首页生物学细胞生物学细胞生物学 04 第四章 细胞质膜与细胞表面.ppt

04 第四章 细胞质膜与细胞表面.ppt

页数:131页文件大小:10.58 MB来源: 细胞生物学ppt课件

本课件围绕细胞质膜展开,先梳理质膜结构模型的演进与生物膜的流动性、不对称性特征,再讲解膜脂、膜蛋白与膜骨架,最后系统介绍细胞连接的三种功能类型与细胞外基质的组成。

第四章细胞质膜与细胞表面章节导览页,分为质膜与表面特化结构、细胞连接、细胞外被与细胞外基质三节
细胞质膜相关概念页,区分细胞质膜、细胞内膜与生物膜,并列出结构模型、膜脂与膜蛋白三项内容
第一节后续内容导览页,涵盖光脱色恢复技术、生物膜结构特征、质膜功能与膜骨架特化结构
查看本课件的文字版(共 131 页,供检索与复制)

第1页:第四章 细胞质膜与细胞表面

第四章细胞质膜与细胞表面

  • 细胞质膜与细胞表面特化结构
  • 细胞连接
  • 细胞外被与细胞外基质

第2页:细胞质膜与内膜的概念

膜脂—
生物膜的基本组成成分
  • 第一节细胞质膜与细胞表面特化结构细胞质膜(plasmamembrane),又称细胞膜(cellmembrane)。细胞内膜(intracellularmembrane);生物膜(biomembrane)
  • 细胞质膜的结构模型
  • 膜蛋白

第3页:第一节内容导览

第一节细胞质膜与细胞表面特化结构

  • 光脱色恢复技术
  • 生物膜结构特征
  • 细胞质膜的功能
  • 膜骨架与细胞表面的特化结构

第4页:第二节 细胞连接

第二节细胞连接

  • 细胞连接的功能分类
  • 封闭连接
  • 锚定连接
  • 通讯连接
  • 细胞表面的粘连分子

第5页:细胞质膜的结构模型导览

一、细胞质膜的结构模型

  • 研究简史
  • 结构模型
  • 生物膜结构

第6页:质膜结构模型的发展历程

结构模型:下表按时间顺序列出四种代表性细胞质膜结构模型。

细胞质膜结构模型的提出者与年代
年代提出者结构模型
1925E. Gorter 和 F. Grendel“蛋白质-脂类-蛋白质”三夹板质膜结构模型
1959J. D. Robertson单位膜模型(unit membrane model)
1972S. J. Singer 和 G. Nicolson生物膜的流动镶嵌模型(fluid mosaic model)
1997K. Simons 等脂筏模型(lipid rafts model)

第7页:生物膜结构的三个要点

生物膜结构

  • 磷脂双分子层是组成生物膜的基本结构成分,尚未发现膜结构中起组织作用的蛋白;
  • 蛋白分子以不同方式镶嵌在脂双层分子中或结合在其表面,膜蛋白是赋予生物膜功能的主要决定者;
  • 生物膜是磷脂双分子层嵌有蛋白质的二维流体。“Centraldogma”ofmembranebiology

第8页:膜脂的流动性

膜的流动性

  • 膜脂的流动性膜脂的流动性主要由脂分子本身的性质决定的:脂肪酸链越短,不饱和程度越高,膜脂的流动性越大。温度对膜脂的运动有明显的影响。在细菌和动物细胞中常通过增加不饱和脂肪酸的含量来调节膜脂的相变温度以维持膜脂的流动性。在动物细胞中,胆固醇对膜的流动性起重要的双向调节作用。

第9页:膜蛋白的流动性

膜的流动性

  • 膜蛋白的流动
  • 荧光抗体免疫标记实验
  • 成斑现象(patching)或成帽现象(capping)
  • 膜的流动性受多种因素影响;细胞骨架不但影响膜蛋白的运动,也影响其周围的膜脂的流动。膜蛋白与膜脂分子的相互作用也是影响膜流动性的重要因素

