細(xì)胞生物學(xué)課件

1、細(xì)胞生物學(xué)主講 余曉麗 第一章 緒論n第一節(jié)第一節(jié) 細(xì)胞生物學(xué)研究細(xì)胞生物學(xué)研究 的內(nèi)容與現(xiàn)狀的內(nèi)容與現(xiàn)狀n一、細(xì)胞生物學(xué)是現(xiàn)代生命科學(xué)的重要基礎(chǔ)學(xué)科n 細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞生物學(xué)：是在顯微、亞顯微與分子水平等不同層次上研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)、功能及生命 活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。n 細(xì)胞生物學(xué)研究的對(duì)象是細(xì)胞。n 細(xì)胞分子生物學(xué)是當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展的主要方向。n 細(xì)胞生物學(xué)研究的主要內(nèi)容是 細(xì)胞的形態(tài)與結(jié)構(gòu)、代謝與調(diào)控、增殖分化、遺傳變異、衰老與死亡、起源與進(jìn)化、興奮與運(yùn)動(dòng)以及細(xì)胞的傳遞等。 二、細(xì)胞生物學(xué)的主要研究內(nèi)容二、細(xì)胞生物學(xué)的主要研究內(nèi)容 大致可分為以下幾 個(gè)方面： (一)細(xì)胞核、染色體以及基因表達(dá)的研究

2、(二)生物膜與細(xì)胞器的研究 (三)細(xì)胞骨架體系的研究 (四)細(xì)胞增殖及其調(diào)控 （五)細(xì)胞分化及其調(diào)控 (六)細(xì)胞的衰 老與程序死亡 (七)細(xì)胞的起源進(jìn)化 (八)細(xì)胞工程n 細(xì)胞生物學(xué)不同于細(xì)胞學(xué)主要表現(xiàn)在：第一，深刻性。它從細(xì)胞整體結(jié)構(gòu)，超微結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)對(duì)細(xì)胞進(jìn)行剖析，并把細(xì)胞生命活動(dòng)同分子水平和超分子水平聯(lián)系起來。第二，綜合性。這所研究的內(nèi)容廣泛涉及到許多學(xué)科領(lǐng)域，同生理學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)、發(fā)育生物學(xué)等融合到一起。n三、當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究的總體趨勢與重點(diǎn)領(lǐng)域三、當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究的總體趨勢與重點(diǎn)領(lǐng)域n（一）當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究中的三大基本問題n1、細(xì)胞內(nèi)的基因組是如何在時(shí)間與空間上有序表達(dá)

3、的？n2、基因表達(dá)的產(chǎn)物如何逐級(jí)裝配成基本結(jié)構(gòu)體系及各種細(xì)胞器？n n3、基因表達(dá)的產(chǎn)物如何調(diào)節(jié)細(xì)胞最重要的生命活動(dòng)過程的？n（二）當(dāng)前細(xì)胞基本生命活動(dòng)研究的若干重大課題n1、染色體DNA與蛋白質(zhì)相互作用關(guān)系主要是非組蛋白對(duì)基因組的作用。n2、細(xì)胞增殖、分化、凋亡（程序性死亡）的相互關(guān)系及調(diào)控n3、細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)的研究 n 4、細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的裝配 第二節(jié) 細(xì)胞學(xué)與細(xì)胞生物學(xué) 發(fā)展簡史n一、細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)一、細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)n 英國學(xué)者胡克于1665年制造了第一臺(tái)有科研價(jià)值的顯微鏡，第一次描述了植物細(xì)胞的構(gòu)造，細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)是在1665年。16771683年，荷蘭人列文胡克用自己設(shè)計(jì)好的顯微鏡第一次觀察到活細(xì)胞

4、。n二、細(xì)胞學(xué)說的建二、細(xì)胞學(xué)說的建 立及其意義立及其意義n 1、建立： 18381839年德國植物學(xué)家施萊登和動(dòng)物學(xué)家施旺提出：一切植物、動(dòng)物都是由細(xì)胞組成的，細(xì)胞是一切動(dòng)植物的 基本單位，這就是著名的“細(xì)胞學(xué)說”。2、細(xì)胞學(xué)說的基本內(nèi)容：一切有機(jī)體都是由細(xì)胞發(fā)育而來的，并由細(xì)胞和細(xì)胞產(chǎn)物所構(gòu)成；每個(gè)細(xì)胞是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的單位，執(zhí)行特定的功能；細(xì)胞只能通過細(xì)胞分裂而來。 三、細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時(shí)期三、細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時(shí)期 這一時(shí)期的研究方法，主要是顯微鏡下形態(tài)的描述。1、原生質(zhì)理論的提出；2、細(xì)胞分裂的研究；3、重要細(xì)胞器的發(fā)現(xiàn)。 四、實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)與細(xì)胞學(xué)的分支及其發(fā)展 1876年O Hertwig以細(xì)胞

5、為基礎(chǔ)，對(duì)所有生物現(xiàn)象作一般性綜合，他采用實(shí)驗(yàn)的方法研究海膽和蛔蟲 發(fā)育中的核 質(zhì)關(guān)系，實(shí)際上創(chuàng)立了實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)。從此，實(shí)驗(yàn)的方法得到廣泛的應(yīng)用，使細(xì)胞學(xué)得到迅速的發(fā)展。 隨著對(duì)細(xì)胞 認(rèn)識(shí)的深入，開始了對(duì)細(xì)胞的遺傳、細(xì)胞器功能、細(xì)胞生化代謝及生理的研究，于是便以細(xì)胞 為中心，發(fā)展起來一些新興學(xué)科，如細(xì)胞遺傳學(xué)、細(xì)胞生理學(xué)、細(xì)胞化學(xué)。五、細(xì)胞生物學(xué)學(xué)科的形成與發(fā)展五、細(xì)胞生物學(xué)學(xué)科的形成與發(fā)展 細(xì)胞生物學(xué)的形成的基礎(chǔ)是：細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的研究；細(xì)胞生物化學(xué)的發(fā)展；70年代以來分子生物學(xué)的概念與技術(shù)引入細(xì)胞學(xué)。概括地說，細(xì)胞生物學(xué)是以細(xì)胞作為一切有機(jī)體進(jìn)行生命活動(dòng)的基本單位，在各個(gè)層次上（顯微、亞顯微、

6、分子水平）研究細(xì)胞生命活動(dòng)規(guī)律的學(xué)科。 其主要發(fā)展方向是細(xì)胞分子生物學(xué)。n 思考題n1、細(xì)胞學(xué)說的基本內(nèi)容是什么？恩格斯對(duì)細(xì)胞學(xué)說評(píng)價(jià)很高，為什么？P9n2、細(xì)胞生物學(xué)與經(jīng)典細(xì)胞學(xué)有什么區(qū)別？n3、當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究的熱點(diǎn)課題中你最感受興趣的是哪些？為什么？第二章 細(xì)胞基本知識(shí)概念第一節(jié) 細(xì)胞的基本概念一、細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位一、細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位 細(xì)胞是有膜包圍的能進(jìn)行獨(dú)立繁殖的最小原生質(zhì)團(tuán)，簡單地說細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位?？梢詮囊韵陆嵌热ダ斫猓杭?xì)胞是構(gòu)成有機(jī)體的基本單位；細(xì)胞是 有 是代謝與功能的基本單位，有嚴(yán)格自動(dòng)控制的代謝體系，并且有保證完成生命過程有序性的獨(dú)立的結(jié)構(gòu)裝置。

7、有機(jī)體的生長發(fā)育是依靠細(xì)胞增殖、分化與凋亡來實(shí)現(xiàn)的。細(xì)胞是有機(jī)體生長發(fā)育的基礎(chǔ)；細(xì)胞具有遺傳的全能性（除少數(shù)特化細(xì)胞），是遺傳的基本單位。 二、細(xì)胞的基本共性二、細(xì)胞的基本共性 細(xì)胞的基本共性有：所有細(xì)胞都有細(xì)胞膜；所有細(xì)胞都有DNA與RNA；細(xì)胞都有核糖體；細(xì)胞都以一分為二的方式分裂增殖。這些是細(xì)胞結(jié)構(gòu)與生存不可缺少的基礎(chǔ)。 第二節(jié) 非細(xì)胞形態(tài)的生命體病毒及 其與細(xì)胞的關(guān)系一、病毒的基本知識(shí)一、病毒的基本知識(shí) 病毒是由一個(gè)核酸分子(DNA或RNA)與蛋白質(zhì)構(gòu)成的非細(xì)胞形態(tài)的生命體。類病毒僅由一個(gè)有感染性的RNA構(gòu)成。朊病毒僅由有感染性的蛋白質(zhì)構(gòu)成。病毒是完整的寄生物。 根據(jù)核 酸類型不同，病

