細生-第7章第七章細胞骨架與細胞運動

第七章胞骨架與細胞的運學習目的與要掌握細胞骨架的概念及基本組成成分概（Cytoskeleton細胞的運動、細胞內(nèi)的物質(zhì)、的的細胞骨架的發(fā)現(xiàn)過件下來固定，在這樣的條件下細胞骨架常發(fā)生一、組微管中間纖維（intemediate核骨架核纖層（nuclear細胞外基質(zhì)（extracellular三、主要功結(jié)構(gòu)和支 細胞 收縮和運 細胞內(nèi)空間的組第一節(jié)一、微管的組成-微管蛋二、微管的形三、微管的分子結(jié)異二聚體→13根原纖維→微四、微管的存在形式——三種不同的微五、微管結(jié)合蛋微管結(jié)合蛋白的類別與作MAP的主要作用六、微管的裝大多數(shù)微管處于動態(tài)組裝和去組裝（如紡錘體）（一）裝配過α-微管蛋白和β-微管蛋白形成αβ二聚體,αβ二聚體先形成一短的原纖維protofilament；（可能不穩(wěn)定以原纖維為基礎，經(jīng)過側(cè)面增加二聚體而擴展為彎曲的片層結(jié)（穩(wěn)定性增高當螺旋帶加寬至13根原纖維時,即合攏形成一段微管。新的二聚體加到MT的端點使之延長（二）微管的極αβ+αβ+αβ。構(gòu)成了（三）組裝的動態(tài)調(diào)GTP-管蛋白對微管末端的親和力GDP-管蛋白對微管末端的親和力管蛋白濃微管裝配的踏車行體內(nèi)的生長與解微管在體內(nèi)的生長與解聚處于動態(tài)平衡中（四）微管組織中心(microtubuleorganizingcenter微管組織中心的作用：是幫助細胞質(zhì)中的微管γ蛋白的作用：γ蛋白一般形成γ微管蛋白環(huán)形中心體動物細胞特有的決定微管形成的細胞器，主要的MTOC中心體的結(jié)構(gòu)：心近，在細胞有絲時位于細胞的兩級，中心體包括兩個相會垂直的中心粒（三聯(lián)體微）和中心粒旁物質(zhì)的微管組織中心。中心體中具有γ-tubulin，位于中心體圍基質(zhì)形結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，為αβ微成核位點。中心體的功能：是細胞中決定微管形成，一種細胞器，它與細胞的有絲關(guān)系密，主要參與紡綞體的形成中心體成核作微管的方向性：靠近MTOC的一端是（－）（六）影響微管組裝和去組裝的因微管裝配示意圖37℃GTP 足夠的微管蛋白濃度（體外裝配GTP供2)微管裝配條 C.Mg2+存去除最適溫度條件（體外裝配最適PHPH（六）影響微管組裝和去組裝的因包括GTP濃度、溫度pH值、離子濃度、微微管特異性藥物秋水仙素(colchicine)：阻斷微管蛋白組裝成微管，可破壞紡錘體結(jié)構(gòu)長春花堿：能抑制微管的裝配紫杉酚(taxol)、重水(D2O)：能促進微管已形成的微管穩(wěn)定。四、微管的功（一）支持和維持細胞的形在成軸突中，微管是物質(zhì)的路軌。（二）細胞內(nèi)物質(zhì)類：胞質(zhì)動力蛋白(cytoplasmicdynein)和驅(qū)動蛋白驅(qū)動蛋白能向著微管（+）極小泡胞質(zhì)動力蛋白：向著微管（-）極小泡驅(qū)動蛋白通過結(jié)合和水解ATP， 大多數(shù)能向著微管 動力蛋白結(jié)構(gòu)分子量巨大（接近由兩條相同的重鏈和一些種類繁的輕鏈以及結(jié)合蛋白構(gòu)鞭毛二聯(lián)微管外臂的動力蛋白具三個重功能在細胞中推動的分驅(qū)動鞭毛的運向著微管（-）極小雙向神經(jīng)軸突中沿微管的轉(zhuǎn)運紅色：驅(qū)動蛋白；中心粒是動物細胞中的主要微管組織中心在有絲的間期，主要是維持細胞的形狀和幫助物質(zhì)在期組織紡綞體的形成，并與的移動有密切關(guān)系。 