第10页:膜的不对称性

膜的不对称性

膜蛋白与糖蛋白的不对称性膜蛋白的不对称性
每种膜蛋白分子在细胞膜上都具有明确的方向性;糖蛋白糖残基均分布在质膜的 ES面;膜蛋白的不对称性是生物膜完成复杂的在时间与空间上有序的各种生理功能的保证。
  • 细胞质膜各部分的名称
  • 膜脂与糖脂的不对称性
  • 糖脂仅存在于质膜的 ES面,是完成其生理功能的结构基础

第11页:膜脂概览

二、膜脂——生物膜的基本组成成分

  • 成分:膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三种类型。
  • 膜脂的4种热运动方式
  • 脂质体(liposome)

第12页:膜脂的成分

膜脂成分

  • 磷脂:膜脂的基本成分(50%以上)
  • 分为二类:甘油磷脂和鞘磷脂
  • 主要特征:
  • ①具有一个极性头和两个非极性的尾(脂肪酸链)(心磷脂除外);
  • ②脂肪酸碳链碳原子为偶数,多数碳链由16,18或20个组成;
  • ③饱和脂肪酸(如软脂酸)及不饱和脂肪酸(如油酸);
  • 糖脂:糖脂普遍存在于原核和真核细胞的质膜上(5%以下),神经细胞糖脂含量较高;
  • 胆固醇:胆固醇存在于真核细胞膜上(30%以下),细菌质膜不含有胆固醇,但某些细菌的膜脂中含有甘油脂等中性脂类。

第13页:膜脂的四种热运动方式

膜脂的运动方式:下表列出脂分子在膜中的四种热运动。

膜脂的四种热运动方式
运动方式说明
侧向扩散(lateral diffusion)沿膜平面的侧向运动,为基本运动方式,扩散系数约10⁻⁸cm²/s
旋转运动(rotation)脂分子围绕轴心的自旋运动
伸缩运动(flexion)脂分子尾部的摆动
翻转扩散(flip-flop)双层脂分子之间的翻转运动,发生频率不到侧向交换频率的10⁻¹⁰;内质网膜上新合成磷脂的翻转频率很高

第14页:脂质体

  • 脂质体(liposome)脂质体是根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的人工膜。
  • 脂质体的类型。
  • 脂质体的应用

第15页:脂质体的类型

脂质体的类型(a)水溶液中的磷脂分子团;(b)球形脂质体;(c)平面脂质体膜;(d)用于疾病治疗的脂质体的示意图

第16页:脂质体的应用

脂质体的应用

  • 研究膜脂与膜蛋白及其生物学性质;
  • 脂质体中裹入 DNA可用于基因转移;
  • 在临床治疗中,脂质体作为药物或酶等载体

第17页:膜蛋白概览

三、膜蛋白

  • 基本类型
  • 内在膜蛋白与膜脂结合的方式
  • 外在膜蛋白与膜脂结合的方式
  • 去垢剂(detergent)

第18页:膜蛋白的基本类型

  • 外在(周边)膜蛋白(extrinsic/peripheralmembraneproteins);
  • 水溶性蛋白,靠离子键或其它弱键与膜内表面的蛋白质分子或脂分子极性头部非共价结合,易分离。
  • 内在(整合)膜蛋白(intrinsic/integralmembraneproteins)。
  • 水不溶性蛋白,形成跨膜螺旋,与膜结合紧密,需用去垢剂使膜崩解后才可分离。
  • 脂质锚定蛋白(lipid-anchoredproteins)
  • 通过磷脂或脂肪酸锚定,共价结合。基本类型