8、毒 可分為DNA病毒與RNA病毒。依據(jù)宿主可分為動(dòng)物病毒、植物病毒和細(xì)菌病毒（噬菌體）等。二、病毒在細(xì)胞內(nèi)的增殖（復(fù)制）、病毒在細(xì)胞內(nèi)的增殖（復(fù)制） 病毒的增殖又稱病毒的復(fù)制，病毒的增殖必須在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行。 病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)分別復(fù)制病毒核酸與翻譯病毒蛋白，然后將核酸與蛋白裝配成病毒的基本結(jié)構(gòu)。其復(fù)制過程大到可分為： 侵染，脫去衣殼，早基因的復(fù)制與表達(dá)，晚基因的復(fù)制、結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的合成，裝配、成熟與釋放等過程。三、病毒與細(xì)胞在起源和進(jìn)化中的關(guān)系三、病毒與細(xì)胞在起源和進(jìn)化中的關(guān)系 病毒可能是細(xì)胞在特定條件下“扔出”的一個(gè)基因組，或者是具有復(fù)制與轉(zhuǎn)錄能力的mRNA。這些游離的基因組只有回到它們?cè)瓉淼募?xì)胞

9、內(nèi)環(huán)境中才能進(jìn)行復(fù)制與轉(zhuǎn)錄。第三節(jié) 原核細(xì)胞與古核細(xì)胞n 種類繁多的細(xì)胞可以分為原核細(xì)胞與真核細(xì)胞兩類大類。n 近年有些生物學(xué)家建議將生物劃分原核生物、古核生物和真核生物三大界，將細(xì)胞相應(yīng)分為三大類型：原核細(xì)胞、古核細(xì)胞與真核細(xì)胞。 n 原核細(xì)胞無典型的細(xì)胞核，其基本特點(diǎn)：遺傳物質(zhì)僅由一個(gè)裸露的環(huán)狀DNA構(gòu)成；細(xì)胞內(nèi)沒有分化出以膜為基礎(chǔ)的細(xì)胞器與細(xì)胞核膜。n 原核細(xì)胞大約出現(xiàn)在35億年前，包括支原體、衣原體、立克次體、細(xì)菌、放線菌及藍(lán)藻(藍(lán)細(xì)菌)等6類。 一、支原體一、支原體 支原體是目前發(fā)現(xiàn)的最小、最簡單的細(xì)胞，直徑只有0.10.3m,能在體外生長，也能寄生在細(xì)胞內(nèi)。 二、原核細(xì)胞的兩個(gè)代表

10、二、原核細(xì)胞的兩個(gè)代表細(xì)菌和藍(lán)藻細(xì)菌和藍(lán)藻 （一）細(xì)菌 細(xì)菌有3種形態(tài)：球菌、桿菌、螺旋菌。 在進(jìn)化上，細(xì)菌又可分為原細(xì)菌（古細(xì)菌）與真細(xì)菌兩類大類。 1、 細(xì)菌細(xì)胞的核 區(qū)與基因： 一個(gè)環(huán)狀的DNA分子盤繞在核區(qū)，沒有或有極少的組蛋白，無明顯的Feulgen正反應(yīng)。DNA復(fù)制不受細(xì)胞分裂周期的限制，可以連續(xù)進(jìn)行，且DNA復(fù)制、RNA轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)翻譯可以同時(shí)進(jìn)行,這是細(xì)菌乃至整個(gè)原核細(xì)胞器與真核細(xì)胞最顯著的差異之一。 2、細(xì)菌細(xì)胞的表面結(jié)構(gòu)： 主要指細(xì)胞膜、細(xì)胞壁及其特化結(jié)構(gòu)(中膜體、莢膜、鞭毛等)。細(xì)胞膜是細(xì)胞表面的重要結(jié)構(gòu)。n 細(xì)胞膜細(xì)胞膜的功能包括：選擇性地物質(zhì)運(yùn)輸；細(xì)菌細(xì)胞膜含有豐富的

11、酶系，執(zhí)行重要的代謝功能。n 中膜體中膜體由細(xì)胞膜內(nèi)陷形成，可能起DNA復(fù)制的支點(diǎn)作用。n 細(xì)胞壁細(xì)胞壁的共同成分是肽聚糖 ，革蘭氏陽性菌與陰性菌細(xì)胞壁成分與結(jié)構(gòu)差異明顯。 n 莢莢 膜膜是某些細(xì)菌表面的特殊結(jié)構(gòu)，是位于細(xì)胞壁表面的一層粘液物質(zhì)。 n 鞭鞭 毛毛是某些細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)器官，結(jié)構(gòu)簡單 n3、細(xì)菌細(xì)胞的核糖體 n 核糖體的沉降系數(shù)為70S，由50S大亞單位和30S亞單位組成。大亞單位含有23S rRNA, 5S rRNA和30多種蛋白質(zhì)，對(duì)紅霉素與氯霉素敏感；小亞單位含有16S RNA與20多種蛋白質(zhì)，對(duì)四環(huán)素與鏈霉素敏感。n4、細(xì)菌細(xì)胞核外DNAn 核外DNA：質(zhì)粒。裸露的環(huán)狀DNA，

12、能自我復(fù)制，并可整合到核DNA中。n5、細(xì)菌細(xì)胞的內(nèi)生孢子n 又稱芽孢，是對(duì)不良環(huán)境有強(qiáng)抵抗力的休眠體。n 內(nèi)生孢子：細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的重要物質(zhì)(特別是DNA)，積聚在細(xì)胞的一端，形成致密體，可度過惡劣環(huán)境。n 細(xì)菌的增殖為直接分裂。 （二）藍(lán)藻 又稱藍(lán)細(xì)菌，是原核生物，又是最簡單的自養(yǎng)植物類型之一。 藍(lán)藻含有豐富的色素，可進(jìn)行類似高等植物的光合作用。 其中央相當(dāng)于細(xì)菌的核區(qū)；光合作用片層由藻膽蛋白構(gòu)成，作用是將光能傳遞給葉綠素a；細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含物有的是儲(chǔ)存的養(yǎng)料，有的功能不詳；細(xì)胞膜外有細(xì)胞壁和膠質(zhì)層(鞘)。 三、原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較三、原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較 原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的根本區(qū)別：細(xì)胞

13、膜系統(tǒng)的分化演變；遺傳信息量與遺傳裝置的擴(kuò)增與復(fù)雜化。由于上述的根本差異，真核細(xì)胞的體積也相應(yīng)擴(kuò)增，細(xì)胞內(nèi)部出現(xiàn)精密的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)細(xì)胞骨架。n 二者的區(qū)別可分為兩部分進(jìn)行比較：n結(jié)構(gòu)與功能比較：真核細(xì)胞的生物膜將細(xì)胞分化為核與質(zhì)兩部分，細(xì)胞質(zhì)又分化出各種細(xì)胞器，細(xì)胞骨架又保證了細(xì)胞形態(tài)的合理排布與執(zhí)行功能的有序性n(P36 表2-2)。n細(xì)胞遺傳裝置與基因表達(dá)方式的比較：核膜使擴(kuò)增了的遺傳信息與復(fù)雜的遺傳裝置相對(duì)獨(dú)立 ，使基因表達(dá)的程序有嚴(yán)格的階段性與區(qū)域性(P36表2-3 )。n四、古核細(xì)胞（古細(xì)菌）四、古核細(xì)胞（古細(xì)菌）n 古細(xì)菌（又稱原細(xì)菌）是一些生長在極端特殊環(huán)境中（高溫或高鹽）的細(xì)菌。最

14、早發(fā)現(xiàn)的是產(chǎn)甲烷細(xì)菌類。n 古核細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)、遺傳裝置雖與原核細(xì)胞相似，但一些 基本分子生物學(xué)特點(diǎn)又與真核細(xì)胞接近?，F(xiàn)已有更多的論據(jù)說明真核生物可能起源于古核生物，論據(jù)如下：n（1）古細(xì)菌的細(xì)胞壁成分與真核細(xì)胞一樣；n（2）古核細(xì)胞DNA中有重復(fù)序列的存在；n（3）具有組蛋白；n（4）古核細(xì)胞的核糖體與真細(xì)菌的差異很大，從對(duì)抗生素的反應(yīng)看，應(yīng)更類似真核細(xì)胞的核糖體；n（5）根據(jù)對(duì)5SrRNA的分子進(jìn)化分析和二級(jí)結(jié)構(gòu)的研究，認(rèn)為古細(xì)菌與真核生物同屬一類。而真細(xì)菌卻與之差別甚遠(yuǎn)。第四節(jié) 真核細(xì)胞的基本知識(shí) 概要n一、真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)體系一、真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)體系n 1、生物膜系統(tǒng)n 細(xì)胞表面是

15、一種多功能結(jié)構(gòu)；核膜又把細(xì)胞分為細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞核。n 以生物膜系統(tǒng)為基礎(chǔ)形成了各種細(xì)胞器。線粒體、葉綠體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體及溶酶體等。n2、遺傳信息表達(dá)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)n 由 DNA蛋白質(zhì)與 RNA蛋白質(zhì)復(fù)合體形成的遺傳信息載體與表達(dá)系統(tǒng)，一般以顆?；蚶w維狀的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)存在。包括染色質(zhì)，核 仁、核糖體等。n n3、細(xì)胞骨架系統(tǒng)n 細(xì)胞骨架由特異的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)構(gòu)成網(wǎng)架系統(tǒng)，可分為胞質(zhì)骨架與核骨架。n二、細(xì)胞大水及其分析二、細(xì)胞大水及其分析n 細(xì)胞體積的守恒規(guī)律。n三、細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系三、細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系n 細(xì)胞的形態(tài)與功能具有相關(guān)性與一致性。n四、植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞的比較四、植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞

