第17章細(xì)胞的社會聯(lián)系

1、2013-09-1211 細(xì)胞連接 細(xì)胞外的世界：單細(xì)胞生物外部環(huán)境。多細(xì)胞生物細(xì)胞、胞外基質(zhì)或外部環(huán)境。 在多細(xì)胞生物體內(nèi)，沒有一個細(xì)胞是孤立的。細(xì)胞之間通過通訊、細(xì)胞聯(lián)接、細(xì)胞與胞外基質(zhì)的相互作用等，細(xì)胞與細(xì)胞之間建立結(jié)構(gòu)、物質(zhì)和信息 。細(xì)胞處于一個細(xì)胞 中，為細(xì)胞 的一 。 細(xì)胞聯(lián)接（cell junction）指在細(xì)胞質(zhì)膜的特化區(qū)域，通過膜蛋胞支架蛋白或者胞外基質(zhì)形成的細(xì)胞與細(xì)胞之間、細(xì)胞與胞外基質(zhì)之間的連接機構(gòu)。是多細(xì)胞生物體相鄰細(xì)胞之間協(xié)同作用的重要組織方式。細(xì)胞連接類型 封閉連接（occluding junction）封閉細(xì)胞之間的空隙。 錨定連接（anchoring junct

2、ion）把細(xì)胞錨定在其他細(xì)胞或胞外基質(zhì)上，分散作用力。 通訊聯(lián)接（communicating junction）細(xì)胞之間的信號通路。第17章 細(xì)胞的：細(xì)胞連接、細(xì)胞粘著、和細(xì)胞外基質(zhì)2013-09-122緊密連接的模式圖1.1 封閉連接:又稱緊密連接小腸上皮細(xì)胞的緊密連接嵴線：緊密連接位于上皮細(xì)胞的上端 緊密連接：主要于上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞（如形成血腦屏障）之間。大小均不能通過封閉連接，但免疫細(xì)胞通過物打開連接可通過。 功能： 1）封閉細(xì)胞間隙，形成滲透屏障；2）限制膜蛋白， 維持細(xì)胞極性。 通過膜整合封閉蛋白、claudin 等形成焊接線（嵴線），嵴線通過外周蛋白連接到微絲上。2013-09-

3、123緊密連接對細(xì)胞外物質(zhì)跨細(xì)胞層起封閉作用：對加入的示蹤電子致密的阻擋，B左，從腔端加入；B右，從下端加入示蹤。封閉連接封閉 細(xì)胞間隙，限 制膜蛋白， 維持細(xì)胞極性， 這些功能是細(xì) 胞選擇性吸收 的基礎(chǔ)2013-09-121.2 錨定連接錨定連接也叫斑塊連接。由兩大類蛋白組成：細(xì)胞內(nèi)錨定蛋跨膜粘連蛋白。通過鈣粘蛋白、整聯(lián)蛋胞骨架體系以及細(xì)胞外基質(zhì)的相互作用, 將相鄰兩細(xì)胞或細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)連接在一起。根據(jù)跨膜蛋白是與微絲相連還是與中間連接有兩類不同的形式：相連,錨定u 與中間相連的錨定連接：橋粒和半橋粒；u 與肌動蛋白相連的錨定連接：粘著帶與粘著斑。4橋粒和半橋粒 橋粒：連接兩個細(xì)胞。 跨膜

4、粘連蛋白：鈣黏蛋白（橋粒芯蛋白，橋粒芯膠黏蛋白）。 胞內(nèi)錨蛋白：橋粒斑珠蛋白，橋粒斑蛋白。 半橋粒：連接細(xì)胞與胞外基質(zhì)。 跨膜粘連蛋白：整聯(lián)蛋白，整聯(lián)蛋白連接到胞外層粘連蛋白上。層粘連蛋白主要于基膜中。 橋粒顯著特征是胞內(nèi)錨蛋白形成致密斑。2013-09-125橋粒模式圖：A，上皮細(xì)胞橋粒結(jié)構(gòu)示意圖；B，小鼠上皮細(xì)胞中橋粒電鏡圖橋粒：位于粘合帶下方半橋粒：連接上皮細(xì)胞基面和基膜2013-09-126黏合帶與黏合斑小腸上皮細(xì)胞之間的黏著帶 黏合帶：細(xì)胞與細(xì)胞之間錨定，常位于上皮細(xì)胞緊密連接下方。 跨膜粘連蛋白：鈣黏蛋白。 細(xì)胞內(nèi)錨蛋白：微絲結(jié)合蛋白，如連環(huán)蛋白（連接鈣黏蛋微絲）、紐蛋白（連接鈣黏

