細胞連接與細胞粘連

1、細胞連接與細胞粘連 細胞生物學與遺傳學 2教學基本要求1.掌握細胞連接的類型2.掌握緊密連接、錨定連接和間隙連接的結構特點和功能3.掌握鈣粘素、選擇素、免疫球蛋白超家族及膜整聯(lián)蛋白家族等細胞粘附分子的結構特點和功能4.熟悉化學突觸的基本功能5.了解細胞連接、細胞粘附分子與疾病的關系 細胞生物學與遺傳學 3細胞連接和細胞粘連是多細胞生物細胞間結構及功能聯(lián)系的基本形式，有了細胞連接和粘連多細胞生物才能形成結構完整的機體。 細胞生物學與遺傳學 4第一節(jié) 細胞連接細胞連接結構的類型細胞連接封閉連接錨定連接通訊連接間隙連接化學突觸胞間連絲(緊密連接)粘合連接橋粒連接粘合帶黏著斑橋粒半橋粒 細胞生物學與遺

2、傳學 5表10-1 動物細胞不同類型細胞連接特征比較類型分布特點構成成分結構特點主要功能封閉連接上皮細胞腦微血管內(nèi)皮細胞封閉蛋白、密封蛋白等數(shù)十種跨膜糖蛋白連接處點狀融合形成封閉鏈相鄰膜間無隙連接、封閉細胞與細胞粘合帶上皮細胞及各種組織細胞1.鈣粘素類跨膜蛋白2.胞內(nèi)錨定蛋白3.微絲連接處有1520 nm縫隙連接細胞與細胞，傳遞收縮力粘著斑上皮細胞基底部1.膜整聯(lián)蛋白2.胞內(nèi)錨定蛋白3.微絲相當于粘合帶的半邊連接細胞與胞外基質(zhì)，傳遞收縮力 細胞生物學與遺傳學 6表10-1 動物細胞不同類型細胞連接特征比較類型分布特點構成成分結構特點主要功能橋粒各種組織尤其上皮細胞心肌細胞子宮鈣粘素類跨膜糖蛋白

3、、錨定蛋白(橋粒珠蛋白和橋粒斑蛋白)、中間纖維連接處有30 nm縫隙連接細胞與細胞，抵御拉力半橋粒上皮細胞基底面膜整聯(lián)蛋白、錨定蛋白(網(wǎng)蛋白)、中間纖維相當于半個點狀橋粒連接細胞與胞外基質(zhì)，抵御拉力 細胞生物學與遺傳學 7表10-1 動物細胞不同類型細胞連接特征比較類型分布特點構成成分結構特點主要功能間隙連接各種組織細胞連接蛋白構成連接子連接子一一對應形成筒狀小體細胞連接胞間通訊化學突觸可興奮細胞間神經(jīng)遞質(zhì)無特殊結構，靠神經(jīng)遞質(zhì)在突觸前膜、突觸間隙、突觸后膜間傳遞信號（電信號-化學信號-電信號）細胞通訊興奮或抑制效應細胞通訊連接對細胞之間的功能合作協(xié)調(diào)十分重要。 細胞生物學與遺傳學 8第二節(jié)

4、細胞粘附分子與細胞粘連概述1.細胞粘連（cell adhesion）是細胞間相互聚集，但不產(chǎn)生結構聯(lián)系的現(xiàn)象。如盤藻、空球藻的粘附，精卵受精，細胞融合等，細胞粘連是由細胞粘附分子執(zhí)行的。2.細胞粘附分子(cell adhesion molecule, CAM)是廣泛存在于細胞膜上的一類跨膜糖蛋白。據(jù)結構特點和作用方式分4類，100余種。 細胞生物學與遺傳學 9細胞粘附分子的主要類型與特征粘附分子類型主要種類Ca2+/Mg2+依賴性細胞內(nèi)連接的細胞骨架成分與細胞連接的關系細胞與細胞粘附類鈣粘素類E, N, P-鈣粘蛋白+肌動蛋白纖維粘合帶橋粒-鈣粘蛋白+中間纖維橋粒選擇素類P-選擇素+-免疫球蛋

5、白類神經(jīng)細胞粘附分子-血細胞整聯(lián)蛋白類L2+肌動蛋白纖維-細胞與基質(zhì)粘附類整聯(lián)蛋白20多種類型+肌動蛋白纖維粘著斑64+中間纖維半橋粒 細胞生物學與遺傳學 103. 結構分三部分：（1）胞外區(qū)：N端部分，較長，有糖鏈，識別配體；（2）跨膜區(qū)：多為一次跨膜，疏水區(qū)；（3）胞質(zhì)區(qū)：C端部分，與膜下骨架成分或信號傳導分子結合。 細胞生物學與遺傳學 114. 功能：是在細胞與細胞之間、細胞與細胞外基質(zhì)之間起粘附作用，其活性大多依賴于Ca2+或Mg2+。5.細胞粘連的形式：（1）同親型（2）異親型（3）連接分子 依賴型 細胞生物學與遺傳學 12一、鈣粘素家族鈣粘素也稱鈣粘蛋白，粘附同類細胞，活性依賴Ca