16、的比較n 植物細(xì)胞特有的細(xì)胞器：細(xì)胞壁（主要成分是纖維素）、液泡、葉綠體等； 而動(dòng)物細(xì)胞的中心粒在植物細(xì)胞中不常見到。n 思考題n1、如何理解細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位？P17n2、細(xì)胞有那些基本共性？P19n3、比較原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的主要差異？P35n4、比較植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞的主要差異？P45n5、細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能的相關(guān)性觀點(diǎn)是學(xué)習(xí)細(xì)胞生物學(xué)的重要原則之一，你是否能提出一些更有說服力的論據(jù)來說明這一問題？第三章 細(xì)胞生物學(xué)研究方法n第一節(jié) 細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀察方法n一、光學(xué)顯微鏡技術(shù)一、光學(xué)顯微鏡技術(shù)n1、普通復(fù)式光學(xué)顯微鏡技術(shù)n 普通光學(xué)顯微鏡（最大分辨率為0.2m），主要由三部分組成：光

17、學(xué)放大系統(tǒng)，即目鏡和物鏡；照 明系統(tǒng)；機(jī)械和支架系統(tǒng)。n 顯微鏡的性能優(yōu)劣決定于它的分辨率。分辨率是指顯微鏡區(qū)分開相近兩點(diǎn)的能力。 D=061N sin/2 為光源波長，為物鏡鏡口角 。 2、熒光顯微鏡技術(shù) 在紫外光顯微鏡基礎(chǔ)上發(fā)展而來，利用樣品自發(fā)熒光和誘發(fā)熒光，可以對(duì)某些生物大分子進(jìn)行定性和 定位研究。不僅可以觀察固定切片標(biāo)本，還可以在活體染色后對(duì)活細(xì)胞進(jìn)行研究。 3、激光共焦點(diǎn)掃描顯微鏡 技術(shù) 共焦點(diǎn)是 指物鏡和聚光鏡同時(shí)聚焦到同一小點(diǎn)。它 在某一瞬間只用一束通過檢測器前的小孔的光成像，可顯著提高分辨率。可以觀察較厚樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 n4、相差顯微鏡技術(shù)和微分干涉顯微鏡技術(shù)n 光線在通過

18、密度不同的介質(zhì)時(shí)，其滯留程度不同，即產(chǎn)生了光程差和相位差。相差顯微鏡 的基本原理把光程差變成振幅差(即明暗)。從而提高樣品反差，故樣品不需染色，適合觀察活細(xì)胞。甚至研究細(xì)胞核、線粒體等細(xì)胞器的動(dòng)態(tài)。它在結(jié)構(gòu)上與普通顯微鏡最大的不同是在物鏡后裝有相差板。n 微分干涉顯微鏡用的是偏振光，增加了樣品反差，并具有立體感，可作于研究活體細(xì)胞中較大的細(xì)胞器。n 錄像增差顯微鏡技術(shù)在一定程度上可以填補(bǔ)光鏡與電鏡之間分辨率上的間隙。 n 二、電了顯微鏡技術(shù)二、電了顯微鏡技術(shù)n（一）電了顯微鏡基本知識(shí)n 分辨率最終決定于光的波長，由于使用電子束作光源，電鏡的分辨率大大提高。電鏡的分辨率常常是超薄切片厚度的1/1

19、0，它的分辨率可達(dá)0.2nm，其放大倍數(shù)為106倍。n 電鏡的基本構(gòu)造包括：電子束照明系統(tǒng) ；電磁透鏡成像系統(tǒng)；真空系統(tǒng)；記錄系統(tǒng)；電源系統(tǒng)。（P52表3-1）n（二）主要電鏡制樣技術(shù)介紹人n 樣品制備技術(shù)的特殊要求：樣品要??；更好地保持樣品的精細(xì)結(jié)構(gòu)；樣品具有一定的反差。 n 主要的用于觀察生物樣品的電鏡技術(shù)有：超薄切片技術(shù)；是觀察細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。負(fù)染色技術(shù)；冷凍斷裂和冷凍蝕刻電鏡技術(shù)技術(shù)； 電鏡三維重構(gòu)技術(shù)；掃描電鏡技術(shù)（SEM）是觀察細(xì)胞表面形的有力工具。n三、掃描隧道顯微鏡三、掃描隧道顯微鏡(STM)n 是一種探測微觀世界物質(zhì)表面形貌的儀器，在納米生物學(xué)的研究領(lǐng)域具有獨(dú)特的優(yōu)越性。

20、n STM的特點(diǎn)：具有原子尺度的高分辨本領(lǐng)；可在真空、大氣、液體等條件下工作；非破壞性測量。 第二節(jié) 細(xì)胞組分的分析方法n細(xì)胞成分分析和形態(tài)學(xué)觀察相結(jié)合，可揭示生物大分子在細(xì)胞內(nèi)的構(gòu)建及功能。n一、用超速離心技術(shù)分離細(xì)胞器與生物大分一、用超速離心技術(shù)分離細(xì)胞器與生物大分子及其復(fù)合物子及其復(fù)合物n 利用多種方法使細(xì)胞崩解，形成細(xì)胞器和細(xì)胞組分的混合勻漿，再通過差速離心，即利用不同的離心速度所產(chǎn)生的不同離心力，將各種亞細(xì)胞組分和各種顆粒分開。n 差速離心與密度離心相結(jié)合可以達(dá)到精確的分離。n 細(xì)胞不同組分沉降率不同，主要依賴于它們的形狀和大小，通常以沉降系數(shù)S來表示(沉降系數(shù)是指懸浮在密度較低的溶

21、劑中的一種溶質(zhì)大分子，在每單位離 心場作用下的沉降速率)。n二、細(xì)胞內(nèi)核酸、蛋白質(zhì)、酶、糖類、脂質(zhì)等到的顯二、細(xì)胞內(nèi)核酸、蛋白質(zhì)、酶、糖類、脂質(zhì)等到的顯色方法色方法 n 原位成分分析常利用一些顯色劑與所檢物質(zhì)的特殊基團(tuán)特異性結(jié)合的特征，通過染色反應(yīng)的部位和顏色的深淺來斷某種物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的分布與含量。n 福爾根(Feulgen)反應(yīng)可特異顯示DNA的存在部位。n PAS反應(yīng)可確定多糖的存在。 n 四氧化鋨 可證明脂肪滴的存在。蘇 丹 和蘇丹 黑也常用于脂肪的鑒定。n 米倫反應(yīng)及重氮反應(yīng)等用來測定蛋白質(zhì)。n 檢測和定位酶的技術(shù)是基于細(xì)胞或組織切片與適宜底物共同孵育，通過一定方法使產(chǎn)物顯示出來 。例

22、如檢測堿性磷酸酶的格莫瑞方法。n三、特異蛋白質(zhì)抗原的定位與定性三、特異蛋白質(zhì)抗原的定位與定性n 免疫熒光和免疫電鏡是最常用的細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)定位技術(shù)。n1、免疫熒光技術(shù)n 免疫熒光技術(shù)就是將免疫學(xué)方法與熒光標(biāo)記技術(shù) 相結(jié)合研究特異蛋白質(zhì)抗原在細(xì)胞內(nèi)分布的方法。n2、免疫電鏡技術(shù)n 免疫電鏡技術(shù)使特異蛋白的定位與超 微結(jié)構(gòu)結(jié)合起來，使抗原定位更準(zhǔn)確。如蛋白分泌的研究胞內(nèi)酶 的研究；一些結(jié)構(gòu)蛋白的研究。n n四、細(xì)胞內(nèi)特異核酸的定位與定性四、細(xì)胞內(nèi)特異核酸的定位與定性n1、原位雜交技術(shù)n 用標(biāo)記的核酸探針通過分子雜交確定特殊核苷酸序列在染色體上或細(xì)胞中的位置的方法。n2、Southern技術(shù)（了解）n

23、 蛋白樣品經(jīng)電泳后，與DNA探針進(jìn)行吸附，與DNA有親合作用的蛋白帶被顯示出來。 n五、利用放射性標(biāo)記技術(shù)五、利用放射性標(biāo)記技術(shù) 研究生物大分子在細(xì)胞內(nèi)的研究生物大分子在細(xì)胞內(nèi)的合成動(dòng)態(tài)合成動(dòng)態(tài) n 放射自顯影技術(shù)是利用放射性同位素的電離輻射對(duì)乳膠的感光作用，對(duì)樣品中放射性標(biāo)記物進(jìn)行定性與定位測定。n 放射自顯影技術(shù)包括兩個(gè)主要步驟：即同位素標(biāo)記的大分子前體的摻入和細(xì)胞內(nèi)同位素所在位置的顯示。n 基本步驟為：摻入、制片、敷膠、曝光、顯影、鏡檢。n六、定量細(xì)胞化學(xué)分析技術(shù)六、定量細(xì)胞化學(xué)分析技術(shù)n1、顯微分光光度測定技術(shù)n 根據(jù)細(xì)胞內(nèi)某些物質(zhì)對(duì)光譜吸收的原理，來測定這些物質(zhì)（如核酸與蛋白質(zhì)等）在