5、蛋白或踝蛋微絲） 、輔肌動蛋白（連接不同的微絲束）等。 平行排列的微絲束結(jié)合肌球蛋白可產(chǎn)生運動。在動物胚胎發(fā)育過程中使錨結(jié)起來的上皮層發(fā)生彎曲形成神經(jīng)管等結(jié)構(gòu)。半橋粒結(jié)構(gòu)模式圖2013-09-1271.3 通訊連接一種特殊的細(xì)胞連接方式，它除了有機械的細(xì)胞連接作用之外， 還具有傳遞信息功能。1.5nm的親水通道。相鄰細(xì)胞的連接子對接形成間隙連接結(jié)構(gòu)。 連接子蛋白有多種，具有較高的同源性。多數(shù)細(xì)胞可表達(dá)一種或幾種連接子蛋白。 可通過 量小于1000的極性 ，蛋白、核酸、多糖等大 不能通過， 不同類型的連接子往往對物質(zhì)通透具有偏 ，而且受pH值和Ca2+濃度、胞外化學(xué)信號、兩側(cè)電壓梯度、蛋白激酶等

6、因素的調(diào)節(jié)，不同組織細(xì)胞間的連接子甚至沒有通透性。 間隙連接在組織細(xì)胞代謝耦聯(lián)，信號 耦聯(lián)，神經(jīng)細(xì)胞電突觸傳遞神經(jīng)沖動信息（大多電突觸是雙向傳遞的，也有單向傳遞的電突觸） ，心肌平滑肌細(xì)胞間電耦聯(lián)協(xié)調(diào)收縮運動，及早期胚胎發(fā)育過程中有重要作用。 化學(xué)突觸：可興奮細(xì)胞之間的連接。電信號（動作電位）和化學(xué)信號（神經(jīng)遞質(zhì)）轉(zhuǎn)換的區(qū)域。1）動物細(xì)胞：間隙連接和化學(xué)突觸。 間隙連接（gap junction）：分布在除骨骼肌和血細(xì)胞外所有的組織細(xì)胞上。 連接子（connexon）：6個相同（相似）的跨膜蛋白排列成環(huán)形。中間形成約黏著斑結(jié)構(gòu)與功能示意圖 黏合斑：細(xì)胞與胞外基質(zhì)之間的錨定。 跨膜粘連蛋白：整聯(lián)

7、蛋白。結(jié)合的胞外基質(zhì)主要是膠原和纖連蛋白。 胞內(nèi)錨蛋白：踝蛋白（連接整聯(lián)蛋微絲）、紐蛋白、輔肌動蛋白、filamin （細(xì)絲蛋白，連接整合蛋微絲）等。 黏合斑在肌肉，肌鍵及細(xì)胞貼壁生長中常見。可維持細(xì)胞張力，傳遞生長信號。2013-09-128電突觸結(jié)構(gòu)示意圖：A， 電突觸結(jié)構(gòu)示意圖； B， 電突觸的間隙連接示意圖。間隙連接：A, 間隙連接結(jié)構(gòu)示意圖；B, 間隙連接的蛋白組成；C， 4次跨膜的間隙連接蛋白結(jié)構(gòu)示意圖； D， 豚鼠上皮細(xì)胞冷凍蝕刻電鏡顯示間隙連接成片分布。2013-09-129根據(jù)不同Ca2+,H+濃度下連接子電鏡圖假想的連接子開閉變化模型： 通過連接子蛋白扭動開關(guān)通道。培養(yǎng)的成

8、細(xì)胞間隙連接電鏡：B，冷凍斷裂 。2013-09-122）植物細(xì)胞：胞間連絲。胞間連絲：細(xì)胞時形成的或后期胞壁融通形成的原生質(zhì)絲，可能具有選擇通透性。小物質(zhì)及蛋白、核酸、細(xì)胞器等都可通過。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)常位于連絲中心成鏈樣管，它和質(zhì)膜之間的環(huán)孔兩端較窄，可能有調(diào)節(jié)通透的作用。胞間連絲隨細(xì)胞發(fā)育通透性可能改變?？蛇\動蛋白擴大胞間連絲孔徑，使細(xì)胞。可以通過胞間連絲進(jìn)入其他胞間連絲A，植物細(xì)胞之間形成眾多胞間連絲。B， C，胞間連絲結(jié)構(gòu)示意圖。馬鈴薯細(xì)胞胞間連絲電鏡。10細(xì)胞連接間的比較封閉連接緊密連接上皮組織錨定連接連接肌動蛋白粘著帶上皮組織粘著斑體外培養(yǎng)細(xì)胞連接中間橋粒心肌 表皮組織半橋粒上皮細(xì)胞基

9、部通訊連接間隙連結(jié)大多數(shù)動物細(xì)胞中化學(xué)突觸神經(jīng)細(xì)胞間和神經(jīng)肌肉間胞間連絲植物細(xì)胞間2013-09-1211細(xì)胞黏著（CAM） 細(xì)胞黏著具有組織特異性。 細(xì)胞間或細(xì)胞與基質(zhì)間識別、黏著，依賴黏著間或黏著與基質(zhì)間的識別和黏著。 黏著均為整合膜蛋白。 黏著三種黏著方式：同親型結(jié)合、異親型結(jié)合、銜接依賴性結(jié)合。 黏著種類：鈣黏蛋白（同親型），選擇素（異親型），免疫球蛋白類（同親或異親型），整聯(lián)蛋白（異親型）。2 細(xì)胞黏著及其基礎(chǔ)所謂的細(xì)胞粘著是指在細(xì)胞識別的基礎(chǔ)上，細(xì) 胞發(fā)生或形成細(xì)胞團(tuán)與組織的過程 。參與細(xì)胞粘著的，叫。粘著方式：同親型粘著、異親型粘著和銜接 依賴性結(jié)合三種。2013-09-1212