第19页:内在膜蛋白与膜脂结合的方式

  • 膜蛋白的跨膜结构域与脂双层分子的疏水核心的相互作用。
  • 跨膜结构域两端携带正电荷的氨基酸残基与磷脂分子带负电的极性头形成离子键,或带负电的氨基酸残基通过 Ca 2+、Mg 2+等阳离子与带负电的磷脂极性头相互作用。
  • 某些膜蛋白在细胞质基质一侧的半胱氨酸残基上共价结合脂肪酸分子,插入脂双层之间,进一步加强膜蛋白与脂双层的结合力,还有少数蛋白与糖脂共价结合。

第20页:去垢剂

  • 去垢剂是一端亲水、另一端疏水的两性小分子,是分离与研究膜蛋白的常用试剂。
  • 离子型去垢剂(SDS)非离子型去垢剂(Triton X-100)

第21页:

第22页:确定膜蛋白方向的实验程序

四、确定膜蛋白方向的实验程序

  • 胰酶消化法
  • 同位素标记法

第23页:光脱色恢复技术FRAP

  • 四、光脱色恢复技术(fluorescence recovery after photobleaching, FRAP)
  • 研究膜蛋白或膜脂流动性的基本实验技术之一。
  • 程序:根据荧光恢复的速度可推算出膜蛋白或膜脂扩散速度。

第24页:生物膜结构的特征

生物膜结构的特征

  • 膜的流动性:生物膜的基本特征之一,细胞进行生命活动的必要条件。
  • 膜的不对称性
  • 膜的分相现象。

第25页:细胞质膜的功能

七、细胞质膜的功能

  • 为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境;
  • 选择性的物质运输,包括代谢底物的输入与代谢产物的排除,其中伴随着能量的传递;
  • 提供细胞识别位点,并完成细胞内外信息跨膜传递;
  • 为多种酶提供结合位点,使酶促反应高效而有序地进行;
  • 介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接;
  • 质膜参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。

第26页:膜骨架与细胞表面特化结构

  • 八、膜骨架与细胞表面的特化结构细胞质膜常常与膜下结构(主要是细胞骨架系统)相互联系,协同作用,并形成细胞表面的某些特化结构以完成特定的功能。
  • 膜骨架
  • 膜骨架的概念
  • 指细胞质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构,它参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。
  • 红细胞的生物学特性
  • 膜骨架赋予红细胞质膜既有很好的弹性又具有较高强度。
  • 红细胞质膜蛋白及膜骨架

第27页:红细胞质膜蛋白及膜骨架

红细胞质膜蛋白及膜骨架

  • 红细胞质膜蛋白的 SDS-PAGE
  • 红细胞膜骨架的结构

第28页:细胞连接的功能分类

一、细胞连接的功能分类

  • 封闭连接(occludingjunctions)
  • 紧密连接(tightjunction)
  • 锚定连接(anchoring junctions)
  • 通讯连接(communicatingjunctions)
  • 间隙连接(gapjunction);
  • 神经细胞间的化学突触(chemicalsynapse);
  • 植物细胞中的胞间连丝(plasmodesmata)。

第29页:锚定连接的分类

锚定连接(anchoring junctions)

  • 与中间纤维相关的锚定连接:
  • 桥粒(desmosome)
  • 半桥粒(hemidesmosome);
  • 与肌动蛋白纤维相关的锚定连接:
  • 粘合带(adhesionbelt);
  • 粘合斑(focaladhesion)

第30页:封闭连接与紧密连接

二、封闭连接

  • 紧密连接是封闭连接的主要形式,存在于上皮细胞之间
  • 紧密连接的结构
  • 紧密连接的功能
  • 形成渗漏屏障,起重要的封闭作用;
  • 隔离作用,使游离端与基底面质膜上的膜蛋白行使各自不同的膜功能;
  • 支持功能
  • 紧密连接嵴线中的两类蛋白:
  • 封闭蛋白(occludin),跨膜四次的膜蛋白(60KD);
  • claudin蛋白家族(现已发现15种以上)