24、細(xì)胞內(nèi)的含量。 n2、流式細(xì)胞儀n 可定量地測定某一細(xì)胞中的DNA、RNA或某一特異蛋白的含量，以及細(xì)胞群體中上述成分含量不同的細(xì)胞的數(shù)量。第三節(jié) 細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞工程與顯微操作技術(shù)n一、細(xì)胞培養(yǎng)一、細(xì)胞培養(yǎng)n 細(xì)胞培養(yǎng)就是將動(dòng)植物組織或細(xì)胞從機(jī)體取出，分散成單個(gè)細(xì)胞 或直接以單細(xì)胞 生物，給予必要的生長條件，讓其在培養(yǎng)瓶中或培養(yǎng)基上繼續(xù)生長與增殖。n（一）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)n 從機(jī)體取出立即培養(yǎng)的細(xì)胞叫原代細(xì)胞。適應(yīng)在培養(yǎng)條件下持續(xù)傳代培養(yǎng)的細(xì)胞為傳代細(xì)胞。n 通過純系化或選 擇法從原代培養(yǎng)細(xì)胞中分離出來的細(xì)胞群體叫細(xì)胞株，細(xì)胞分裂周期約限于5060次。 n從原代細(xì)胞或細(xì)胞株中獲得的可無限傳代的細(xì)胞

25、叫細(xì)胞系。n（二）植物細(xì)胞培養(yǎng)n 單倍體細(xì)胞培養(yǎng)。n 原生質(zhì)體培養(yǎng)：去壁的植物細(xì)胞叫原生質(zhì)體。可培養(yǎng)成植株或體細(xì)胞雜交植株。n（三）非細(xì)胞體系在細(xì)胞生物學(xué)研究中的作用n 來源于細(xì)胞，而不具有完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，但包含了正常生物學(xué)反應(yīng)所需的物質(zhì)（供能系統(tǒng)和酶反應(yīng)體系等）組成的體系即為非細(xì)胞體系。n二、細(xì)胞工程二、細(xì)胞工程n 應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)方法，按照預(yù)先的設(shè)計(jì)，有計(jì)劃地改變或創(chuàng)造細(xì)胞遺傳物質(zhì)的技術(shù)以及發(fā)展這種技術(shù) 的領(lǐng)域?yàn)榧?xì)胞工程。n 細(xì)胞工程所使用的技術(shù)主要是細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞分化的定向誘導(dǎo)、細(xì)胞融合和顯微注射等。n（一）細(xì)胞融合與細(xì)胞雜交技術(shù)n 真核生物的體細(xì)胞經(jīng)過培養(yǎng)，兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞融 合成一個(gè)雙核

26、 或多核細(xì)胞的過程叫細(xì)胞融合。n 動(dòng)物細(xì)胞融合一般要用滅活的病毒(如仙臺(tái)病毒)或 化學(xué)物質(zhì)(如聚乙二醇，即PEG）介導(dǎo)；植物細(xì)胞事例時(shí)，要用纖維素酶去掉纖維素壁。n 20世紀(jì)80年代又發(fā)明了電融合技術(shù)。n 細(xì)胞融合可以在基因型相同的細(xì)胞間進(jìn)行，也可以在基因型不同的種內(nèi)細(xì)胞間甚至種間細(xì)胞間進(jìn)行。n（二）單克隆抗體技術(shù)n 1975年英國學(xué)者M(jìn)ilestein等開創(chuàng)了將產(chǎn)生抗體的單 個(gè)細(xì)胞同瘤細(xì)胞雜交的技術(shù)。他們的設(shè)計(jì)是經(jīng)綿羊紅 細(xì)胞免過的小鼠脾細(xì)胞(B淋巴細(xì)胞)與骨髓瘤細(xì)胞融合，融合的雜交瘤具有兩種親本細(xì)胞的特性即可分泌抗綿 羊紅細(xì)胞的抗體，又可無限增殖。學(xué)者們紛紛利用這 一技術(shù)來制備針對(duì)不同抗原

27、的高度純一的單克隆抗體。 單克隆抗體就是單個(gè)雜交瘤細(xì)胞 增殖產(chǎn)生的克隆細(xì)胞群分泌的高度純一的抗體。n（三）細(xì)胞折合與顯微操作技術(shù)n 細(xì)胞拆合就是把細(xì)胞核與質(zhì)分離開后將不同來源的細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞核相互配合，形成核質(zhì)雜交細(xì)胞。n 顯微操作技術(shù)：即在顯微鏡下用顯微操作裝置對(duì)細(xì)胞進(jìn)行解剖和微量注射的技術(shù)。n 思考題n1、解釋名詞；細(xì)胞培養(yǎng)，細(xì)胞系，細(xì)胞株，單克隆抗體，細(xì)胞工程n2、什么叫顯微鏡分辨率？怎樣才能增加分辨率？n3、比較光鏡與電鏡的異同？n4、光學(xué)顯微鏡技術(shù)有哪些新發(fā)展？它們各有哪些突出的優(yōu)點(diǎn)？第四章 細(xì)胞膜與細(xì)胞表面第一節(jié) 細(xì)胞膜與細(xì)胞表面特化結(jié)構(gòu) 細(xì)胞膜又稱質(zhì)膜，是圍繞在細(xì)胞最外層，由膜脂和

28、膜蛋白構(gòu)成。n一、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)模型一、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)模型n1925年Gorter等人提出質(zhì)膜由雙層脂分子構(gòu)成。n1935年Danielli和Davson提出三夾板模型。n1959年Robertson提出單位膜模型。n1972年Singer和 Nicolson提出流動(dòng)鑲嵌模型。該模型主要強(qiáng)調(diào)膜的流動(dòng)性；膜蛋白的分布不對(duì)稱性；這是生物膜的基本特征。n 根據(jù)已有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，生物膜具有如下共同特征：鑲嵌性。膜的基本結(jié)構(gòu)由脂雙層分子層鑲嵌蛋白構(gòu)成，雙層脂分子以疏水性尾部相對(duì)，極性頭部朝向水 相。流動(dòng)性。蛋白質(zhì)和類脂分子具有相對(duì)側(cè)向流動(dòng)性，不對(duì)稱性。膜兩側(cè)的分子性質(zhì)和結(jié)構(gòu)不同。蛋白質(zhì)極性。多肽鏈的極性區(qū)突向

29、膜表面，非極性部位埋在脂雙層內(nèi)。n二、膜脂二、膜脂n（一）成分 膜脂主要包括磷脂、糖脂、膽固醇三種類型。 1、磷脂： 磷脂構(gòu)成了膜脂的基本成分，分為甘油磷脂和鞘磷脂。 由極性頭部和兩條疏水尾部組成，為雙極性分子。n2、糖脂：n 為鞘氨醇的衍生物。含17個(gè)糖殘基。n3、膽固醇和中性脂質(zhì)：n 膽固醇主要存在于動(dòng)物細(xì)胞，可調(diào)節(jié)膜的流動(dòng)性、增加膜的穩(wěn)定性及降低水溶性物質(zhì)的通透性。某些細(xì)菌含有中性脂類。n（二）膜脂的運(yùn)動(dòng)方式n 膜脂分子的熱運(yùn)動(dòng)方式：1、側(cè)向運(yùn)動(dòng)；2、自旋運(yùn)動(dòng)；3、尾部擺動(dòng)；4、翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。n三、膜蛋白三、膜蛋白n （一）類型n 膜蛋白可分為兩類：膜周邊蛋白和膜內(nèi)在蛋白。外在膜蛋白為水溶性

30、蛋白，分布在膜表面，與膜結(jié)合較疏松，用溫和的方法就可從膜上分離下來，膜結(jié)構(gòu)并不被破壞。內(nèi)在蛋白多為跨膜蛋白，也有些插入脂雙層中，與脂雙層分子結(jié)合緊密。只有用去垢劑使膜崩解后才可分離出。n（二）膜內(nèi)在蛋白與膜脂結(jié)合的方式n 與膜結(jié)合的主要方式有3種。n 內(nèi)在膜蛋白跨膜結(jié)構(gòu)域是與膜脂結(jié)合的主要部位。具體作用方式為：跨膜結(jié)構(gòu)域含有20個(gè)左右的疏水氨基酸殘基形成螺旋，其外部疏水側(cè)鏈通過范德華力與脂雙層分相互作用。某些螺旋的外側(cè)是n非極性鏈，內(nèi)側(cè)極性鏈，形成特異極性分子的跨膜通道。某些跨膜蛋白的跨膜結(jié)構(gòu)域常常僅有1012個(gè)氨基酸殘基形成 折疊結(jié)構(gòu)。 （三）去垢劑n 是分離與研究膜蛋白的常用試劑，可使細(xì)胞

