细胞骨架与细胞运动.pptx

第十二章 细胞骨架与细胞运动细胞骨架与细胞运动学习要求：1、掌握细胞骨架的概念；2、掌握微管、微丝、中间丝的结构组成、装配过程及生物学功能；3、熟悉微管、微丝、中间丝的形态；4、了解微管及微丝特异性药物、结合蛋白。细胞骨架与细胞运动广义上，细胞骨架各级成分可概括如下:多糖细胞外基质纤维蛋白血影蛋白、肌动蛋白细胞膜骨架原肌球蛋白、锚蛋白细胞骨架微丝（狭义上）微管细胞质骨架中间丝核基质细胞核骨架染色体骨架细胞骨架与细胞运动微丝(microfilament, MF)：肌动蛋白丝actin中间丝(intermediate filament, IF)：(粗细化学性质)10nm丝粗丝(thick filament, TF)：肌球蛋白丝第三节 纤丝6~7nm/肌动蛋白/近质膜下方10nm/中间纤维蛋白纤 丝15nm/肌球蛋白/肌肉细胞细胞骨架与细胞运动微丝是指由肌动蛋白组成的、纤维状的实心结构，直径为6~7nm。微丝具有稳定和不稳定两种状态肌肉细胞及少数非肌性细胞为稳定型。例如小肠上皮的微绒毛、细胞间的带状桥粒等。大部分非肌细胞为不稳定型。例如胞质分裂的收缩环等。细胞骨架与细胞运动（一）微丝的形态结构（二）微丝的化学组成肌动蛋白：为微丝基本结构成分。肌动蛋白的存在形式有两种：1. 球状肌动蛋白(G-肌动蛋白)单体：分子量为43kDa；2. 纤维状肌动蛋白(F-肌动蛋白)：是由G-肌动蛋白聚合形成的多聚体，分子量为104kDa。G-肌动蛋白F-肌动蛋白细胞骨架与细胞运动肌动蛋白单体的结构负极外观呈哑铃形具有极性具有ATP的结合位点正极G-肌动蛋白G-肌动蛋白具有极性，每个肌动蛋白单体周围都有4个结构域，呈上、下及两侧排列。具有阳离子(Mg2+、K+或Na+)、ATP(或ADP)的结合位点。肌动蛋白一个重要特点是具有自组装的作用在G肌动蛋白溶液中加入Mg2+、K+和Na+会使G-肌动蛋白聚合成F-肌动蛋白。细胞骨架与细胞运动肌动蛋白折叠以及与Mg-ATP结合模式图ADPATP组装去组装ADPATP细胞骨架与细胞运动PiF-肌动蛋白G-肌动蛋白的头、尾相接形成右手螺旋盘绕的F-actin，每37nm拧成一圈；F-肌动蛋白也具有极性；微丝则专指F-肌动蛋白。经典模型认为微丝是由两条F-肌动蛋白单链螺旋盘绕形成的纤维。F-肌动蛋白细胞骨架与细胞运动微丝的正极聚合速度较快，负极较慢细胞骨架与细胞运动（三）微丝结构及组装G-actinF-actin细胞骨架与细胞运动1、微丝的组装过程经历两个阶段：成核期：G-肌动蛋白先聚合成短的不稳定的寡聚体，当聚合体达到一定的长度 (3或4个亚单位)时就形成了稳定的种子，或者叫核。生长期：G-肌动蛋白不断地结合到核心的两端，使微丝延长。聚合快的一端称为正极，聚合慢的一端称为负极。细胞骨架与细胞运动 成核期生长期微丝组装的两个阶段细胞骨架与细胞运动“+”极“-”极G-肌动蛋白F-肌动蛋白(微丝)的右手螺旋结构“+”极“-”极肌动蛋白单 体微丝装配的踏车现象微丝的组装与解聚细胞骨架与细胞运动微绒毛 胞质分 裂 环 “-”极“+”极 永久性结构暂时性结构在大多数非肌肉细胞中：一种动态结构——组装和解聚——维持细胞形态和细胞运动细胞骨架与细胞运动装配过程细胞骨架与细胞运动2、影响微丝组装的因素ATP：ATP肌动蛋白易与其他肌动蛋白结合，且聚合速度与浓度成正比。而ADP肌动蛋白易从微丝末端解聚。球形肌动蛋白临界浓度： 离子种类和浓度： Ca2+及低浓度Na+和K+→解聚， Mg2+及高浓度Na+和 K+ →聚合细胞骨架与细胞运动（四）微丝结合蛋白(1) 横连蛋白: (cross-linking protein)(2) 戴帽蛋白:(capping protein)(3) 单体稳定蛋白:(monomer stablizing protein)根据其功能可分为以下三类:具有两个和多个肌动蛋白结合位点，能同时结合多条微丝，将多条微丝横连成束或成网能结合到微丝的一端，对微丝的长度和装卸具有调节作用能与肌动蛋白单体结合, 具有抑制G-肌动蛋白装配成F-肌动蛋白、进而调节G-肌动蛋白和F-肌动蛋白之间的动态平衡的作用细胞骨架与细胞运动血影蛋白毛缘蛋白?-辅肌动蛋白细丝蛋白(1) 横连蛋白:?-辅肌动蛋白(?-actinin) 细丝蛋白(filamin)毛缘蛋白(fimbrin) 血影蛋白(spectrin)粘着斑蛋白(vinculin) 踝蛋白(talin)束捆蛋白 (fascin) 肌球蛋白Ⅰ(myosin I)肌球蛋白II (myosin II) 张力蛋白 (tensin) 细胞骨架与细胞运动细胞骨架与细胞运动凝溶胶蛋白(gelsolin)片断化蛋白(fragmin)+微绒毛蛋白(villin)(2) 戴帽蛋白