10、鈣黏蛋白結(jié)構(gòu)與功能：A，典型鈣黏蛋白胞外肽鏈形成5個重復(fù)結(jié)構(gòu)域，Ca2+結(jié)合在重復(fù)結(jié)構(gòu)域之間的鉸鏈區(qū)域，賦予鈣黏蛋白剛性特性。鈣黏蛋白N端最后一個重復(fù)結(jié)構(gòu)域形成把手樣結(jié)構(gòu)和口袋狀結(jié)構(gòu)，同親型結(jié)合時，它們彼此嵌合在一起，形成細(xì)胞黏著。B，Ca2+ 對鈣黏連蛋白胞外部分剛性結(jié)構(gòu)的影響，低濃度（<0.05mmol/L）鈣導(dǎo)致其剛性喪失。2.1 鈣黏蛋白（cadherin）同親型鈣依賴性黏著糖蛋白哺乳動物細(xì)胞表面的主要鈣粘蛋白名稱主要分布組織E-鈣粘蛋白著床前的胚胎 上皮細(xì)胞（在帶狀粘合處特別集中）P-鈣粘蛋白胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞 心 肺 小腸N-鈣粘蛋白胚胎中胚層 神經(jīng)外胚層 神經(jīng)系統(tǒng)（腦 神經(jīng)節(jié)）

11、 心 肺原鈣黏蛋白中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)元R-鈣粘蛋白視網(wǎng)膜神經(jīng)細(xì)胞 神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞VE-鈣粘蛋白內(nèi)皮細(xì)胞desmoglein橋粒desmocollin橋粒 不同細(xì)胞、細(xì)胞不同生長階段鈣黏蛋白種類和數(shù)量可能不同。 E鈣黏蛋白是哺乳動物胚胎發(fā)育過程中第一個表達(dá)的鈣黏蛋白。 結(jié)構(gòu)：鈣粘素結(jié)構(gòu)同源性很高，其胞外部分形成5或6個結(jié)構(gòu)域，其中4個同源，均含Ca2結(jié)合部位。往往形成二聚體或多聚體，鈣離子結(jié)合越多剛性越強。2013-09-12132.2 選擇素（selectin）P-選擇素的結(jié)構(gòu)與功能：A，P-選擇素結(jié) ，選擇 整聯(lián)蛋白介導(dǎo)的細(xì)胞粘著，幫助 胞從血液進(jìn)入組織。 是異親型依賴鈣離子糖蛋白。 選擇素的胞

12、外區(qū)由三個結(jié)構(gòu)域構(gòu)成：N端的C型凝集素結(jié)構(gòu)域是結(jié)合和識別其他細(xì)胞表面糖配體的區(qū)域，EGF樣結(jié)構(gòu)域，重復(fù)次數(shù)不同的補體結(jié)合蛋白結(jié)構(gòu)域。 E-選擇P-選擇識別與結(jié)合的糖配體為唾液酸化及巖藻糖化的N-乙酰氨基乳糖結(jié)構(gòu)（sLeX 及sLeA）。sLeA結(jié)構(gòu)于髓系胞表面（其中L選擇素） 中。鈣粘素結(jié)構(gòu)模型 鈣粘蛋白的作用： 1）介導(dǎo)細(xì)胞連接：在成年脊椎動物，E-鈣粘蛋白是保持上皮細(xì)胞相互粘合的主要細(xì)胞黏著， 是粘合帶的主要成分。橋粒中的鈣粘素就是desmoglein及desmocollin。 2）參與細(xì)胞分化：鈣粘蛋白對于胚胎細(xì)胞的早期分化及成體組織（尤其是上皮及神經(jīng)組織）的構(gòu)筑有重要作用。在發(fā)育過程中

13、通過調(diào)控鈣粘蛋白表達(dá)的種類與數(shù)量可決定胚胎細(xì)胞間的相互作用（粘合、分離、遷移、再粘合）， 從而通過細(xì)胞的微細(xì) 胞的分化，參與形成過程。 3）抑制細(xì)胞遷移：很多種癌組織中細(xì)胞表面的E鈣粘蛋白減少或消失，以細(xì)胞瘤塊脫落， 成為侵襲與轉(zhuǎn)移的前提。因而有人將E鈣粘素視為轉(zhuǎn)移抑制。2013-09-12P-選擇素貯存于血小板的顆粒及內(nèi)皮細(xì)胞的Weibel-Palade小體。炎癥時活化的內(nèi)皮細(xì)胞表面首先出現(xiàn)P選擇素，隨后出現(xiàn)E選擇素。它們對于召集胞到達(dá)炎癥部位具有重要作用。E-選擇素的胞介素I于活化的內(nèi)皮細(xì)胞表面。炎癥組織（IL-1）及腫瘤壞死因子（TNF）等細(xì)胞因子可活化脈管內(nèi)皮細(xì)胞，刺激E選擇素的。L-