第31页:锚定连接导览

三、锚定连接

  • 锚定连接在组织内分布很广泛,在上皮组织,心肌和子宫颈等组织中含量尤为丰富
  • 锚定连接的类型、结构与功能
  • 锚定连接的结构组成

第32页:锚定连接的类型与结构功能

锚定连接的类型、结构与功能

  • 与中间纤维相连的锚定连接
  • 桥粒:铆接相邻细胞,提供细胞内中间纤维的锚定位点,形成整体网络,起支持和抵抗外界压力与张力的作用。
  • 半桥粒:半桥粒与桥粒形态类似,但功能和化学组成不同。它通过细胞质膜上的膜蛋白整合素将上皮细胞固着在基底膜上,在半桥粒中,中间纤维不是穿过而是终止于半桥粒的致密斑内。
  • 与肌动蛋白纤维相连的锚定连接
  • 粘合带:位于紧密连接下方,相邻细胞间形成一个连续的带状结构。间隙约15~20nm,也称带状桥粒(beltdesmosome)。
  • 粘合斑:细胞通过肌动蛋白纤维和整连蛋白与细胞外基质之间的连接方式。

第33页:锚定连接的结构组成

锚定连接的结构组成

  • 通过锚定连接将相邻细胞的骨架系统或将细胞与基质相连形成一个坚挺、有序的细胞群体。锚定连接具有两种不同形式:
  • 与中间纤维相连的锚定连接主要包括桥粒和半桥粒;
  • 与肌动蛋白纤维相连的锚定连接主要包括粘合带与粘合斑。
  • 构成锚定连接的蛋白可分成两类:
  • 细胞内附着蛋白(attachment proteins),将特定的细胞骨架成分(中间纤维或微丝)同连接复合体结合在一起(desmoplakin)
  • 跨膜连接的糖蛋白,其细胞内的部分与附着蛋白相连, 细胞外的部分与相邻细胞的跨膜连接糖蛋白相互作用或与胞外基质相互作用。(desmoglein, desmocollin)

第34页:通讯连接导览

四、通讯连接

  • 间隙连接:分布广泛,几乎所有的动物组织中都存在间隙连接。
  • 神经细胞间的化学突触
  • 存在于可兴奋细胞之间的细胞连接方式,它通过释放神经递质来传导神经冲动。
  • 胞间连丝:高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接,完成细胞间的通讯联络。
  • 胞间连丝结构
  • 胞间连丝的功能

第35页:间隙连接导览

间隙连接

  • 间隙连接结构
  • 间隙连接的蛋白成分
  • 间隙连接的功能及其调节机制
  • 间隙连接的通透性是可以调节的

第36页:间隙连接的结构

间隙连接结构

  • 间隙连接处相邻细胞质膜间的间隙为2~3nm。
  • 连接子(connexon)是间隙连接的基本单位。每个连接子由6个connexin分子组成。连接子中心形成一个直径约1.5nm的孔道。
  • 连接单位由两个连接子对接构成。

第37页:间隙连接的蛋白成分

间隙连接的蛋白成分

  • 已分离20余种构成连接子的蛋白,属同一蛋白家族,其分子量26—60KD不等;
  • 连接子蛋白具有4个α-螺旋的跨膜区,是该蛋白家族最保守的区域。
  • 连接子蛋白的一级结构都比较保守,并有相似的抗原性。
  • 不同类型细胞表达不同的连接子蛋白,间隙连接的孔径与调控机制有所不同。

第38页:间隙连接的功能及其调节机制

间隙连接的功能及其调节机制

  • 间隙连接在代谢偶联中的作用
  • 间隙连接在神经冲动信息传递过程中的作用
  • 电突触(electronicjunction)快速实现细胞间信号通讯
  • 间隙连接调节和修饰相互独立的神经元群的行为
  • 间隙连接在早期胚胎发育和细胞分化过程中的作用