31、膜分解。n 去垢劑有離子型去垢劑(如SDS)和非離子去垢劑(Triton x100)。n四、膜的流動(dòng)性四、膜的流動(dòng)性n（一）膜脂的流動(dòng)n 膜脂的流動(dòng)性主要指脂分子的側(cè)向運(yùn)動(dòng)。n（二）膜蛋白的流動(dòng) n五、膜的不對(duì)稱性五、膜的不對(duì)稱性n（一）細(xì)胞膜各部分的名稱n（二）膜脂的不對(duì)稱性n 是指膜脂分子在膜的脂雙層中呈不均勻分布。糖脂的分布表現(xiàn)出完全不對(duì)稱性。n（三）膜蛋白的不對(duì)稱性n 膜蛋白的不對(duì)稱性是指每種膜蛋白分子在細(xì)胞膜上都具有明確的方向性。n 各種生物膜的特征及其生物學(xué)功能主要由膜蛋白來決定的。n六、細(xì)胞膜的功能六、細(xì)胞膜的功能n 細(xì)胞質(zhì)膜的主要功能：n為細(xì)胞的生命活動(dòng)提供相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境；n

32、選擇性的物質(zhì)運(yùn)輸并伴隨著能量的傳遞；n細(xì)胞識(shí)別與信息傳遞；n為多種酶提供結(jié)合位點(diǎn)；n介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞、細(xì)胞與基質(zhì)這間的連接；n參與形成細(xì)胞表面特化結(jié)構(gòu)。n七、骨架與細(xì)胞表面的特化結(jié)構(gòu)七、骨架與細(xì)胞表面的特化結(jié)構(gòu)n 細(xì)胞表面的特化結(jié)構(gòu)包括膜骨架、鞭毛、纖毛、變形足和微絨毛等，它們都是細(xì)胞質(zhì)膜與膜內(nèi)細(xì)胸骨架纖維形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，分別于維持細(xì)胞的形態(tài)、細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞與環(huán)境的物質(zhì)交換等功能有關(guān)。n（一）膜骨架n 膜骨架是指細(xì)胞質(zhì)膜下與膜蛋白相連的由纖維蛋白組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，它參與維持細(xì)胞質(zhì)膜的形狀并協(xié)助完成多種功能。n 紅細(xì)胞的膜骨架成分主要包括：血影蛋白、肌動(dòng)蛋白、錨蛋白、帶4.1蛋白等。n(二）紅細(xì)胞

33、質(zhì)膜蛋白及膜骨架 n 膜骨架蛋白網(wǎng)絡(luò)與細(xì)胞膜之間的連接主要通過錨蛋白。此外，帶4.1蛋白還可以與血型糖蛋白或帶3蛋白結(jié)合，起到與質(zhì)膜連接的作用。第二節(jié) 細(xì)胞連接n 細(xì)胞連接是多細(xì)胞有機(jī)體中相鄰細(xì)胞之間通過質(zhì)膜相互聯(lián)系、協(xié)同作用的重要結(jié)構(gòu)。主要有3種類型：n一、封閉連接一、封閉連接n 封閉連接的主要形式是緊密連接。n 緊密連接存在于上皮細(xì)胞之間，通過嵴線使相鄰細(xì)胞質(zhì)膜緊靠在一起，可阻止可溶性物質(zhì)沿細(xì)胞間隙滲入體內(nèi)。同時(shí)還起到膜蛋白的隔離作用。n二、錨定連接二、錨定連接n 錨定連接使相鄰細(xì)胞的骨架系統(tǒng)或?qū)⒓?xì)胞與基質(zhì)相連形成 一個(gè)堅(jiān)挺有序的群體。（一）橋粒與半橋粒 橋粒在細(xì)胞之間形成紐扣式的結(jié)構(gòu)將相

34、鄰細(xì)胞鉚接在一起，同時(shí)也是細(xì)胞內(nèi)中等纖維的錨定位點(diǎn)。橋粒相鄰細(xì)胞質(zhì)膜的間隙約30nm。在質(zhì)膜的胞質(zhì)面有一致密斑，中間纖維直接與其相連。相鄰兩細(xì)胞的致密斑由跨膜連接糖蛋白連接。 （二）粘合帶與粘合斑 粘合帶位于上皮組織的下方，相鄰細(xì)胞間形成一個(gè)連續(xù)的帶狀結(jié)構(gòu)。粘合帶處相鄰細(xì)胞質(zhì)膜的間隙約1520nm。與粘合帶相連的是微絲（又稱肌動(dòng)蛋白纖維），在細(xì)胞中形成平行質(zhì)膜的可收縮的纖維束。 粘合斑是肌動(dòng)蛋白纖維與細(xì)胞外基質(zhì)的連接方式。在粘合斑處，跨膜連接糖蛋白向外通過纖粘連蛋白與胞外 基質(zhì)結(jié)合，其胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域則通過微絲結(jié)合蛋白與肌動(dòng)蛋白纖維結(jié)合。 粘合帶及粘合斑均起細(xì)胞附著與支持作用。三、通訊連接三、通訊連

35、接 （一）間隙連接 間隙連接相鄰處質(zhì)膜間的間隙為23nm。連接的基本單位是連接子。連接子由6個(gè)相同或類似的跨膜蛋白亞單位環(huán)繞。形成直徑越1.5nm的孔道。相鄰細(xì)胞質(zhì)膜上的兩個(gè)連接子相對(duì)形成間隙連接單位。 間隙連接在細(xì)胞間代謝耦聯(lián)和細(xì)胞通訊中具有重要作用。 （二）胞間連絲 高等植物細(xì)胞之間通過胞間連絲相互連接，完成細(xì)胞通訊聯(lián)絡(luò)。n（三）化學(xué)突觸n 化學(xué)突觸是存在于可興奮細(xì)胞之間的細(xì)胞連接方式，它通過釋放神經(jīng)遞質(zhì)來傳導(dǎo)神經(jīng)沖動(dòng)。n四、細(xì)胞表面的粘著因子（了解）四、細(xì)胞表面的粘著因子（了解）n 細(xì)胞與細(xì)胞之間的粘連是由特定的細(xì)胞粘著因子鈣粘素等介導(dǎo)的，細(xì)胞之間的錨定連接也需要粘著因子鈣粘素與整聯(lián)蛋白

36、等參與。n 粘著因子均為整合膜蛋白，在胞內(nèi)與細(xì)胞骨架成分相連。多數(shù)要依賴Ca2+或Mg2+才起作用，少數(shù)不需要Ca2 。n1、鈣粘素n 同親性依賴Ca2+的細(xì)胞粘連糖蛋白，對(duì)胚胎發(fā)育中的細(xì)胞識(shí)別、遷移和組織分化以及成體組織器官構(gòu)成具有主要作用。目前已發(fā)現(xiàn)幾十種鈣粘素，如E鈣粘素、P鈣粘素等。2、選擇素 異親性依賴于Ca2+的糖蛋白，主要參與白細(xì)胞與脈管內(nèi)皮細(xì)胞之間的識(shí)別與粘著。3、免疫球蛋白超家族的CAM 分子結(jié)構(gòu)中具有與免疫球蛋白類似的結(jié)構(gòu)域CAM超家族。其粘著作用不依賴于Ca2+。其中了解最多的為NCAMs，它在神經(jīng)組織細(xì)胞間的粘著中起主要作用。4、整聯(lián)蛋白 一類重要的細(xì)胞粘著因子，是由和

37、兩個(gè)亞基形成的異源二聚體糖蛋白。介導(dǎo)細(xì)胞與基質(zhì)、細(xì)胞與細(xì)胞之間的粘著。第三節(jié) 細(xì)胞外被與細(xì)胞外基質(zhì)n 細(xì)胞外被(cell coat)又叫糖萼。一般指動(dòng)物細(xì)胞外表由糖蛋白或糖脂構(gòu)成的絨絮狀物質(zhì)。起保護(hù)細(xì)胞和識(shí)別細(xì)胞的作用。 n 細(xì)胞外基質(zhì)是指分布于細(xì)胞外空間，由細(xì)胞分泌的確良蛋白和多糖所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，它將細(xì)胞粘連在一起構(gòu)成組織，在細(xì)胞中或組織之間起支持作用。n 細(xì)胞外基質(zhì)的基本成分是由膠原蛋白和彈性蛋白組成的蛋白纖維和由糖胺聚糖形成的水合膠體構(gòu)成的復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系。層粘連蛋白和纖粘連蛋白具有多個(gè)結(jié)合位點(diǎn)，在細(xì)胞與胞外基質(zhì)成分相互粘著中起重要作用。 一、膠原一、膠原 1、膠原的類型及分子結(jié)構(gòu)n 膠

38、原是胞外基質(zhì)最基本成分之一，是動(dòng)物體內(nèi)含量最豐富的蛋白，目前已發(fā)現(xiàn)20種。型膠原是形成纖維的膠原，型纖維為片狀(或網(wǎng)狀)結(jié)構(gòu)，基膜所特有。n 膠原纖維的基本分子結(jié)構(gòu)是原膠原。原膠原由3條多肽連盤繞成3股螺旋結(jié)構(gòu)，長300nm直徑1.5nm，具有Glyxy重復(fù)序列。n2、膠原的功能n 膠原在細(xì)胞外基質(zhì)中含量最高，剛性和抗張力強(qiáng)度最大，構(gòu)成細(xì)胞外基質(zhì)的骨架結(jié)構(gòu)，對(duì)細(xì)胞具有粘連作用。n 膠原基質(zhì)能影響培養(yǎng)細(xì)胞的生長和分化。二、糖胺聚糖和蛋白聚糖二、糖胺聚糖和蛋白聚糖 A1、糖胺聚糖 糖胺聚糖由重復(fù)的氨基已糖+糖醛酸二糖單位構(gòu)成的長鏈多糖?？煞譃?類。如透明質(zhì)酸、肝素等。 透明質(zhì)酸是一種重要的糖氨聚糖

