋白62-1103成熟的外周和中枢神经元Internexin661发育中的中枢神经系统V核纤层蛋白A.B.C60-703真核细胞VInestin2401中枢神经系统干细胞

中间丝的分布具有严格的组织特异性

据此可应用于肿瘤临床诊断，以鉴别肿瘤细胞的组织来源。结蛋白抗体与肌细胞的中间丝结合，诊断来源于横纹肌和平滑肌的癌症。角蛋白抗体只能与上皮细胞内中间丝结合，诊断角化和非角化上皮癌。神经纤维蛋白抗体只能与神经元的中间丝结合，诊断神经母细胞瘤、神经节母细胞瘤。共同结构域

-螺旋杆状区非螺旋