第39页:间隙连接通透性的调节

间隙连接的通透性是可以调节的

  • 降低胞质中的p H值和提高自由 Ca 2+的浓度都可以使其通透性降低
  • 间隙连接的通透性受两侧电压梯度的调控及细胞外化学信号的调控

第40页:胞间连丝

胞间连丝

  • 胞间连丝结构相邻细胞质膜共同构成的直径20-40nm的管状结构
  • 胞间连丝的功能
  • 实现细胞间由信号介导的物质有择性的转运;
  • 实现细胞间的电传导;
  • 在发育过程中,胞间连丝结构的改变可以调节植物细胞间的物质运输。

第41页:细胞表面的粘连分子

  • 五、细胞表面的粘连分子同种类型细胞间的彼此粘连是许多组织结构的基本特征。细胞与细胞间的粘连是由特定的细胞粘连分子所介导的。
  • 粘连分子的特征与类型
  • 特征粘连分子均为整合膜蛋白,在胞内与细胞骨架成分相连;多数要依赖 Ca 2+或 Mg 2+才起作用。
  • 粘连分子类型及细胞间粘着方式
  • 类型
  • 粘着方式

第42页:粘连分子的类型

类型

  • 钙粘素(Cadherins)
  • 选择素(Selectin)
  • 免疫球蛋白超家族的 CAM(Ig-Superfamily,Ig SF)
  • 整合素(Integrins)
  • 质膜整合蛋白聚糖也介导细胞间的粘着。

第43页:钙粘素Cadherins

Cadherins:属同亲性依赖 Ca 2+的细胞粘连糖蛋白,介导依赖 Ca 2+的细胞粘着和从 ECM到细胞质传递信号。对胚胎发育中的细胞识别、迁移和组织分化以及成体组织器官构成具有主要作用。(30多个成员的糖蛋白家族)E-Cadherins(epithelial),N-Cadherins(neural),P-Cadherins(placental),桥粒钙粘素。

第44页:选择素Selectin

Selectin:属异亲性依赖于 Ca 2+的能与特异糖基识别并相结合的糖蛋白,其胞外部分具有凝集素样结构域(lectin-likedomain)。主要参与白细胞与脉管内皮细胞之间的识别与粘着。P(Platelet)选择素 E(Endothelial)选择素 L(Leukocyte)选择素。

第45页:免疫球蛋白超家族IgSF

Ig-Superfamily,Ig SF:分子结构中具有与免疫球蛋白类似的结构域的 CAM超家族。介导同亲性细胞粘着或介导异亲性细胞粘着,但其粘着作用不依赖 Ca 2+,其中 N-CAMs在神经组织细胞间的粘着中起主要作用。

第46页:整合素Integrins

Integrins:由

  • 和
  • 两个亚基形成的异源二聚体糖蛋白。人体细胞中已发现16种
  • 链和8种
  • 链,它们相互配合形成22种不同的二聚体整合素,可与不同的配基结合,从而介导细胞与基质、细胞与细胞之间的粘着。

第47页:细胞粘着方式导览

粘着方式

  • 细胞中主要的粘连分子家族
  • 与细胞锚定连接相关的粘连分子
  • 非锚定连接(nonjunctional adhesion)的细胞粘连分子及其作用部位

第48页:细胞中主要的粘连分子家族

  • 细胞与细胞连接主要成员 Ca 2+或 Mg 2+依赖性胞内骨架成分与细胞连接关系钙粘素选择素免疫球蛋白类血细胞整合素 E、N、P-钙粘素桥粒钙粘素 P-选择素 N-细胞粘着分子
  • Lb 2+++-+Actin纤维中等纤维 Actin纤维粘着带桥粒---细胞与基质连接整合素质膜蛋白聚糖约20种类型
  • 6b 4Syndecans++-Actin纤维中等纤维 Actin纤维粘着斑半桥粒-细胞中主要的粘连分子家族