纖毛與鞭（輻射絲，連接蛋白（四）調(diào)節(jié)細胞微管是構(gòu)成有絲器的主要成分動粒微管——排于赤道紡錘體極微管——移向兩（五）高爾基體沿微管向核區(qū)牽拉，定位于細胞細胞器依靠微管在細胞中定（六）參與細胞內(nèi)信號傳參與hedgehog、JNK、Wnt、ERK和PK蛋白激酶信號轉(zhuǎn)導通路。信號分子可直接與微管作用或通過馬達蛋白和一些支架蛋白與微管作用。第二節(jié)概微絲和它的結(jié)合蛋白（associationprotion）以及的微絲的主要成分是肌動蛋微絲的電鏡結(jié)構(gòu)：呈細絲狀，比微管短的與其它細胞結(jié)構(gòu)復合在一起。1.G-肌動蛋子的ATP相連。稱為G-肌動蛋白（球形-肌動蛋白）G根據(jù)等電點的不同可將高等動物細胞內(nèi)的肌動蛋白分為α分布于各種肌肉細胞β和γ分布于肌細胞和非肌細胞中2.肌動蛋白形成微禿端（barbedend）。負端生長慢，稱為指向端（pointend）3.結(jié)構(gòu)模 F-肌動蛋 電鏡二、微絲結(jié)合蛋三、肌動蛋白微絲的裝配過（三）影響微絲裝配的因球形-肌動蛋白的臨界濃度，ATP、Ga2+、NaK+的濃度及藥物的影響藥物的影細胞松馳素B與微絲正端結(jié)合，影響聚合鬼筆環(huán)肽與聚合的微絲結(jié)合，抑制微絲的四、微絲的功（一）構(gòu)成細胞的支架，維持細胞（1）形成微絨毛 另外還有肌球蛋白-1和鈣調(diào)蛋白將微絲絨毛處的質(zhì)膜相連也叫張力纖維，是真核細胞中廣泛存在的由微絲束構(gòu)成的較為穩(wěn)定纖維狀結(jié)構(gòu)，位于細胞內(nèi)緊鄰質(zhì)膜內(nèi)含肌動蛋白纖維和肌球蛋白纖有收縮功能，但不產(chǎn)生運維持細胞的扁平鋪展和特異形并賦予細胞韌性和強細胞皮質(zhì)（cell也叫肌動蛋白皮質(zhì)（actin微穗（micro絲狀偽足（filopodium）神經(jīng)細胞、成纖維細片狀偽足（lamellipodium）成纖維細（二）參與細胞細胞中形成收縮環(huán)（內(nèi)含肌動蛋白纖維和肌球蛋白纖維有絲末期，兩個即將分離的子細胞內(nèi)產(chǎn)生收縮環(huán)，收縮環(huán)由平行排列的微絲和myosinII組成。隨著收縮環(huán)的下，不能形成胞質(zhì)環(huán)，因此形成雙核細胞。（三）參與細胞的運胞質(zhì)環(huán)流植物細胞中，細胞質(zhì)的流動是圍繞液泡進行的環(huán)形流動模式，這流動稱為胞質(zhì)環(huán)流(cyclosis)在胞質(zhì)環(huán)流中，細胞周質(zhì)區(qū)(corticalregion)的細胞質(zhì)是穩(wěn)定不流動的，微絲平行排列，同葉綠體錨定在一流動原因：胞質(zhì)環(huán)流是由肌動蛋白和肌球蛋白相互作用引起的。在胞質(zhì)動。功能：胞質(zhì)環(huán)流對于細胞的營養(yǎng)代謝具有重要作用，能夠不斷的分配種營養(yǎng)物和代謝物，使它們在細胞內(nèi)均勻分布分為四步

①微絲纖維生長，使細胞表面突出，形成片足②在片足與基質(zhì)接觸的位置形成粘著斑③在myosin的作用下微絲纖維滑動，使細胞主體前移④解除細胞后方的粘和點。如此不斷循環(huán)，細胞向前移動。