39、是細(xì)胞增殖和遷移細(xì)胞胞外基質(zhì)的主要成分，尤其在胚胎組織中。在胞外基質(zhì)中，透明質(zhì)酸使結(jié)締具有抗壓能力。2、蛋白聚糖 蛋白聚糖是由糖胺聚糖與核心蛋白的絲氨酸殘基共價(jià)連接形成的分子，這樣的單體可借連接蛋白以非共價(jià)鍵與透明質(zhì)酸結(jié)合形成多聚體。 三、層粘連蛋白和纖粘連蛋白三、層粘連蛋白和纖粘連蛋白 這兩種蛋白均為高分子量糖蛋白。1、層粘連蛋白 層粘連蛋白是動(dòng)物組織基膜的主要結(jié)構(gòu)組分，對(duì)基膜基質(zhì)的組裝起關(guān)鍵作用，可介導(dǎo)細(xì)胞粘著于膠原進(jìn)而鋪展，并促進(jìn)細(xì)胞生長。 通常細(xì)胞不直接與型膠原或蛋白聚糖結(jié)合，而是通過層粘連蛋白將細(xì)胞錨定于基膜上。2、纖粘連蛋白 纖粘連蛋白的主要功能是介導(dǎo)細(xì)胞粘著。 四、彈性蛋白四、彈

40、性蛋白 彈性蛋白是彈性纖維的主要成分。彈性纖維與膠原纖維共同存在，分別賦予組織以彈性及抗張性。五、植物細(xì)胞壁五、植物細(xì)胞壁 植物細(xì)胞壁可看作是高等植物細(xì)胞的胞外基質(zhì)，主要成分是纖維素、半纖維素、果膠質(zhì)、伸展蛋白和蛋白聚糖等。細(xì)胞壁不僅起支持保護(hù)作用，而且其中的某些寡糖具有信號(hào)分子的作用。 胞外基質(zhì)不僅提供細(xì)胞外的網(wǎng)架賦予組織以抗壓和抗張力的機(jī)械性能，而且還與細(xì)胞的增殖分化和凋亡等重要生命活動(dòng)有關(guān)。 n 思考題n1、生物膜的基本特征是什么？n2、何謂膜內(nèi)在蛋白？膜內(nèi)在蛋白以什么方式與膜脂相結(jié)合？n3、細(xì)胞表面有哪些特化結(jié)構(gòu)？膜骨架的基本結(jié)構(gòu)與功能是什么？n4、細(xì)胞連接有哪幾種類型，名有何功能？n

41、5、胞外基質(zhì)的組成？n6、細(xì)胞質(zhì)膜的功能？第五章 物質(zhì)的跨膜運(yùn)動(dòng)與信號(hào)傳遞n第一節(jié)第一節(jié) 物質(zhì)的跨膜運(yùn)動(dòng)物質(zhì)的跨膜運(yùn)動(dòng)n 物質(zhì)通過細(xì)胞膜的轉(zhuǎn)運(yùn)主要有三種途徑：被動(dòng)運(yùn)輸、主動(dòng)運(yùn)輸和胞吞與胞吐作用。n一、被動(dòng)運(yùn)輸一、被動(dòng)運(yùn)輸n(一)簡單擴(kuò)散n 小分子或離子的熱運(yùn)動(dòng)從濃度高的一側(cè)通過質(zhì)膜向濃度低的一側(cè)自行擴(kuò)散。在這種跨膜運(yùn)動(dòng)中，不需要細(xì)胞能量，也沒有膜蛋白的協(xié)助。基通透性主要決定于分子大水和分子極性。(二)協(xié)助擴(kuò)散 有膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白協(xié)助的小分子物質(zhì)沿其濃度梯度(或電化學(xué)梯度)減小方向的跨膜運(yùn)動(dòng)。不消耗細(xì)胞代謝能量，這點(diǎn)和簡單擴(kuò)散相同。因此，二者被稱為被動(dòng)運(yùn)輸。 協(xié)助擴(kuò)散具有如下特征：轉(zhuǎn)運(yùn)速率高；存在最大

42、轉(zhuǎn)運(yùn)速率；具有特異性；有膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白參與。 膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白分為兩類：載體蛋白和通道蛋白前者即可介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)輸又可介導(dǎo)主動(dòng)運(yùn)輸；后者只能介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)輸。1、載體蛋白及其功能 每種載體蛋白能與特定的溶質(zhì)分子結(jié)合，通過一系列構(gòu)象改變介導(dǎo)溶質(zhì)分子的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。 載體蛋白（通透酶）相當(dāng)于結(jié)合在細(xì)胞膜上的酶，有特異的結(jié)合位點(diǎn)，可同特異性底物（溶質(zhì)）結(jié)合，一種特異性載體只轉(zhuǎn)運(yùn)一種類型的分子或離子。2、通道蛋白及其功能 通道蛋白所介導(dǎo)的被動(dòng)運(yùn)輸不需要與溶質(zhì)分子結(jié)合，橫跨膜形成親水通道，允許適宜大小的分子和帶電荷的離子通過。 絕大多數(shù)通道蛋白是多次跨膜的離子通道，具有兩個(gè)顯著的特征：具有離子選擇性，而且轉(zhuǎn)動(dòng)速率高，凈驅(qū)動(dòng)力

43、是溶質(zhì)跨膜的電化學(xué)梯度；離子通道是門控的，即離子通道的活性由通道開或關(guān)兩種構(gòu)象所調(diào)節(jié)，并通過通道開關(guān)應(yīng)答于適當(dāng)?shù)男盘?hào)。 二、主動(dòng)運(yùn)輸二、主動(dòng)運(yùn)輸 主動(dòng)運(yùn)輸是由載體蛋白所介導(dǎo)的物質(zhì)逆濃度梯度或電化學(xué)梯度運(yùn)輸?shù)目缒み\(yùn)動(dòng)方式，此過程需要能量供應(yīng)。 根據(jù)主動(dòng)運(yùn)輸過程所需能量來源的不同可歸納為：由ATP直接提供能量和間接提供能量以及光能驅(qū)動(dòng)的三種基本類型。n(一) 由ATP直接提供能量的主動(dòng)運(yùn)輸鈉鉀泵n 在細(xì)胞膜兩側(cè)存在著很大的離子濃度差，一般的動(dòng)物細(xì)胞要消耗13的能量來維持細(xì)胞內(nèi)低Na+高K + 離子環(huán)境，Na + 和K + 的逆濃度與電化學(xué)梯度輸入和輸出的跨膜運(yùn)動(dòng)就是由ATP直接供能，通過質(zhì)膜上的N

44、a + K + 泵來完成的，是典型的主動(dòng)運(yùn)輸方式。n Na + K + 泵泵又叫Na + K + ATP酶，由和兩個(gè)亞基組成。工作模式是在細(xì)胞內(nèi)側(cè)亞基與Na +結(jié)合促進(jìn)ATP水解， 亞基上的一個(gè)天冬氨酸殘基磷酸化引起構(gòu)象發(fā)生變化，將Na + 運(yùn)出，同時(shí)細(xì)胞外的K + 與 亞基的另一個(gè)位點(diǎn)結(jié)合，使其去磷酸化， 亞基構(gòu)象再度發(fā)生變化將K + 輸入細(xì)胞，完成了整個(gè)循環(huán)。每n個(gè) 循環(huán)消耗一個(gè)ATP分子，轉(zhuǎn)運(yùn)3個(gè)Na +和2個(gè)K + 。n 動(dòng)物細(xì)胞借助Na +K + 泵維持細(xì)胞滲透平衡。同時(shí)利用胞外高濃度的Na +所儲(chǔ)存的能量，主動(dòng)從細(xì)胞外攝取營養(yǎng)。n(二)由ATP直接提供能量的主動(dòng)運(yùn)輸鈣泵和質(zhì)子泵n

45、Ca + 泵泵又稱Ca + ATP酶，主要存在于細(xì)胞質(zhì)膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，將Ca + 輸出細(xì)胞或泵入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中貯存起來，以維持細(xì)胞內(nèi)低濃度的Ca + 。Ca + 與ATP的n水解相耦聯(lián)，每消耗一個(gè)ATP分子轉(zhuǎn)運(yùn)出兩個(gè)Ca+ 。鈣泵在肌質(zhì)網(wǎng)中儲(chǔ)存的Ca+ ，對(duì)調(diào)節(jié)肌細(xì)胞的收縮與舒張是至關(guān)重要的。n 質(zhì)子泵：質(zhì)子泵：植物細(xì)胞、真菌（包括酵母）和細(xì)菌細(xì)胞其質(zhì)膜上沒有Na + K +泵，而是具有H +泵，將H +泵出細(xì)胞，建立跨膜的H +電化學(xué)梯度，利用H +電化學(xué)梯度來驅(qū)動(dòng)主動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)溶質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞。n 可分為三種，P型質(zhì)子泵；在轉(zhuǎn)運(yùn)H + 的過程中涉及磷酸化和去磷酸化，存在于真核細(xì)胞膜上。V型質(zhì)子泵；存在于