第49页:与锚定连接相关的粘连分子

  • 细胞连接类型粘连分子胞外胞内某些结合蛋白细胞骨架类型细胞与细胞连接桥粒钙粘素desmogleinsdesmocollins相邻细胞的钙粘素desmoplakinsplakoglobin中等纤维粘着带钙粘素(E-钙粘素)同上 Vinculin Catenin微丝细胞与胞外基质连接半桥粒整合素(α6
  • 4)胞外基质蛋白(基底膜蛋白)desmoplakin-like蛋白中等纤维粘着斑整合素胞外基质蛋白talinvinculinα-actinin微丝与细胞锚定连接相关的粘连分子

第50页:非锚定连接的细胞粘连分子

非锚定连接的细胞粘连分子及其作用部位(深色)

第51页:非锚定连接的细胞间粘着方式

非锚定连接的细胞间粘着方式示意图1.钙粘素;2.免疫球蛋白类细胞粘着分子;3.选择素;4.整合素;5.质膜整合蛋白聚糖

第52页:第三节 细胞外被与细胞外基质

第三节细胞外被与细胞外基质

  • 基本概念
  • 胶原(collagen)
  • 糖胺聚糖和蛋白聚糖
  • 层粘连蛋白和纤粘连蛋白
  • 弹性蛋白(elastin)
  • 植物细胞壁

第53页:细胞外结构的基本概念

一、基本概念

  • 细胞外被(cell coat)又称糖萼(glycocalyx)
  • 细胞外基质(extracellular matrix)
  • 真核细胞的细胞外结构(extracellularstructures)

第54页:胶原概览

二、胶原(collagen)

  • 胶原是胞外基质最基本结构成份之一,动物体内含量最丰富的蛋白(总量的30%以上)。
  • 常见的胶原类型及其在组织中的分布
  • 胶原及其分子结构
  • 胶原的合成与加工
  • 胶原的功能

第55页:糖胺聚糖和蛋白聚糖

三、糖胺聚糖和蛋白聚糖

  • 糖胺聚糖(glycosaminoglycan,GAGs)
  • 蛋白聚糖(proteoglycan)

第56页:层粘连蛋白和纤粘连蛋白

四、层粘连蛋白和纤粘连蛋白

  • 层粘连蛋白(laminin)
  • 纤粘连蛋白(fibronectin)

第57页:弹性蛋白elastin

五、弹性蛋白(elastin)

  • 弹性蛋白是弹性纤维的主要成分;主要存在于脉管壁及肺。
  • 弹性纤维与胶原纤维共同存在,分别赋予组织以弹性及抗张性。
  • 弹性蛋白是高度疏水的非糖基化蛋白,具有两个明显的特征:
  • 构象呈无规则卷曲状态;
  • 通过 Lys残基相互交连成网状结构。

第58页:植物细胞壁的组成与功能

六、植物细胞壁

  • 植物细胞壁的组成
  • 植物细胞壁的功能
  • 增加细胞强度,提供支持功能;
  • 信息储存库的功能:产生多种寡糖素作为信号物质,或抵抗病、虫害,或作为细胞生长和发育的信号物质。

第59页:细胞外基质的结构与功能

细胞外基质(extracellular matrix)

  • 结构组成:指分布于细胞外空间,由细胞分泌的蛋白和多糖所构成的网络结构
  • 主要功能:
  • 构成支持细胞的框架,负责组织的构建;
  • 胞外基质三维结构及成份的变化,改变细胞微环境从而对细胞形态、生长、分裂、分化和凋亡起重要的调控作用。
  • 胞外基质的信号功能

第60页:糖萼glycocalyx

糖萼(glycocalyx)

  • 结构组成:指细胞质膜外表面覆盖的一层粘多糖物质,实际指细胞表面与质膜中的蛋白或脂类分子共价结合的寡糖链。
  • 功能:不仅对膜蛋白起保护作用,而且在细胞识别中起重要作用。

第61页:真核细胞的细胞外结构

真核细胞的细胞外结构:下表对比动物细胞与植物细胞的胞外结构组成。

真核细胞的细胞外结构
生物种类细胞外结构结构纤维水化基质组分粘连分子
动物细胞细胞外基质胶原、弹性蛋白蛋白聚糖纤粘连蛋白、层粘连蛋白
植物细胞细胞壁纤维素半纤维素、伸展蛋白、果胶质—

