細(xì)胞生物學(xué)10PPT課件

1、本章內(nèi)容提要 第一節(jié) ECM的成分 膠原、纖粘連蛋白、層粘連蛋白、氨基聚糖及蛋白聚糖、彈性蛋白的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 第二節(jié) ECM的生物學(xué)作用第1頁/共32頁 ECM是細(xì)胞外大分子構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。包括：膠原、非膠原糖蛋白、氨基聚糖與蛋白聚糖、彈性蛋白等。 結(jié)締組織中含量較高。 影響細(xì)胞的存活、死亡、增殖和分化。第2頁/共32頁MACROMOLECULAR ORGANIZATION OF ECM第3頁/共32頁第4頁/共32頁第一節(jié) ECM的成分第5頁/共32頁一、膠原Collagen 是人體最豐富的蛋白，占蛋白總量的30以上。參與形成結(jié)締組織，如骨、韌帶、基膜、皮膚。 組成：由原膠原交聯(lián)而成。 類型：已知至

2、少19種，由不同基因編碼。I、II、III、V、XI型為有橫紋的纖維結(jié)構(gòu)。第6頁/共32頁 原膠原：3條肽鏈形成的螺旋，含三種結(jié)構(gòu)：螺旋區(qū)、非螺旋區(qū)及球形結(jié)構(gòu)域。 原膠原每條鏈由重復(fù)的Gly-X-Y序列構(gòu)成。X=pro，Y=hyp或hyl，重復(fù)序列使鏈卷曲為左手螺旋。三股鏈繞成右手超螺旋。第7頁/共32頁Structures of the collagen第8頁/共32頁 合成：由成纖維細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞、上皮細(xì)胞分泌。在RER上合成，形成三螺旋之前于Pro及Lys殘基上進(jìn)行羥基化修飾。 羥化反應(yīng)由脯氨酰4、脯氨酰3羥化酶催化。 Vc是酶的輔助因子，Vc缺乏導(dǎo)致壞血病。第9頁/共32頁C

3、ollagen fibril bundles: a branching assembly unit in tendon morphogenesis第10頁/共32頁Collagen fibrils around a fibroblast第11頁/共32頁 交聯(lián)：由側(cè)向相鄰的lys或hyl殘基氧化后所產(chǎn)生的兩個(gè)醛基間進(jìn)行縮合而成。交聯(lián)后后形成不溶性纖維，原膠原呈階梯狀排列，電鏡下可見間隔67nm的橫紋。 新生兒的膠原交聯(lián)程度低而易于抽提。 老年人膠原交聯(lián)程度高，組織僵硬老化。 第12頁/共32頁TEM image of collagen第13頁/共32頁Collagen第14頁/共32頁二、纖粘

4、連蛋白 Fibronectin（FN） 含糖4.59.5，有57個(gè)有特定功能的結(jié)構(gòu)域。類型： FN有20多種亞單位。同一基因編碼，轉(zhuǎn)錄后拼接不同，形成異型分子。 血漿FN： V字形二聚體，可溶，存在于血漿、體液。 細(xì)胞FN：多聚體，不溶，存在于ECM及細(xì)胞表面。第15頁/共32頁 組裝： 不自發(fā)組裝，受細(xì)胞表面受體指導(dǎo)。 腫瘤細(xì)胞表面FN減少，因受體異常所致。 功能： 連接細(xì)胞到ECM上；FN上的RGD（Arg-Gly-Asp）序列可與細(xì)胞表面的整合素結(jié)合。 人工RGD三肽可抑制細(xì)胞在FN基質(zhì)上粘附。第16頁/共32頁fibronectin dimer第17頁/共32頁Fibronectin

5、helps connect the inside of the cell to the outside第18頁/共32頁三、層粘連蛋白 laminin(LN) 結(jié)構(gòu)： 由3條肽鏈借二硫鍵交聯(lián)成十字形分子。 已知7種LN，8種亞單位，由不同基因編碼。 含糖15-28，有50條左右N-連接的糖鏈。 功能： 組成基膜，是胚胎發(fā)育中最早出現(xiàn)的ECM。第19頁/共32頁Laminin Structure第20頁/共32頁Basal lamina第21頁/共32頁四、氨基聚糖及蛋白聚糖 1氨基聚糖glycosaminoglycan GAG是重復(fù)二糖單位構(gòu)成的無分枝長(zhǎng)鏈多糖。 二糖單位通常由氨基已糖和糖醛酸

6、組成。第22頁/共32頁 分為：透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、硫酸皮膚素、硫酸乙酰肝素、肝素、硫酸角質(zhì)素。 除HA及肝素外，其他GAG不游離存在。 HA是唯一不硫酸化的GAG，含多達(dá)10萬個(gè)糖基?？山Y(jié)合大量水分子，賦予組織一定的抗壓性。第23頁/共32頁氨基聚糖的分子特性及分布氨基聚糖的分子特性及分布第24頁/共32頁2蛋白聚糖 是GAG(除HA)與核心蛋白的共價(jià)結(jié)合物。 核心蛋白在高爾基體中裝配GAG鏈。 先合成4糖連接橋（Xyl-Gal-Gal-GlcUA）連接到Ser上（Ser-Gly-X-Gly ），然后延長(zhǎng)糖鏈。 HA能夠以非共價(jià)鍵連接許多蛋白聚糖，形成巨分子。第25頁/共32頁A Prot

7、eoglycan Complex.Galactose N-Acetyl-D-glucosamineD-glucuronic acid N-Acetyl-D-galactosamine第26頁/共32頁第27頁/共32頁五、彈性蛋白 elastin 構(gòu)成彈性纖維，由2類短肽交替排列構(gòu)成。 一種是疏水短肽，賦予分子以彈性； 另一種為富Ala及Lys殘基的螺旋，負(fù)責(zé)在相鄰分子間交聯(lián)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 老年組織中彈性蛋白的生成減少，降解增強(qiáng)，以致組織失去彈性。第28頁/共32頁Elastin第29頁/共32頁第二節(jié) 細(xì)胞外基質(zhì)的生物學(xué)作用 1影響細(xì)胞的存活、死亡：如上皮細(xì)胞脫離ECM則發(fā)生anoikis，稱定著依賴性。 2決定細(xì)胞的形狀：不同細(xì)胞具有不同的ECM，介導(dǎo)的細(xì)胞骨架組裝的狀況不同，表現(xiàn)出不同的形狀。第30頁/共32頁 3調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖：如定著依賴性生長(zhǎng)（anchorage dependent growth）。