14、選擇素廣泛于各種胞的表面，參與炎癥部位胞的出脈管過程,淋巴細(xì)胞歸巢與L選擇素有關(guān)。胞表面L選擇素上的sLeA與活化的內(nèi)皮細(xì)胞表面的P選擇E選擇間的識別與結(jié)合，可召集血液中快速的胞在炎癥部位的脈管內(nèi)炎癥部位。滾動，最后穿過進(jìn)入胞在選擇整聯(lián)蛋白作用下沿內(nèi)皮滾動、黏著和穿過內(nèi)皮142.3 免疫球蛋白超B細(xì)胞受體，主要組織相容性抗原及細(xì)胞粘附（Ig-CAM）等。 Ig-SF細(xì)胞粘附有的屬于同親性細(xì)胞粘附，如各種神經(jīng)細(xì)胞粘附（N-CAM）及血小板-內(nèi)皮細(xì)胞粘附（Pe-CAM）；有的屬于親異性粘附，如細(xì)胞間粘附（I-CAM）及細(xì)胞粘附（V- CAM）等。I-CAM及V-CAM的配體都是整聯(lián)蛋白。 N-CA

15、M有20余種異型，由同一編碼，轉(zhuǎn)錄物不同剪切及糖基化不同形成。它們在神經(jīng)發(fā)育及神經(jīng)細(xì)胞間相互作用上有重要作用。 I-CAM及V-CAM在活化的 內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)。炎癥時，活化的內(nèi)皮細(xì)胞表面的I-CAM可與 胞表面的L2及巨噬細(xì)胞表面的M2相結(jié)合；V-CAM 則可與胞與內(nèi)皮細(xì)胞的粘合作用之后使在內(nèi) 滾動的 胞固著于炎癥部位的脈管內(nèi)皮，并發(fā)生鋪展，進(jìn)而 水解酶而穿出脈管壁。胞的41整聯(lián)蛋白相結(jié)合。它們繼上述選擇素介導(dǎo)的 免疫球蛋白超（Ig-SF）結(jié)構(gòu)中含有免疫球蛋白（Ig）樣結(jié)構(gòu)域的所有，一般不依賴于Ca2。免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域系指借二硫鍵維系的兩組反向平行折疊結(jié)構(gòu)。除免疫球蛋白外，還T細(xì)胞受體，201

16、3-09-12152.4 整聯(lián)蛋白（整合素）質(zhì)相連。 含1亞的整合素主要介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)成分之間的粘附。含2亞的整合素主要于各種胞表面，介導(dǎo)細(xì)胞間的相互作用。3亞的整合素主要于血小板表面，介導(dǎo)血小板的，并參與血栓形成。64以層粘連蛋整聯(lián)蛋白結(jié)構(gòu)模型配體，參與形成半橋粒。 整聯(lián)蛋白（integrin）大多為親異性細(xì)胞粘附，依賴Ca2或Mg2+。介導(dǎo)細(xì)胞間及細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)間的相互作用。普遍于脊椎動物細(xì)胞表面。 整聯(lián)蛋白是由 和兩個糖基化亞形成的異二聚體。迄今已發(fā)現(xiàn)24種亞 和9種亞 。亞單位的N端有結(jié)合二價陽離子的結(jié)構(gòu)域。大多數(shù)整聯(lián)蛋白 與肌動蛋白結(jié)合蛋白等結(jié)合，與細(xì)胞骨架相連。多數(shù)整聯(lián)蛋白

17、胞外段有識別結(jié)合胞外基質(zhì)RGD(Arg-Gly-Asp) 序列的結(jié)構(gòu)域，通過此結(jié)構(gòu)域與基神經(jīng)細(xì)胞黏著A，4種神經(jīng)細(xì)胞黏著免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域，每個結(jié)構(gòu)域在loop末端形成二硫鍵。B， 同親型結(jié)合模型。2013-09-1216整聯(lián)蛋白的活性受一些因素的調(diào)節(jié)：A，細(xì)胞外激活因子激活整聯(lián)蛋白（如胞黏著于內(nèi)皮細(xì)胞）；B，細(xì)胞內(nèi)整聯(lián)蛋白尾部酪氨酸磷酸化使微絲結(jié)合能力減弱，也減小連接細(xì)胞外基質(zhì)的能力。整聯(lián)蛋白結(jié)構(gòu)及結(jié)合模式 血小板與 胞表面整聯(lián)蛋白常需信號的激活，如血液凝固中血小板整聯(lián)蛋白激活和炎癥信號激活胞整聯(lián)蛋白。整聯(lián)蛋可 向細(xì)胞內(nèi)傳遞黏著信號使細(xì)胞得以正常生長。2013-09-12173 細(xì)胞外基質(zhì)(