说明:源文件该页为粘连文本,表格按“生物种类—细胞外结构—结构纤维—水化基质组分—粘连分子”五列重新切分;植物细胞一列原文未见粘连分子项,留空待核对。

第62页:常见胶原类型及其组织分布

常见的胶原类型及其在组织中的分布

  • 胶原是细胞外基质中最主要的水不溶性纤维蛋白;
  • Ⅰ~Ⅲ型胶原含量最丰富,形成类似的纤维结构;但并非所有胶原都形成纤维;
  • Ⅰ型胶原纤维束,主要分布于皮肤、肌腱、韧带及骨中,具有很强的抗张强度;
  • Ⅱ型胶原主要存在于软骨中;
  • Ⅲ型胶原形成微细的原纤维网,广泛分布于伸展性的组织,如疏松结缔组织;
  • Ⅳ型胶原形成二维网格样结构,是基膜的主要成分及支架。

第63页:胶原及其分子结构

胶原及其分子结构

  • 胶原纤维的基本结构单位是原胶原;
  • 原胶原是由三条肽链盘绕成的三股螺旋结构;
  • 原胶原肽链具有 Gly-x-y重复序列,对胶原纤维的高级结构的形成是重要的;
  • 在胶原纤维内部,原胶原蛋白分子呈1/4交替平行排列,形成周期性横纹。

第64页:胶原的合成与加工

胶原的合成与加工含信号肽的原α链(前原胶原)形成前胶原加工修饰后进入分泌小泡水解成胶原胶原纤维糙面内质网的核糖体上内质网腔高尔基体细胞外

第65页:胶原合成与加工示意图

胶原的合成与加工

第66页:胶原的功能

胶原的功能

  • 胶原在胞外基质中含量最高,刚性及抗张力强度最大,构成细胞外基质的骨架结构,细胞外基质中的其他组分通过与胶原结合形成结构与功能的复合体。
  • 在不同组织中,胶原组装成不同的纤维形式,以适应特定功能的需要。
  • 胶原可被胶原酶特异降解,而参入胞外基质信号传递的调控网络中。

第67页:糖胺聚糖

糖胺聚糖

  • 糖胺聚糖是由重复的二糖单位构成的长链多糖
  • 二糖单位之一是氨基己糖(氨基葡萄糖或氨基半乳糖)+糖醛酸;
  • 糖胺聚糖:透明质酸、4-硫酸软骨素、6-硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、肝素和硫酸角质素等。

第68页:透明质酸及其生物学功能

糖胺聚糖

  • 透明质酸(hyaluronicacid)及其生物学功能
  • 透明质酸是增殖细胞和迁移细胞的胞外基质主要成分,也是蛋白聚糖的主要结构组分
  • 透明质酸在结缔组织中起强化、弹性和润滑作用
  • 透明质酸使细胞保持彼此分离,使细胞易于运动迁移和增殖并阻止细胞分化

第69页:蛋白聚糖的结构

蛋白聚糖

  • 蛋白聚糖见于所有结缔组织和细胞外基质及许多细胞表面
  • 蛋白聚糖由氨基聚糖与核心蛋白(coreprotein)的丝氨酸残基共价连接形成的巨分子
  • 若干蛋白聚糖单体借连接蛋白以非共价键与透明质酸结合形成多聚体

第70页:蛋白聚糖的特性与功能

蛋白聚糖

  • 蛋白聚糖的特性与功能
  • 显著特点是多态性:不同的核心蛋白,不同的氨基聚糖;
  • 软骨中的蛋白聚糖是最大巨分子之一,赋予软骨以凝胶样特性和抗变形能力;
  • 蛋白聚糖可视为细胞外的激素富集与储存库,可与多种生长因子结合,完成信号的传导。

