细胞骨架2 微管及其功能

第二节微管及其功能1整理pptTheOrientationofMicrotubulesinaCell2整理ppt微管的组成及其组装

微管在胞质中形成网络结构，作为运输路轨并起支撑作用。微管是由微管蛋白组成的管状结构，对低温、高压和秋水仙素敏感。3整理ppt微管的组成及其组装4整理ppt微管的组成及其组装每一条原纤维由微管蛋白(tubulin)二聚体线性排列而成。微管蛋白二聚体由结构相似的α和β微管蛋白构成。α微管蛋白结合的GTP从不发生水解或交换。β微管蛋白也是一种G蛋白,结合的GTP可发生水解，结合的GDP可交换为GTP。5整理ppt微管的组成及其组装微管是由13条原纤维构成的中空管状结构，直径22~25nm。6整理ppt微管的极性Tubulin二聚体的排列具有极性，即β亚基在上，α亚基在下，相邻原纤维之间的连接也是同型亚基相连，即α−α,β−β。Tubulin聚合的一端为+极，解聚的一端为-极。7整理ppt微管的动态不稳定性及“踏车行为〞

大多数微管处于动态组装和去组装状态。微管和微丝一样具有踏车行为。8整理ppt微管的动态不稳定性及“踏车行为〞9整理ppt微管结合蛋白

(microtubuleassociatedproteins,MAPs)MAP分子至少包含一个结合微管的结构域和一个向外突出的结构域。突出部位伸到微管外与其它细胞组分〔如微管束、中间纤维、质膜〕结合。主要功能：①促进微管组装。②增加微管稳定性。③促进微管聚集成束。10整理pptOrganizationofMTbundlesbyMAPs.SpacingofMTsdependsonMAPs.InsectcellexpressingMAP2InsectcellexpressingtauFromJ.Chenetal.1992.Nature360:67411整理ppt微管组织中心

microtubuleorganizingcenter,MTOCs是微管进行组装的区域，都具有

微管蛋白，如：中心体、纤毛和鞭毛的基体。12整理ppt微管组织中心--中心体(centrosome)中心体由两个相互垂直的中心粒构成。周围是一些无定形物质，叫做外中心粒物质〔PCM〕。中心粒由9组3联微管构成，具有召集PCM的作用。MTOC处微管蛋白以环状的蛋白复合体为模板核化、先组装出〔-〕极，然后开始生长。13整理ppt微管组织中心--中心体(centrosome)14整理ppt

微管蛋白复合体的核化作用15整理ppt细胞内依赖于微管的物质运输与微管相连的马达蛋白MotorProteins:1.Kinesin(驱动蛋白)Family2.Dynein(胞质动力蛋白)Family16整理ppt细胞内依赖于微管的物质运输17整理ppt细胞内依赖于微管的物质运输Kinesin发现于1985年。是由两条轻链和两条重链构成的四聚体，能向着微管〔+〕极运输小泡。18整理ppt细胞内依赖于微管的物质运输Dynein发现于1963年，因与鞭毛和纤毛的运动有关而得名。由两条相同的重链和一些种类繁多的轻链以及结合蛋白构成。作用：在细胞分裂中推动染色体的别离、驱动鞭毛的运动、向着微管〔-〕极运输小泡。19整理ppt影响微丝组装的特异性药物紫杉醇〔taxol〕促进微管蛋白聚合；秋水仙素(colchicine)，长春碱〔Vinblastin〕特异性抑制微管蛋白聚合。20整理ppt微管的功能1.支架作用;2.细胞内运输；3.形成纺锤体,在细胞分裂中牵引染色体到达分裂极;4.纤毛(cilia)与鞭毛(flagella)的运动21整理ppt微管的功能1.支架作用;22整理ppt微管的功能2.细胞内运输；是胞内物质运输的路轨。涉及两大类马达蛋白：驱动蛋白kinesin，动力蛋白dyenin，均需ATP供能。23整理ppt24整理ppt微管的功能3.形成纺锤体,在细胞分裂中牵引染色体到达分裂极;25整理ppt微管的功能4.纤毛(cilia)与鞭毛(flagella)的运动纤毛与鞭毛是相似的两种真核细胞外表特化结构，前者较短。鞭毛主要存在与精子和一些原生动物。而纤毛那么分布广泛。在人体细胞中，例如呼吸道及输卵管都分布有大量的纤毛。26整理ppt微管的功能4.纤毛(cilia)与鞭毛(flagella)的运动27整理ppt由基体和鞭杆两局部构成。鞭毛中的微管为9+2结构。二联微管A管由13条原纤维组成，B管由10条原纤维组成。A管向相邻B管伸出两条动力蛋白臂，并向鞭毛中央发出一条辐。基体的微管组成为9+0。纤毛与鞭毛的结构28整理ppt

鞭毛中的微管为9+2结构。二联微管A管由13条原纤维组成，B管由10条原纤维组成。

A管向相邻B管伸出两条动力蛋白臂，并向鞭毛中央发出一条辐。纤毛与鞭毛的结构29整理ppt纤毛与鞭毛的运动机理微管纤维之间借助马达蛋白dynein,利用ATP水解释放的能量，相互滑动。30整理ppt第三节中间纤维

(intermediatefilaments，IF)31整理ppt中间纤维直径10nm左右，介于微丝和微管之间，故名。IF是最稳定的细胞骨架成分，主要起支撑作用。IF在细胞中围绕着细胞核分布，成束成网，并扩展到细胞质膜，与质膜相连结。微丝、微管存在于几乎所有的真核细胞，而中间纤维只存在于脊椎动物细胞、线虫类及软体动物细胞，并且不是所有的细胞都含有中间纤维，承受机械压力的细胞富含中间纤维。32整理pptIF结构与装配结构由螺旋化杆状区，以及两端非螺旋化的球形头〔N端〕尾〔C端〕部构成。杆状区高度保守，由螺旋1和螺旋2构成，每个螺旋区还分为A、B两个亚区。33整理pptIF结构与装配34整理pptIF结构与装配过程：①两个单体形成超螺旋二聚体〔角蛋白为异二聚体〕；②两个二聚体反向平行组装成四聚体；③四聚体组成原纤维；④8根原纤维组成中间纤维。特点：IF没有极性；无动态蛋白库；装配与温度和蛋白浓度无关；不需要ATP、GTP或结合蛋白的辅助。35整理pptIF结构与装配36整理pptEpidermolysis

bullosa

simplex(单纯大疱性表皮松懈)37整理ppt核纤层38整理pptLamins(green)insidenucleus核纤层39整理ppt细胞质骨架三种组分的比较微丝

微管

中间纤维

单体

球蛋白

球蛋白

杆状蛋白

结合核苷酸

ATP-G-actin

2GTP/

二聚体

无纤维直径

~7nm

~24nm

10nm

结构

双链螺旋

13根原纤丝组成空心管状纤维

8个4聚体或4个8聚体组成的空心管状纤维

极性

有

有