18、extracellular matrix，ECM)上皮細(xì)胞層下的結(jié)締組織：It consists largely of extracellular matrix that is secreted by the fibroblasts. 多細(xì)胞生物細(xì)胞并不都是緊密排列的，有些組織細(xì)胞外空間，這些空間由細(xì)胞的蛋多糖組成的網(wǎng)架填充，細(xì)胞連接到這些被稱為胞外基質(zhì)的網(wǎng)架上。 胞外基質(zhì)的大種類繁多，可大致歸納為四大類：膠原，粘連糖蛋白，蛋白聚糖，彈性蛋白。 結(jié)締組織中胞外基質(zhì)含量較高。 細(xì)胞外基質(zhì)的組分及組裝形式由所產(chǎn)生的細(xì)胞決定，并與組織的特殊功能需要相適應(yīng)。2.5 透明質(zhì)酸粘素 透明質(zhì)酸粘素（hyal

19、adherin）可結(jié)合透明質(zhì)酸糖鏈的一類分子，具有相似的氨基酸序列和空間構(gòu)象。CD44族是其中的一個成員，量范圍為85 KD250KD，介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞間及細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)間的相互作用，同樣是由胞外，跨膜及胞質(zhì)三個部分的糖蛋白，糖鏈為硫酸軟骨硫酸乙酰肝素。CD44肽鏈的N端可結(jié)合透明質(zhì)酸，故CD44也被視為透明質(zhì)酸的受體。 CD44的功能： 與透明質(zhì)酸、纖粘連蛋白及膠原結(jié)合，介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)之間的粘附；參與細(xì)胞對透明質(zhì)酸的攝取及降解；參與淋巴細(xì)胞歸巢；參與T細(xì)胞的活化；促進(jìn)細(xì)胞遷移。 CD44在很多種腫瘤細(xì)胞的表達(dá)比相應(yīng)正常組織為高，并與腫瘤細(xì)胞的成瘤性、侵襲性及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移性有關(guān)。2013-

20、09-123.1 膠原（collagen）膠原是動物體內(nèi)含量最豐富的蛋白質(zhì)，約占蛋白質(zhì)總量的25以上?？捎沙赏?。細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞及某些上皮細(xì)胞并到細(xì)胞目前已發(fā)現(xiàn)的膠原至少有26種，為胞外基質(zhì)中最主要的水不溶性蛋白。功能：在胞外基質(zhì)中含量最高，剛性和抗張力強度大， 架。賦予結(jié)締組織韌性和抗。細(xì)胞外基質(zhì)骨雞胚胎皮膚結(jié)締組織中成細(xì)胞（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)豐富，膠原等蛋白）被交叉分布的膠原包酶和酸去除糖蛋白、糖胺聚糖和蛋白聚糖后大鼠角膜掃描電鏡圖：膠圍。 C. Ploetz.原包圍的成細(xì)胞。18膠原結(jié)構(gòu) 各型膠原都是由三條相同或不同的肽鏈形成三股螺旋（原膠原） 為基本的。其中型膠原含量最豐富，分布最廣泛。

21、原膠原平行排列成較粗大的束，成為光鏡下可見的膠原，抗張強度超過鋼筋。 原膠原三股螺旋由相同或不同的肽鏈鏈。每條鏈由重復(fù)的Gly-X-Y序列。X常為Pro（脯氨酸），Y常為羥脯氨酸或羥賴氨酸殘基。重復(fù)的Gly-X-Y序列使鏈卷曲為左手螺旋，三股這樣的螺旋再相互盤繞成右手超螺旋，即原膠原。 原膠原間通過側(cè)向共價交聯(lián)，相互呈階梯式有序排列聚直徑50200nm、長150nm至數(shù)微米的膠原，在電鏡下可見間隔67nm的橫紋。原膠原間的交聯(lián)鍵是由側(cè)向相鄰的賴氨酸或羥賴氨酸殘基被細(xì)胞外的賴氨酸氧化酶氧化后所產(chǎn)生的兩個醛基間進(jìn)行縮合而形成的。 原膠原共價交聯(lián)后成為具有抗張強度的不溶性膠原。胚胎及新生兒的膠 缺乏