阿原蟲、白細胞、成纖維細胞都能以這種方式運動（四）參與肌肉收骨骼肌收縮的基本結(jié)構(gòu)單位——肌小節(jié)肌小節(jié)成肌肉收縮——滑動絲模肌肉收縮步五個步驟：⑴接合，⑵釋放，⑶直立⑷力產(chǎn)生，⑸重新結(jié)合①在初始狀態(tài)，肌球蛋白與肌動蛋白密結(jié)合，此時ATP結(jié)合位點是空的結(jié)合ATP后，肌球蛋白頭部的肌動蛋③ATP被水解成ADP和Pi，ATP結(jié)合位點閉，引起肌球蛋白頭部變構(gòu)彎曲④變構(gòu)的肌球蛋白頭部結(jié)合到新的肌動⑤ADP釋放，肌球蛋白恢復初始狀態(tài)（五）參與細胞內(nèi)物質(zhì)與信號傳物質(zhì)內(nèi)物質(zhì)，例如小泡運信號傳遞第三間(intermediatefilaments,一、中間纖維（中間絲）的概中間絲發(fā)現(xiàn)于20世紀60年代中期，當時在哺乳動物細胞中發(fā)現(xiàn)10nm的纖維，因直徑介于粗纖絲和細纖絲之間，故命名為中間功能：主要起支撐作用分布：圍繞細胞核成束成網(wǎng)分布，并擴展到細胞質(zhì)膜，與質(zhì)膜相連中間纖維是絲狀蛋白多聚體，物影響要小的多。中間絲的種類很多，但肽鏈結(jié)構(gòu)都很相似二、中間纖維的結(jié)構(gòu)特一個由310個氨基酸殘基形成的α螺旋的桿狀中間區(qū)，兩側(cè)是球形的端和C中間區(qū)的α螺旋結(jié)構(gòu)比較保守，N端和C端高度可變，中間絲的多樣也是由此產(chǎn)生按組織來源分按其組織來源和組織抗原性，可分5和兩類，角蛋白存在于細胞中，α角蛋白形成頭發(fā)、指甲等堅韌結(jié)構(gòu)；根據(jù)組成氨基酸的不同，亦可將角蛋白分為：酸性角蛋白（I型）和中性或堿性角蛋白（II型III11的比例混合組成異二聚體，才能進一步形成中間纖維。－結(jié)蛋白纖維：又稱骨骼蛋白skeletin，存在于肌肉細胞－神經(jīng)膠質(zhì)纖維：存在于星形神經(jīng)膠質(zhì)細－細胞波形纖維維持在特定的空間。－神經(jīng)元纖維：存在于神經(jīng)元中，三種分子量不同的多肽組成的異此外細胞核中的核纖層蛋白（lamin）也是一種中間纖維按氨基酸序列分根據(jù)中間纖維氨基酸序列的相似性酸性角蛋中性/堿性角蛋波形蛋白、結(jié)蛋白、膠質(zhì)原纖維酸性蛋（即構(gòu)成神經(jīng)膠質(zhì)纖維神經(jīng)絲蛋白（神經(jīng)元纖維蛋白核纖層蛋巢蛋白四、中間纖維的裝①兩個單體形成超螺旋二聚③四聚體組成原纖④8根原纖維組成IF（另一種點認為是由4根八聚體組成IF）（一）裝配示意（二）裝配的特（三）裝配的調(diào)中間絲蛋白氨基末端特殊絲氨基殘基和蘇氨基的磷酸化與去磷酸化可能是中間纖維動態(tài)調(diào)節(jié)的重要機制（intormediatefilamentassociatedprotein,filaggrin——使角蛋白纖維，在角質(zhì)化的細胞中形成大的纖維物，該白表達是角質(zhì)化的分化特異性標IFAP（300KD）——將中間纖維錨定在橋粒上，IFAP70-Plectin(網(wǎng)蛋白300-500KD)——大多數(shù)細胞表達該蛋白，在中間纖維、微管、絲間形成橫橋已的BPAG1——定位與內(nèi)側(cè)橋板（與角蛋白纖維與橋粒連接已的未知功能的幾種蛋白——desmoplakinI，II——參與橋粒的形（橋粒斑蛋白，橋板蛋白MAP2（微管結(jié)合蛋白）——參與IF和其它具有 間橫橋的形性質(zhì)的蛋Spectrin（血影蛋白）——參與IF與膜的結(jié)Ankyrin（錨蛋白）——參與IF與膜的結(jié)五、中間纖維的功 對中間纖維功能的了解仍非常有限，主要原因在于尚未找到一種中間纖維特異性工具藥，用于可逆地在細胞內(nèi)形成一個完整的網(wǎng)狀骨架為細胞提供機械強參與細胞連參與細胞內(nèi)信息傳遞及物質(zhì)維持細胞核膜穩(wěn)參與細胞分（一）形成完整的骨架系統(tǒng)，提供機械強（二）參與細胞連接和信息及物質(zhì)的傳遞六、三種骨架纖維的比微管微絲中間纖維蛋白質(zhì)組αβ—G—6類中間纖維蛋分子504340—結(jié)合核苷無分子直徑7纖維結(jié)構(gòu)特13根原纖維組中空管雙