细胞外基质作用机理.ppt

第一页，共四十页，2022年，8月28日 本章内容提要 第一节 ECM的成分 一、胶原 二、纤粘连蛋白 三、层粘连蛋白 四、氨基聚糖及蛋白聚糖 五、弹性蛋白 第二节 ECM的生物学作用 第二页，共四十页，2022年，8月28日 机体的各种组织和器官都是由细胞核细胞外基质（ECM）共同组成的。 ECM是指位于上皮或内皮细胞下层、结缔组织细胞周围，为组织、器官甚至整个机体的完整性提供力学支持和物理强度的物质。 什么是ECM？ 第三页，共四十页，2022年，8月28日 骨细胞、软骨组织和结缔组织细胞外基质的扫描电镜照片 左：骨细胞； 中：软骨组织； 右：结缔组织 ECM的成分及组装形式由所产生的细胞决定，并与组织的功能相适应。如：角膜、肌腱。 不同组织的细胞分泌形成的ECM在特性上有显著的差异 。 能够分泌和形成ECM的主要细胞类群是成纤维细胞和少数其他特化组织的细胞。 第四页，共四十页，2022年，8月28日 ECM是细胞外大分子构成的高度的有组织的网络结构。影响细胞的存活、死亡、增殖和分化。 包括：胶原collagen、非胶原糖蛋白non-collagen glycoprotein、氨基聚糖与蛋白聚糖proteoglycan、弹性蛋白elastin等。 第五页，共四十页，2022年，8月28日 结缔组织中含量较高。 主要成分： 不溶性的各类纤维（胶原和弹性蛋白）+可溶性的多聚体蛋白分子（蛋白聚糖和糖蛋白）。 第六页，共四十页，2022年，8月28日 上皮组织的细胞外基质 第七页，共四十页，2022年，8月28日 第一节 ECM的成分 第八页，共四十页，2022年，8月28日 一、胶原Collagen 是人体最丰富的蛋白，占蛋白总量的30％以上。ECM主要成分，属不溶性纤维蛋白质。 功能：骨架结构，参与形成结缔组织，如骨、韧带、基膜、皮肤；参与信号传递。 组成：由原胶原tropocollagen交联而成。 类型：已知至少20种胶原，由不同的结构基因编码。 I、II、III、V、XI型胶原为有横纹的纤维形结构。 第九页，共四十页，2022年，8月28日 各类胶原都有两个共同的特点∶①都是由三条肽链组成；②各类胶原蛋白的氨基酸组成完全不同，这在其他蛋白质中从未发现过。 第十页，共四十页，2022年，8月28日 分子结构： 胶原纤维的基本结构单位是原胶原。 其肽链的一级结构具有(Gly-x-y)n重复序列， 其中x常为脯氨酸(Pro)， y常为羟脯氨酸(Hypro)或羟赖氨酸(Hylys)。 原胶原是由三条α-肽链组成的纤维状蛋白质， 相互拧成三股螺旋状构型， 长300nm， 直径1.5nm。 第十一页，共四十页，2022年，8月28日 原胶原间共价交联，呈阶梯状排列，形成胶原纤维，在电镜下可见间隔67nm的横纹。 新生儿的胶原交联程度低而易于抽提。 老年人胶原交联程度高，组织僵硬老化。 第十二页，共四十页，2022年，8月28日 电镜照片所示的是鸡胚胎结缔组织的胶原纤维; 图解是胶原的分子结构。 第十三页，共四十页，2022年，8月28日 合成：由成纤维细胞、软骨细胞、成骨细胞、上皮细胞分泌。在RER上合成，形成三股螺旋之前于Pro及Lys残基上进行羟基化修饰。 羟化反应由脯氨酰4、脯氨酰3羟化酶催化。 Vc是酶的辅助因子，Vc缺乏导致羟化反应不能进行。非羟化的前α链在细胞内被降解。因而，膳食中缺乏Vc可导致血管、肌腱、皮肤变脆，易出血，称为坏血病。 交联：由侧向相邻的lys或hyl残基氧化后所产生的两个醛基间进行缩合而成。 第十四页，共四十页，2022年，8月28日 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 脊椎动物中胶原的合成、装配与分泌 胶原蛋白是在膜结合核糖体上起始合成的，然后进入内质网，通过内质网和高尔基体的加工修饰和装配，最后分泌到细胞外基质中 第十五页，共四十页，2022年，8月28日 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 胶原装配的主要步骤 由前体肽装配成前胶原时，是通过分子内的交联完成的。而由胶原装配成胶原原纤维(collagen fibril)则是通过分子间的交联 第十六页，共四十页，2022年，8月28日 原胶原共价交联后成为具有抗张强度的不溶性