22、 間的交聯(lián)而易于抽提。隨 增長，交聯(lián)日益增多，皮膚、 及各種組織變得僵硬，成為老化的一個重要特征。2013-09-1219膠原的結(jié)構(gòu)（左模式圖，右電鏡）： Gly-X-Y序列， X ， Y 任意氨基酸， 但X 常為Pro ， Y常為羥脯氨酸或羥賴氨酸.甘氨酸位于三螺旋的。2013-09-1220膠原 與裝配：賴氨酸氧化酶（細(xì)胞外）氧化賴氨酸或羥賴氨酸殘基形成醛，醛基間或醛基與賴氨酸或羥賴氨酸殘基自發(fā)共價連接，連接多發(fā)生在非螺旋區(qū)的頭和尾部。膠原蛋白的與修飾 人1（）鏈的 含51個外顯子，因而 轉(zhuǎn)錄后的拼接十分復(fù)雜。翻譯出的肽鏈稱為前鏈，其兩端各具有一段不含Gly-X-Y 序列的前肽。三條前鏈的

23、C端前肽借二硫鍵形成鏈間交聯(lián)，使三條前鏈“對齊”排列。然后從C端向N端形成三股螺旋結(jié)構(gòu)。前肽部分則呈非螺旋卷曲。帶有前肽的三股螺旋膠原 稱為前膠原（procollagen）。前膠原 到細(xì)胞外后前肽被蛋白酶切除。膠原變性后不能自然復(fù)性重新形成三股螺旋結(jié)構(gòu)， 是成熟膠原 的肽鏈不含前肽，故而不能再進(jìn)行“對齊”排列。 前鏈在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中形成三股螺旋之前于脯氨酸及賴氨酸殘基上進(jìn)行羥基化修飾，羥基化反應(yīng)是在與膜結(jié)合的羥基化酶的催化下進(jìn)行的。維生素C是羥基化酶所必需的輔助因子。維生素C缺乏導(dǎo)致膠原的羥化反應(yīng)不能充分進(jìn)行，不能形成正常的前膠原，結(jié)果非羥化的前鏈在細(xì)胞內(nèi)被降解。因而， 膳食中缺乏維

24、生素C可導(dǎo)致、肌腱、皮膚變脆，易，稱為壞血病。2013-09-12膠原的組織不同的組織擁有特定的膠原種類，和膠原排列、連接方式等，以適應(yīng)特定的功能。膠原的組織方式與類有關(guān)。膠原的細(xì)胞和膠原的種蝌蚪皮膚膠原類似膠合板樣排列。在成骨中及角膜中也有類似的結(jié)構(gòu)。213.2 彈性蛋白（elastin） 結(jié)構(gòu)：彈性蛋白是高度疏水的非糖基化蛋白。由二種類型短肽段 交替排列。一種是疏水短肽賦予以彈性；另一種短肽為 富丙氨酸及賴氨酸殘基的螺旋，負(fù)責(zé)在相鄰間形成交聯(lián)。 彈性蛋白的氨基酸組成似膠原，也富于甘氨酸及脯氨酸，但很少 含羥脯氨酸，不含羥賴氨酸，沒有膠原特有的Gly-X-Y序列，故不形成規(guī)則的三股螺旋結(jié)構(gòu)。

25、彈性蛋白間的交聯(lián)比膠原更復(fù)雜。通過賴氨酸殘基參與的交聯(lián)形成富于彈性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，原膠原連 接的賴氨酸氧化酶也參與彈性蛋白的交聯(lián)。 功能：彈性蛋白組成的賦予組織以彈性，與拉伸能力強的組織中(如脈管壁、肺部組織，少量于皮膚、肌鍵、疏松結(jié)締組織）。2013-09-12223.3 糖胺聚糖與蛋白聚糖3.3.1 糖胺聚糖（glycosaminoglycan，GAG） 結(jié)構(gòu)：GAG是由重復(fù)二糖 的無分枝長鏈多糖。其二糖 通常由氨基已糖（氨基葡萄糖或氨基半乳糖）和糖醛酸組成，但硫酸角質(zhì)素中糖醛酸由半乳糖代替。 種類：糖胺聚糖依組成糖基、連接方式、硫酸化程度及位置的不同可 分為六種，即：透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、硫

26、酸皮膚素、硫酸乙酰肝素、肝素、硫酸角質(zhì)素。 功能：除透明質(zhì)酸及肝素外，其他幾種糖胺聚糖均不游離，而與蛋白質(zhì)共價結(jié)合蛋白聚糖。含負(fù)電荷較多，在基質(zhì)中形成膠體，產(chǎn)生彭壓，賦予組織抗壓能力，并使細(xì)胞易于運動和遷移。透明 質(zhì)酸在關(guān)節(jié)中其 滑作 。狗的主動脈管外縱行排列的彈性網(wǎng)(K.S. Haas.)彈性蛋白結(jié)構(gòu)模型2013-09-1223 透明質(zhì)酸（hyaluronic acid,HA）是唯一不發(fā)生硫酸化的氨基聚糖，其糖鏈特別長。糖胺聚糖一般由不到300個單糖基組成，而HA可含10萬個糖基。在溶液中HA 呈無規(guī)則卷曲狀態(tài)。如果強行伸長，其 長度可達(dá)20m。HA整個全部由葡萄糖醛酸及乙酰氨基葡萄糖二糖重