46、溶酶體小膜和植物液泡膜上，轉(zhuǎn)運(yùn)H + 過程中不形成磷酸化的中間體。H + -ATP酶；存在于線粒體內(nèi)膜、植物類囊體膜和多數(shù)細(xì)菌質(zhì)膜上，它以相反的方式來發(fā)揮作用，即沿濃度梯度運(yùn)動(dòng)，將所釋放的能量貯存在ATP中。n(三)協(xié)同運(yùn)輸n 協(xié)同運(yùn)輸是一類由Na + K +泵或（H +泵）與載體蛋白協(xié)同作用，靠間接消耗ATP所完成的主動(dòng)運(yùn)輸方式。物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)所需的直接能量來自膜兩側(cè)離子濃度梯度。動(dòng)物細(xì)胞常利用膜兩側(cè)Na +的濃度來驅(qū)動(dòng)。植物細(xì)胞和細(xì)菌常利用H +濃度來驅(qū)動(dòng)。n 根據(jù)物質(zhì)運(yùn)輸方向與離子沿濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)方向，協(xié)同運(yùn)輸又可分為兩種，共運(yùn)輸：是物質(zhì)運(yùn)輸方向與離子轉(zhuǎn)運(yùn)方向相同。對(duì)向運(yùn)輸：是指物質(zhì)運(yùn)動(dòng)方向與離

47、子轉(zhuǎn)移方向相反。n(四)物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)與膜電位(生理上講)n 物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸，維持了膜兩側(cè)的濃度分布，對(duì)離子來說，同時(shí)形成了膜兩側(cè)的電位差，即膜電位，對(duì)于可興奮細(xì)胞，膜電位具有重要的、生物學(xué)意義。n三、胞吞作用與胞吐作用三、胞吞作用與胞吐作用n 真核細(xì)胞通過胞吞作用與吞噬作用完成大分子顆粒性物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸。屬主動(dòng)運(yùn)輸。n(一)胞飲作用與吞噬作用n 胞吞作用是通過細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)陷形成囊泡將外界物質(zhì)裹進(jìn)并輸入細(xì)胞的過程。n 根據(jù)胞吞物質(zhì)的大水，胞吞作用又可分為胞飲作用吞噬作用。兩者的區(qū)別有三點(diǎn)：內(nèi)吞泡的大水不同：胞飲泡的直徑為150nm ，吞噬泡的直徑常大于250nm ；胞飲作用是一個(gè)連續(xù)發(fā)生的過程，

48、所有真核細(xì)胞都能通過胞飲作用連續(xù)攝入溶液和分子；而大的顆粒性物質(zhì)則通過特殊的吞噬細(xì)胞攝入，吞噬作用首先需要被吞噬物與細(xì)胞表面結(jié)合并激活細(xì)胞表面受體，因此是一個(gè)信號(hào)觸發(fā)過程。 胞吞泡形成機(jī)制不同：胞飲n泡的形成需有網(wǎng)格蛋白、接合素蛋白和結(jié)合蛋白等的參與。吞噬泡的形成需要微絲及其結(jié)合蛋白參與，在多細(xì)胞動(dòng)物體內(nèi)，只有某些特化細(xì)胞才有吞噬功能。n(二)受體介導(dǎo)的胞吞作用n 根據(jù)胞吞的物質(zhì)是否有專一性，胞吞作用有兩種類型受體介導(dǎo)的胞吞作用：被轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)和細(xì)胞質(zhì)膜上專一的受體相結(jié)合后引誘發(fā)的胞吞作用，如膽固醇的跨膜運(yùn)轉(zhuǎn)。非特異性的胞吞作用。n 受體介導(dǎo)的胞吞作用是大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞通過網(wǎng)格蛋白有被小泡從胞外液

49、攝取特定大分子的有效途徑。n(三)胞吐作用 是將細(xì)胞內(nèi)的分泌泡或其它膜泡中的物質(zhì)通過細(xì)胞質(zhì)膜運(yùn)出細(xì)胞的過程。n 所有真核細(xì)胞都有組成型胞吐途經(jīng)，特化的分泌細(xì)胞還有一種調(diào)節(jié)型胞吐途經(jīng)。n 無論是胞吞作用或是胞吐作用。都是通過膜泡運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)入的，這種動(dòng)態(tài)過程對(duì)質(zhì)膜更新和維持細(xì)胞的生存與生長是必要的。胞吞作用和胞吐作用都涉及到膜的融合，現(xiàn)在已鑒定有膜融合蛋白參與催化，以克服質(zhì)膜融合過程中的能量障礙。 第二節(jié) 細(xì)胞通訊與信號(hào)傳遞n一、細(xì)胞通訊與細(xì)胞識(shí)別一、細(xì)胞通訊與細(xì)胞識(shí)別n(一)細(xì)胞通訊n 細(xì)胞通訊是指一個(gè)細(xì)胞發(fā)出的信息通過介質(zhì)傳遞到另一個(gè)細(xì)胞產(chǎn)生反應(yīng)的過程。n 細(xì)胞以三種方式進(jìn)行通訊：分泌化學(xué)信

50、號(hào)；直接接觸；間隙連接。 細(xì)胞分泌化學(xué)信號(hào)的作用方式可分： 內(nèi)分泌旁分泌自分泌通過化學(xué)突觸傳遞信號(hào)分子。n 細(xì)胞間直接接觸，通過與質(zhì)膜結(jié)合的信號(hào)分子與其相接觸的靶細(xì)胞質(zhì)膜上的受體分子相結(jié)合，影響其他細(xì)胞。n(二)細(xì)胞識(shí)別與信號(hào)通路n 細(xì)胞通過其表面的受體與胞外信號(hào)分子選擇性地相互作用，最終導(dǎo)致細(xì)胞整體的生物學(xué)效應(yīng)的過程。n 細(xì)胞接受外界信號(hào)，將胞外信號(hào)轉(zhuǎn)為胞內(nèi)信號(hào)，最終調(diào)節(jié)特定基因的表達(dá)，引起細(xì)胞的應(yīng)答反應(yīng)，這是細(xì)胞信號(hào)系統(tǒng)的主線，這種反應(yīng)系列稱之為細(xì)胞信號(hào)通路。 (三)細(xì)胞的信號(hào)分子與受體n1、細(xì)胞的信號(hào)分子n 根據(jù)其溶解性通?？煞譃橛H脂性和親水性兩類：親脂性信號(hào)分子，主要代表是甾類激素和甲

51、狀腺素。 親水性信號(hào)分子，包括神經(jīng)遞質(zhì)、生長因子、局部化學(xué)遞質(zhì)和大多數(shù)激素。n2、受體n 是一種能夠識(shí)別和選擇性地結(jié)合某種配體（信號(hào)分子）的大分子，與配體結(jié)合后，產(chǎn)生化學(xué)的或物理的信號(hào)，以啟動(dòng)一系列過程，最終表現(xiàn)為生物學(xué)效應(yīng)。n 受體多為糖蛋白，一般包括兩個(gè)功能區(qū)域，與配體結(jié)合的區(qū)域及產(chǎn)生效應(yīng)的區(qū)域。n 根據(jù)靶細(xì)胞上受體存在的部位，可將受體分為細(xì)胞內(nèi)受體和細(xì)胞表面受體。n3、第二信使與分子開關(guān)n第二信使n第一信使與受體作用后在細(xì)胞內(nèi)最早產(chǎn)生的信號(hào)物質(zhì)稱為第二信使。目前公認(rèn)的第二信使有cAMP、 三磷酸肌醇(IP3)、二酰基甘油(DG)等，Ca2+是磷脂酰肌醇信號(hào)通路的“第三信使”。n分子開關(guān)n

52、 細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳遞蛋白質(zhì)(開關(guān)蛋白)可分為兩類：一類開關(guān)蛋白的活性由激酶使之磷酸化而開啟，由磷酸酶 使之去磷酸化而關(guān)閉；另一類主要開關(guān)蛋白由GTP結(jié)合蛋白組成，結(jié)合GTP而活化，結(jié)合GDP而失活。n二、通過細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)傳遞二、通過細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)傳遞n 細(xì)胞信號(hào)傳遞的通路隨信號(hào)的受體存在的部位不同分為兩類：一是；二是通過細(xì)胞表面受體介導(dǎo)的信號(hào)傳遞。n 通過細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)傳遞親脂性信號(hào)分子（如甾類激素）可直接跨越質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，與細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的受體形成激素復(fù)合物，并穿過核膜孔進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)結(jié)合于特異的DNA序列調(diào)節(jié)基因表達(dá)。這一過程n可分為初級(jí)反應(yīng)階段和延遲反應(yīng)階段。n三、通過細(xì)胞表面