6、2+。鈣粘素(cadherin)家族部分成員名稱主要分布與細胞連接的關系在小鼠中失活后的表現(xiàn)E-鈣粘素上皮細胞粘合連接胚泡細胞不能聚集在一起，死于胚泡期N-鈣粘素神經(jīng), 心臟骨骼肌, 纖維母細胞粘合連接化學突觸因心臟缺陷死于胚胎時期P-鈣粘素胎盤, 表皮粘合連接乳腺發(fā)育異常VE-鈣粘素血管內(nèi)皮細胞粘合連接血管發(fā)育異常（因內(nèi)皮細胞凋亡） 細胞生物學與遺傳學 131.鈣粘素分子的結構（1）單次跨膜蛋白，由700750個氨基酸殘基構成（2）在質(zhì)膜中常以同源二聚體的形式存在，鈣粘素分子結構同源性很高（3）胞外區(qū)長折疊成5個重復結構域，可結合Ca2+，賦予鈣粘素分子剛性和強度，Ca2+結合越多，鈣粘素剛

7、性越強。2.鈣粘素的功能（1）介導同類細胞之間的黏附（2）參與細胞連接結構（3）影響細胞分化，參與組織器官形成 細胞生物學與遺傳學 14二、選擇素選擇素（selectin）粘附異類細胞，活性依賴Ca2+。選擇素類細胞粘附分子有：L-選擇素：淋巴細胞，各種白細胞P-選擇素：血小板，內(nèi)皮細胞E-選擇素：內(nèi)皮細胞1.選擇素的分子結構（1）單次跨膜（2）胞外區(qū)有三個獨立的結構閾：N-末端凝集素結構閾，表皮生長因子樣結構閾和補體結合蛋白結構閾。 細胞生物學與遺傳學 152.選擇素的功能參與血管內(nèi)皮細胞與白細胞或血小板的識別與黏附，幫助白細胞從血液進入炎癥部位和傷口凝血。 細胞生物學與遺傳學 16三、免疫

8、球蛋白超家族免疫球蛋白超家族(immunoglobin-superfamily, Ig-SF)是一類分子結構中含有類似免疫球蛋白結構閾不依賴Ca2+的細胞粘附分子有的介導同類細胞粘附，有的介導異類細胞粘附大多數(shù)介導淋巴細胞與巨噬細胞、其它淋巴細胞和靶細胞之間的粘附 細胞生物學與遺傳學 171.結構：胞外區(qū)由一個或多個免疫球蛋白(Ig)樣結構閾組成。每一個Ig結構閾都是由90110個氨基酸殘基形成的緊密折疊結構，其間有二硫鍵相連。了解最清楚的是神經(jīng)細胞粘附分子(N-CAM), 胞外區(qū)都有5個Ig結構閾。2.功能：粘附同類細胞或一類細胞；神經(jīng)細胞粘附分子與神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育、突觸的形成、生長與再生密切

9、相關。 細胞生物學與遺傳學 18四、整聯(lián)蛋白家族整聯(lián)蛋白也稱整合素(intergrin)，活性依賴Ca2+或Mg2+。1.整聯(lián)蛋白的結構（1）由和兩個亞單位構成，每個亞單位都分胞外區(qū)、跨膜區(qū)和胞內(nèi)區(qū)（2）胞外區(qū)：N端，球形，與配體結合的部位（3）跨膜區(qū)：螺旋疏水區(qū)（4）胞內(nèi)區(qū)：C端，通過連接蛋白與微絲或中間絲連接 細胞生物學與遺傳學 19常見的幾種整聯(lián)蛋白及其配體整聯(lián)蛋白的亞單位組成主要的細胞分布配體11多種細胞類型膠原,層粘連蛋白21多種細胞類型膠原,層粘連蛋白41造血細胞纖連蛋白,VCAM-151成纖維細胞纖連蛋白L2T淋巴細胞ICAM-1,ICAM-2M2單核細胞血纖維蛋白原, ICAM-1h3血小板血纖維蛋白原,纖連蛋白64上皮細胞層粘連蛋白 細胞生物學與遺傳學 202.整聯(lián)蛋白的功能（1）粘連細胞與細胞（同類或異類）、細胞與細胞外基質(zhì)?？勺R別含有Arg-Gly-Asp(RGD)三肽序列的配體。（2）參與黏著斑和半橋粒的形成3.整聯(lián)蛋白與醫(yī)學利用整聯(lián)蛋白可識別含有RGD三肽序列配體的特型，開發(fā)以受體-陪體相互作用為基礎的新的治