27、復(fù)排列。由于HA表面有大量帶負(fù)電荷的親水性基團(tuán)，可結(jié)合大量水，因而即使?jié)舛群艿鸵材苄纬烧吵淼哪z體，占據(jù)很大的空間，產(chǎn)生膨壓。 細(xì)胞表面的HA受體為CD44及其同源，所有能結(jié)合HA的都具相似的結(jié)構(gòu)域。 HA雖不與蛋白質(zhì)共價結(jié)合，但可與許多種蛋白聚糖的蛋白質(zhì)及連接蛋白質(zhì)借非共價鍵結(jié)合而參加蛋白聚糖多聚體的，在軟骨基質(zhì)中尤其如此。硫酸皮膚素 iduronic acid，糖醛酸。硫酸和羧基使其帶大量負(fù)電荷。主要糖胺聚糖結(jié)構(gòu)及分布氨基聚糖二糖硫酸基分布組織透明質(zhì)酸葡萄糖醛酸，N-乙酰葡萄糖0結(jié)締組織 皮膚 軟骨體 滑液硫酸軟骨素葡萄糖醛酸，N-乙酰半乳糖0.2-2.3軟骨 角膜 骨 皮膚 動脈硫酸皮膚素

28、葡萄糖醛酸或糖醛酸，N-乙酰葡萄糖1.0-2.0皮膚心 心瓣膜硫酸乙酰肝素葡萄糖醛酸或糖醛酸，N-乙酰葡萄糖0.2-3.0肺 動脈 細(xì)胞表面肝素葡萄糖醛酸或糖醛酸，N-乙酰葡萄糖2.0-3.0肺 肝 皮膚 肥大細(xì)胞硫酸角質(zhì)素半乳糖，N-乙酰葡萄糖0.9-1.8軟骨 角膜 椎間盤2013-09-1224蛋白聚糖結(jié)構(gòu)。Xylose，木糖。蛋白聚糖復(fù)合體結(jié)構(gòu)示意圖： 蛋白聚糖通過連接蛋白與透 明質(zhì)酸結(jié)合在一起。3.3.2 蛋白聚糖（proteoglycan） 結(jié)構(gòu)：蛋白聚糖是糖胺聚糖（除透明質(zhì)酸外）與質(zhì)網(wǎng)上的蛋白質(zhì)的絲氨酸殘基可在蛋白的共價結(jié)合物。內(nèi)中裝配上糖胺聚糖鏈。 蛋白糖基化過程：通過逐個轉(zhuǎn)移

29、糖基首先由四糖組成的連接橋（Xyl 木糖-Gal-Gal-GlcUA），然后再延長糖鏈，并對所的重復(fù)二糖進(jìn)行 硫酸化等修飾。一個蛋白質(zhì)上可以連接1至100個以上GAG鏈。與一個蛋白質(zhì)相連的GAG鏈可以是同種或不同種的。 蛋白聚糖多聚體：許多蛋白聚糖單體常借助連接蛋白以非共價鍵與透明質(zhì)酸 形成多聚體。蛋白質(zhì)的N端序列與CD44結(jié)合透明質(zhì)酸的結(jié)構(gòu)域具有同 源性，故亦屬透明質(zhì)酸粘素。多聚體的量可達(dá)108KD以上，體積可超過細(xì)菌。如軟骨的Aggrecan，其GAG主要是硫酸軟骨素，但還有硫酸角質(zhì)素。 功能：蛋白聚糖以單或多聚體行使其功能，軟骨中蛋白聚糖多聚體賦予其凝膠樣特性和抗變形能力，其含量不足或代

30、謝可引起長骨發(fā)育不良，四肢短小。蛋白聚糖可與多種生長因子結(jié)合，有利于細(xì)胞表面受體結(jié)合這些激素。2013-09-1225纖粘連蛋白的結(jié)構(gòu)模型、 結(jié)構(gòu)：各種纖粘連蛋白均由相似的亞組成。由二條相似的肽鏈在 C端借二硫鍵聯(lián)成的V字形二聚體。細(xì)胞纖粘連蛋多聚體。在人體中目前已鑒定的纖粘連蛋白亞就有20種以上。它們都是由同一編碼的產(chǎn)物。轉(zhuǎn)錄后由于拼接上的不同而形成多種異型。每 條纖粘連蛋白肽鏈約含2450個氨基酸殘基，整個肽鏈由三種類型（ 、）的模塊重復(fù)排列。具有57個有特定功能的結(jié)構(gòu)域，由對蛋白酶敏感的肽段連接。這些結(jié)構(gòu)域中有些能與其它胞外基質(zhì)結(jié)合， 使細(xì)胞外基質(zhì)形絡(luò)；有些能與細(xì)胞表面的受體結(jié)合，使細(xì)胞