第71页:层粘连蛋白laminin

层粘连蛋白(laminin)

  • 层粘连蛋白是高分子糖蛋白(820KD),动物胚胎及成体组织的基膜的主要结构组分之一;
  • 层粘连蛋白的结构由一条重链和两条轻链构成
  • 细胞通过层粘连蛋白锚定于基膜上;
  • 层粘连蛋白中至少存在两个不同的受体结合部位:
  • 与Ⅳ型胶原的结合部位;
  • 与细胞质膜上的整合素结合的 Arg-Gly-Asp(R-G-D)序列。

第72页:纤粘连蛋白的主要功能

纤粘连蛋白(fibronectin)

  • 纤粘连蛋白是高分子量糖蛋白(220-250KD)
  • 纤粘连蛋白分型:
  • 纤粘连蛋白的主要功能:
  • 介导细胞粘着,进而调节细胞的形状和细胞骨架的组织,促进细胞铺展;
  • 在胚胎发生过程中,纤粘连蛋白对于许多类型细胞的迁移和分化是必须的;
  • 在创伤修复中,纤粘连蛋白促进巨噬细胞和其它免疫细胞迁移到受损部位;
  • 在血凝块形成中,纤粘连蛋白促进血小板附着于血管受损部位。

第73页:纤粘连蛋白的分型与结构

  • 血浆纤粘连蛋白是二聚体,由两条相似的 A链及 B链组成,整个分子呈 V形。
  • 细胞纤粘连蛋白是多聚体。
  • 纤粘连蛋白不同的亚单位为同一基因的表达产物,每个亚单位由数个结构域构成,RGD三肽序列是为细胞识别的最小结构单位
  • 纤粘连蛋白的膜蛋白受体为整合素家族成员之一,在其细胞外功能区有与 RGD高亲和性结合部位。

第74页:植物细胞壁的组成(一)

植物细胞壁的组成

  • 纤维素分子
  • 纤维素微原纤维(microfibril),
  • 为细胞壁提供了抗张强度
  • 半纤维素(hemicellulose):木糖、半乳糖和葡萄糖等组成的高度分支的多糖
  • 介导微原纤维连接彼此连接或介导微原纤维与其它基质成分(果胶质)连接
  • 果胶质(pectin):含有大量携带负电荷的糖,结合 Ca 2+等阳离子,被高度水化形成凝胶
  • 果胶质与半纤维素横向连接,参与细胞壁复杂网架的形成。

第75页:植物细胞壁的组成(二)

植物细胞壁的组成

  • 伸展蛋白(extensin):糖蛋白,在初生壁中含量可多达15%,糖的总量约占65%。
  • 木质素(lignin):由酚残基形成的水不溶性多聚体。
  • 参与次生壁形成,并以共价键与细胞壁多糖交联,大大增加了细胞壁的强度与抗降解。

第76页:

第77页:

第78页:

第79页:

第80页:

第81页:

第82页:

第83页:

第84页:

第85页:

第86页:

第87页:

第88页:

第89页:

第90页:

第91页:

第92页:

第93页:

第94页:

第95页:

第96页:

第97页:

第98页:

第99页:

第100页:

第101页:

第102页:

第103页:

第104页:

第105页:

第106页:

第107页:

第108页:

第109页:

第110页:

第111页:膀胱上皮细胞表面的糖被

膀胱上皮细胞表面的糖被,钌红染色的电镜超薄切片(梁凤霞,丁明孝)

第112页:

第113页:

第114页:胶原纤维的分子结构与电镜照片

(a)胶原纤维的分子结构与形成过程(Ⅰ~Ⅶ);(b)胶原纤维的电镜照片

第115页:

第116页:

第117页:

第118页:

第119页:

第120页:

第121页:

第122页:

第123页:

第124页:

第125页:

第126页:

第127页:

第128页:

第129页:

第130页:

第131页:

顶部目录