細(xì)胞膜融合機(jī)制

細(xì)胞膜融合機(jī)制第1頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月植物體細(xì)胞雜交去除細(xì)胞壁，得到原生質(zhì)體誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合篩選植物組織培養(yǎng)融合第2頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月生物膜(質(zhì)膜與細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng))是由脂類、蛋白質(zhì)和糖組成的超分子體系，它的出現(xiàn)是生命進(jìn)化中一個重要事件，從此，細(xì)胞與外界環(huán)境相對獨(dú)立開來，并使細(xì)胞內(nèi)的生理生化活動高效而有序的進(jìn)行。第3頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月膜的融合是一個基本的生命過程，在生物的生長發(fā)育中有著重要作用。通過融合，兩套獨(dú)立的雙層脂分子合二為一，完成一定的生物功能。第4頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月主要討論第5頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月脂(50％)、蛋白質(zhì)(42％)、糖(2～8％)（主要）水、無機(jī)鹽、金屬離子（少量）細(xì)胞膜的化學(xué)組成脂雙分子層：膜的基本骨架蛋白質(zhì)：體現(xiàn)膜功能糖：接收信號和保護(hù)作用第6頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月功能復(fù)雜的膜，蛋白質(zhì)含量所占比例大。細(xì)胞膜的化學(xué)組成55%76%線粒體-“能量工廠”髓鞘-“絕緣脂層”18%第7頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月磷脂雙分子層融合過程假說磷脂(phospholipid)的特點:

雙親性分子(amphipathicmolecule):親水頭＋疏水尾

含兩條烴鏈(14-24C)，一條飽和，另一條不飽和

磷脂酰堿基＋磷酸基團(tuán)＋甘油或鞘氨醇＋脂肪酸烴鏈headtails第8頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月磷脂雙分子層融合過程假說雙分子層結(jié)構(gòu)兩套獨(dú)立的膜要合二為一，必然要經(jīng)歷一系列復(fù)雜的中間過程，而對這一過程的理解，主要是從病毒一宿主細(xì)胞間融合過程的研究中總結(jié)得來的，并廣泛應(yīng)用于解釋細(xì)胞間及細(xì)胞內(nèi)膜間膜融合過程。第9頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月磷脂雙分子層融合過程假說經(jīng)過很多的研究和總結(jié)表明，病毒入侵細(xì)胞時病毒膜與細(xì)胞膜一般會經(jīng)歷：膜的靠近，膜的局部接觸，半融合，融合孔的形成，融合孔的擴(kuò)大等過程(圖1)。膜的靠近膜的局部接觸半融合融合孔的形成融合孔的擴(kuò)大第10頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月病毒——宿主細(xì)胞間的膜融合細(xì)胞間的融合細(xì)胞內(nèi)雙層膜間（如線粒體）的融合

（包括內(nèi)膜和細(xì)胞膜的融合）細(xì)胞內(nèi)單層膜間的融合（包括內(nèi)膜和細(xì)胞膜的融合）病毒——宿主細(xì)胞間的膜融合細(xì)胞間的融合天然的膜融合的分類膜融合的分子機(jī)制第11頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月探索膜融合分子機(jī)制的關(guān)鍵是：包膜病毒的膜蛋白較少，而且篩選起來比較簡單，因而對融合的分子機(jī)制的研究也是從此入手，研究的結(jié)果也為其他類的膜融合研究提供了有益的借鑒。介導(dǎo)膜融合的蛋白膜融合的分子機(jī)制第12頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月病毒與細(xì)胞膜融合的分子機(jī)制包膜病毒Ⅰ類病毒Ⅱ類病毒其他類病毒細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)細(xì)胞與細(xì)胞第13頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月病毒與細(xì)胞膜融合的分子機(jī)制細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)細(xì)胞與細(xì)胞Ⅰ類病毒Ⅱ類病毒在I、Ⅱ類病毒．寄主細(xì)胞融合過程中，融合蛋白一般要經(jīng)歷誘發(fā)，插入，變構(gòu)等變化來促進(jìn)膜的融合。第14頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月病毒與細(xì)胞膜融合的分子機(jī)制細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)細(xì)胞與細(xì)胞Ⅰ類病毒、Ⅱ類病毒與細(xì)胞融合機(jī)制的異同點異：融合前：融合糖蛋白前體結(jié)構(gòu)不同融合過程：參與融合的蛋白質(zhì)基本結(jié)構(gòu)不同Ⅱ類病毒比Ⅰ類病毒膜融合過程進(jìn)展快Ⅱ類病毒融合蛋白不形成“纖突”同：融合前：都含有無融合活性的融合糖蛋白前體融合過程：中間體及融合后結(jié)構(gòu)相似融合肽與羧基端跨膜區(qū)都可相互拉近變構(gòu)過程都是從高能量到低能量的不可逆的轉(zhuǎn)變過程第15頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月Sectionheader細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)細(xì)胞與細(xì)胞病毒與細(xì)胞膜融合的分子機(jī)制類似亮氨酸拉鏈的四α一螺旋束的結(jié)構(gòu)(核心SNAREs復(fù)合物)介導(dǎo)融合蛋白：第16頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月Sectionheader細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)細(xì)胞與細(xì)胞病毒與細(xì)胞膜融合的分子機(jī)制囊泡-目標(biāo)膜融合與病毒-寄主細(xì)胞融合兩個重要的不同：(1)介導(dǎo)融合的結(jié)構(gòu)由囊泡和目標(biāo)膜共同提供蛋白形成的，而病毒-宿主融合中融合蛋白只有病毒一方提供。(2)囊泡-目標(biāo)膜融合中，拉鏈結(jié)構(gòu)的組裝就會導(dǎo)致融合(融合的動力可能來自于組裝時C末端所儲存的能量)，并不發(fā)生構(gòu)型變化(有其他輔助因子)，而病毒-寄主細(xì)胞融合中，發(fā)夾要進(jìn)行構(gòu)型變化來促進(jìn)融合。第17頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月Sectionheader細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)細(xì)胞與細(xì)胞病毒與細(xì)胞膜融合的分子機(jī)制第18頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月病毒與細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)細(xì)胞與細(xì)胞膜融合的分子機(jī)制因為細(xì)胞表面比病毒包膜表面存在更多的糖蛋白，并且在細(xì)胞與細(xì)胞融合前細(xì)胞會發(fā)生分化、粘連和遷移，這些原因在一起，決定了尋找細(xì)胞表面的融合蛋白非常困難，盡管這樣，這一領(lǐng)域目前仍取得了一些成果。CD9,CD81,GPI錨蛋白IzumoEFF-1,EFF-2第19頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月病毒與細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)細(xì)胞與細(xì)胞膜融合的分子機(jī)制第20頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月病毒與細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)膜融合的分子機(jī)制細(xì)胞與細(xì)胞根據(jù)目前所取得的研究結(jié)果，我們不妨做如下推測：(2)各類膜融合采用的分子機(jī)制應(yīng)該是不同的。I、Ⅱ類病毒采用了類似的“發(fā)夾”結(jié)構(gòu)，囊泡采用了“類亮氨酸拉鏈”，細(xì)胞間的融合很可能采用其它一種或多種結(jié)構(gòu)，并且它的融合機(jī)制也更為復(fù)雜，牽涉到信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、特定基因的轉(zhuǎn)錄、細(xì)胞骨架的變化、核的變化等。(1)在生物體中，各種膜不僅基本組成類似，而且大多都形成脂質(zhì)雙分子層，因此，融合過