31、附著 在胞外基質(zhì)上。 纖粘連蛋白肽鏈中的一些短肽序列可被細(xì)胞表面的各種纖粘連蛋白受體識別與結(jié)合。如，在肽鏈的與細(xì)胞相結(jié)合的模塊中RGD（Arg-Gly-Asp）序列，為與細(xì)胞表面整聯(lián)蛋白識別與結(jié)合的部位?；瘜W(xué)的RGD三肽可抑制細(xì)胞在纖粘連蛋白基質(zhì)上粘附。 細(xì)胞纖粘連蛋白通過細(xì)胞表面受體指導(dǎo)，使間通過二硫鍵相互交 聯(lián)，組裝成。這種只于某些細(xì)胞（如成細(xì)胞）表面。 功能：使部分胞外基質(zhì)（膠原、糖胺聚糖、蛋白聚糖等） ，錨定細(xì)胞于胞外基質(zhì)上，促使細(xì)胞遷移，凝血（結(jié)合血 蛋白）及創(chuàng)傷修復(fù)。3.4 纖粘連蛋層粘連蛋白 纖粘連蛋 層粘連蛋白是細(xì)胞外介導(dǎo)胞外基質(zhì)間及胞外基質(zhì)間與細(xì)胞間連接的兩種糖蛋白，蛋白結(jié)構(gòu)

32、中有多個結(jié)合不同胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu)域，并有RGD 序列，是細(xì)胞膜上整聯(lián)蛋白結(jié)合位點。3.4.1 纖粘連蛋白（fibronectin，F(xiàn)N） 纖粘連蛋白是一種大型的糖蛋白， 含糖4.59.5，纖粘連蛋 細(xì)胞連接到細(xì)胞外基質(zhì)上。纖粘連蛋白以可溶形式 于血漿及各種體液中（血漿纖粘連蛋白）；以不溶形式于細(xì)胞外基質(zhì)及細(xì)胞表面（細(xì)胞纖粘連蛋白） 。纖粘連蛋白將細(xì)胞連接到細(xì)胞外基質(zhì)上2013-09-12263.4.2 層粘連蛋白（laminin，LN）。層粘連蛋白的結(jié)構(gòu)模型： heparan乙酰肝素， neurite神經(jīng)軸突，entactin巢蛋白。 結(jié)構(gòu)：層粘連蛋白由一條重鏈（）和二條輕鏈（、）借二硫鍵交聯(lián)而

33、成，外形呈十字形。層粘連蛋白中至少8個與細(xì)胞結(jié)合的位點。如在長臂上有IKVAV五肽序列可與神經(jīng)細(xì)胞結(jié)合，并促進(jìn)神經(jīng)生長鏈上的RGD序列可與整聯(lián)蛋白結(jié)合。 現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)7種層粘連蛋白 ，8種亞 （1, , ,1,2,3,1,2）分別由8個結(jié)構(gòu) 編碼。 層粘連蛋白是含糖量很高（占15-28）的糖蛋白，具有50條左右N連接的糖鏈。層粘連蛋白的多種受體是識別與結(jié)合其糖鏈結(jié)構(gòu)的。 功能：層粘連蛋白主要分布于胚胎和基膜中。連接胞外基質(zhì)組成基膜并使細(xì)胞連接在基質(zhì)上。纖連蛋白二聚體結(jié)構(gòu)示意圖：兩個的C端通過兩個二硫鍵連接在一起形成二聚體，每個折疊后形成5-6個結(jié)構(gòu)域，每個結(jié)構(gòu)域結(jié)合特異的或者細(xì)胞。2013-09-

34、1227基膜分子結(jié)構(gòu)模型： 中箭頭表示兩者可直接連接。雞胚角膜中的基膜： ，上皮細(xì)胞，多數(shù)已被除去； ，基膜； ，基膜下結(jié)締組織膠原纖維網(wǎng)，與基膜下表面相互連接。（B(P D Yurchenco and J C Schittny)EBLCRobert Trelstad )IV 型膠原組裝成的多層是基膜的支架。(Based on P D Yurchenco)3.5 基膜基膜三種組織方式：1，圍在特定細(xì)胞周圍（如肌細(xì)胞）；2，位于上皮層細(xì)胞之下；3，介于兩層細(xì)胞之間（如在腎小球中） 基膜是上皮細(xì)胞下方一層柔軟的特化的細(xì)胞外基質(zhì)，也于肌肉、脂肪、內(nèi)皮細(xì)胞和細(xì)胞（schwann cell，一種神經(jīng)元髓鞘外神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞）周圍。 結(jié)構(gòu)：基膜中除層粘連蛋型膠原外，還具有巢蛋白（entactin）、基膜蛋白聚糖 （perlecan）、飾膠蛋白聚糖（decorin）等多種蛋白，其中層粘連蛋白與巢蛋白形成1:1緊密結(jié)合的復(fù)合物，并通過巢蛋白與型膠原結(jié)合。 功能：基膜起支撐、保護(hù)、過濾（腎中）和 不同組織細(xì)胞作用 ，還具有決定細(xì)胞的極性，影響細(xì)胞的代謝、存活、遷移、增殖和分化功能。2013-09-12。283.6 細(xì)胞外被 有些動物