53、受體介導(dǎo)的信號(hào)跨膜傳遞三、通過細(xì)胞表面受體介導(dǎo)的信號(hào)跨膜傳遞n 親水性化學(xué)信號(hào)分子（包括神經(jīng)遞質(zhì)、蛋白激素、生長因子等）一般不能直接進(jìn)入細(xì)胞。而是通過與細(xì)胞表面特異受體的結(jié)合，進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)繼而對(duì)靶細(xì)胞產(chǎn)生效應(yīng)。n 根據(jù)信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制和受體蛋白類型的不同，細(xì)胞表面受體分屬三大家族：離子通道偶聯(lián)的受體；G蛋白偶聯(lián)的受體；酶偶聯(lián)的受體。n(一)離子通道偶聯(lián)的受體n 離子通道偶聯(lián)的受體是細(xì)胞表面由多亞基組成的受體離子通道復(fù)合體，本身既有信號(hào)結(jié)合位點(diǎn)，又是離子通道，其跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)無需中間步驟。n 主要存在于神經(jīng)細(xì)胞或其他可興奮細(xì)胞間的突觸信號(hào)傳遞。神經(jīng)遞質(zhì)通過于受體的結(jié)合開閉離子通道，改變質(zhì)膜的離子通透性

54、，從改變突觸后細(xì)胞的興奮 。 n 受體是對(duì)配體具有特異性選擇，是具有同源性的跨膜蛋白。n(二) G蛋白偶聯(lián)的受體n G蛋白偶聯(lián)受體是細(xì)胞表面由單條多肽經(jīng)7次跨膜形成的受體。n n 該信號(hào)通路是指配體受體復(fù)合物與靶蛋白的作用要通過與G蛋白的偶聯(lián)，在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生第二信使，從而將胞外信號(hào)跨膜傳遞到細(xì)胞內(nèi)。n G蛋白是三聯(lián)體GTP結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白，由、三個(gè)亞基組成。（參下圖）n 由G蛋白偶聯(lián)受體所介導(dǎo)的細(xì)胞信號(hào)通路， 根據(jù)產(chǎn)生第二信使的不同，又可分cAMP信號(hào)通路和磷脂酰肌醇信號(hào)通路。n1、cAMP信號(hào)通路n 信號(hào)分子與受體結(jié)合后，通過與GTP結(jié)合的調(diào)節(jié)蛋白(G蛋白)的耦聯(lián)，在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生第二信使，從而引起細(xì)

55、胞的應(yīng)答反應(yīng)。 n cAMP信號(hào)通路由質(zhì)膜上的5種成分組成：激活型激素受體(Rs)；抑制型激素受體(Ri)；與GDP結(jié)合的活化型調(diào)節(jié)蛋白(Gs)；與GDP的抑制型調(diào)節(jié)蛋白(Gi)；腺苷酸環(huán)化酶( C )。（參下圖）n (1) Rs 與Ri n Rs與Ri位于質(zhì)膜外表面，識(shí)別細(xì)胞外信號(hào)分子并與之結(jié)合，受體有兩個(gè)區(qū)域，一個(gè)與激素作用，另一個(gè)與G蛋白作用。n (2) Gs與Gi n G蛋白也稱耦聯(lián)蛋白或信號(hào)轉(zhuǎn)換蛋白，它將受體和腺苷酸環(huán)化酶耦聯(lián)起來，使細(xì)胞外信號(hào)跨膜轉(zhuǎn)換為細(xì)胞內(nèi)信號(hào)，即第二信使cAMP。（參下圖）n (3)腺苷酸環(huán)化酶 n cAMP 信號(hào)通路的催化單位是結(jié)合在質(zhì)膜上的腺n苷酸環(huán)化酶 ，

56、它催化ATP生cAMP。n cAMP信號(hào)通路的主要效應(yīng)是激活靶酶和開啟基因表達(dá)，這是通過蛋白激酶A完成的。n激活靶酶：通過對(duì)蛋白激酶A的活化進(jìn)而使下游靶蛋白磷酸化，從而影響細(xì)胞代謝和細(xì)胞行為是細(xì)胞快速答應(yīng)胞外信號(hào)的過程。（參下圖）n 開啟基因表達(dá)：是一類細(xì)胞緩慢應(yīng)答胞外信號(hào)的過程，這就是cAMP信號(hào)通路對(duì)細(xì)胞基因表達(dá)的影響。該信號(hào)途徑涉及的反應(yīng)鏈可表示為：激素 G蛋白偶聯(lián)受體 G蛋白 腺苷酸環(huán)化酶 cAMP cAMP依賴的蛋白激酶A 基因調(diào)控蛋白 基因轉(zhuǎn)錄。（P139圖5-28）n2、磷脂酰肌醇信號(hào)通路( 肌醇磷脂信號(hào)通路)n 外界信號(hào)分子與受體結(jié)合，使質(zhì)膜上的 4,5二磷酸磷脂酰肌醇(PIP

57、2)水解成 1，4,5三磷酸肌醇(IP3)和二酰苷油(DG )兩個(gè)第二信使。（參下圖）n 磷脂酰肌醇信號(hào)通路的最大特點(diǎn)是胞外信號(hào)被膜受體接受后，同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)胞內(nèi)信使，分別啟動(dòng)兩個(gè)信號(hào)傳遞途徑即IP3Ca 2 +和DGPKC途徑，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞對(duì)外界的應(yīng)答，因此把這一信號(hào)系統(tǒng)稱之為“雙信使系統(tǒng)”。（P140圖5-29）n IP3是一種水溶性分子，在細(xì)胞內(nèi)動(dòng)員內(nèi)源Ca 2 +，使胞質(zhì)中內(nèi)源Ca 2 + 濃度提高。Ca 2+通過鈣調(diào)蛋白引起細(xì)胞反應(yīng)；DG激活蛋白激酶C(PKC)。n 在許多細(xì)胞中，PKC的活化可增強(qiáng)特殊基因轉(zhuǎn)錄。有兩條途徑：PKC激活一條蛋白激酶的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致基因調(diào)控蛋白的磷酸化和激活；

58、PKC的活化，導(dǎo)致一種抑制蛋白的磷酸化，使基因調(diào)控蛋白擺脫抑制狀態(tài)釋放出來，進(jìn)入細(xì)胞核，刺激特殊基因的轉(zhuǎn)錄。(圖531)n(三)與酶連接的受體n 與酶連接的細(xì)胞表面受體又稱催化性受體，一旦被配基活化即具有酶的活性。包括5類：受體酪氨酸激酶；受體絲氨酸激酶/ 蘇氨酸激酶；受體酪氨酸磷酸酯酶；受體鳥苷酸環(huán)化酶；酪氨酸蛋白激酶聯(lián)系的受體。n1、受體酪氨酸激酶(RTKS)及RTKRas蛋白信號(hào)n受體酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinase，CTKs)又稱酪氨酸蛋白激酶受體，是細(xì)胞表面一大類重要受體家族，包括6個(gè)亞族。n CTKs的多肽鏈只跨膜一次，胞外區(qū)是結(jié)合配體的結(jié)構(gòu)域，胞內(nèi)區(qū)肽

59、段是酪氨酸蛋白激酶的催化部位，并具有自磷酸化位點(diǎn)。n 自磷酸化的結(jié)果是激活了受體的酪氨酸蛋白激酶活性，磷酸 化的酪氨酸殘基可被含有SH2結(jié)構(gòu)域的胞內(nèi)信號(hào) 所識(shí)別并與之結(jié)合，由此啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。nRTKRas蛋白信號(hào)通路 活化的RTK可以結(jié)合多種帶有SH2 結(jié)構(gòu)域的結(jié)合蛋白或信號(hào)蛋白，其中一類是接頭蛋白；另一類是在信號(hào)通路中有關(guān)的酶， 如GTP酶活化蛋白(GTPase activating protein，GAP)、蛋白磷酸脂酶(SyP)等。這兩類RTK結(jié)合蛋白的結(jié)構(gòu)和功能不同，但它們都具有兩個(gè)高度保守而無催化活性的結(jié)構(gòu)域即 SH2和SH3。 n Ras蛋白是ras基因表達(dá)的產(chǎn)物，具有GTPase

60、活性，分布于質(zhì)膜胞質(zhì)一側(cè)，結(jié)合GTP時(shí)為活化態(tài)，結(jié)合GDP時(shí)為失活態(tài)。所以Ras蛋白具有分子開關(guān)的作用。 nGDP的釋放需要鳥苷酸釋放因子(GRF)的促進(jìn)；Rasn蛋白從活化態(tài)到失活態(tài)的轉(zhuǎn)變，則要GTP酶活化蛋白(GAP)的促進(jìn)；所以GRF和GAP都與Ras蛋白參與的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)。n GAP因具有SH2結(jié)構(gòu)域可直接與活化的受體蛋白結(jié)合。GRF在SH3結(jié)構(gòu)域，但沒有SH2結(jié)構(gòu)域，因此需要接頭蛋白連接來活化Ras。n RTKRas信號(hào)通路可概括為如下模式：n 配體 RTK adapdor GRF Ras Raf (MAPKKK) MAPKK MAPK 進(jìn)入細(xì)胞核 其他激酶或基因調(diào)控蛋白(轉(zhuǎn)錄因子)