细胞骨架与细胞运动

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,细胞骨架与细胞的运动,第一节 微管,第二节 微丝,第三节 中间纤维,第四节 细胞的运动,第五节 细胞骨架与疾病,第一节 微 管,一、微管蛋白与微管的结构,组成分子：,、-微管蛋白异二聚体,微管蛋白,存在形式：,单 管,：由,13,根原纤维组成,二联管,：,A管,13根原纤维、,B管,10根原纤维,分布于,纤毛杆部,、,鞭毛杆部,三联管,：,A管,13根原纤维、,B管,和,C管,10根,分布于,中心粒,、,纤毛,和,鞭毛基体,、-异二聚体,3根原纤维,1根原纤维,微管结构,纤毛,杆部,二联管基部,三联管,三联管,二、微管结合蛋白,结 构,碱性微管结合域,酸性突出区域,种 类,MAP-1、MAP-2、tau,MAP-4,三、微管的装配与动力学,微管装配过程分3个时期：,成核期：,核心形成，,、微管蛋白聚,合成短的寡聚体，形成13根原纤,维，合拢成一段微管。,聚合期：,微管延长，新的二聚体增加到微,管正端，微管延长。,稳定期：,微管长度稳定，游离微管蛋白浓,度达到临界浓度，组装与去组装,速度相等。,（一）微管装配的起始点是微管组织中心,微管组织中心：,位点：,中心体、纤毛的基体,作用：,协助微管装配过程的成核,微管蛋白环形复合体：,形态：,含有,1013个,微管蛋白的环形,结构，与微管直径相同,作用：,刺激微管核心形成,微管蛋白在中心体上的聚合,（二）微管的体外装配,条件：,微管蛋白的浓度、GTP的存在,GTP帽：,GTP-微管蛋白亚基,存在位点：,微管两端,功 能：,防止微管解聚,作用过程：,微管生长速度快时，为GTP帽,微管生长速度慢时，为GDP帽,正端：,具有GTP帽，添加速度大于GTP水解,负端：,具有GDP帽，添加速度小于GTP水解,微管组装,踏车运动,（三）微管的体内装配,核心：,微管蛋白,微管蛋白帽：,稳定在负端,（四）很多因素影响微管组装和解聚,促进组装：,紫杉醇,抑制组装：,秋水仙素、秋水仙胺、长,春花碱、长春新碱,四、微管的功能,（一）微管构成细胞内的网状支架，支持和维持细胞的形态,（二）微管参与中心粒、纤毛和鞭毛的形成,（三）微管参与细胞内物质运输,（四）微管维持细胞内细胞器的定位和分布,（五）微管参与染色体的运动，调节细胞分裂,（六）微管参与细胞内信号传导,以细胞核（黄）为中心呈辐射排列的微管（红）,（一）微管构成细胞内的网状支架，支持和,维持细胞的形态,（二）微管参与中心粒、纤毛和鞭毛的形成,中心体结构模型,鞭毛轴丝结构,纤毛运动,（三）微管参与细胞内物质运输,动力蛋白,Dynein,+,-,驱动蛋白,Kinesin,-,+,（四）微管维持细胞内细胞器的定,位和分布,（五）微管参与,染色体的运动,，调,节,细胞分裂,（六）微管参与细胞内信号传导,第二节 微 丝,一、肌动蛋白与微丝的结构,肌动蛋白,单体：,G,-肌动蛋白，哑铃形,亚基：,阳离子、,ATP,结合位点,肌球蛋白结合位点,特性：,极性，正端、负端,微丝：,构成：,G,-肌动蛋白单体形成双股螺旋,链多聚体,直径：,58nm,极性：,正端生长快,负端生长慢,二、微丝结合蛋白及其功能,非肌细胞,单体隔离蛋白、交联蛋白、末端阻断蛋白、纤维切割蛋白、肌动蛋白纤维解聚蛋白、膜结合蛋白,肌细胞,肌球蛋白、原肌球蛋白、肌钙蛋白,发光的肌动蛋白微丝,培养的上皮细胞中的应力纤维微丝（红）；微管（绿）,三、微丝的装配机制,（一）微丝的组装过程分为成核、聚合和稳定三个阶段,成核期：,形成稳定的三聚体，核心形成,聚合期：,G-肌动蛋白在核心两端聚合,稳定期：,组装速度与去组装速度相等,微丝的装配机制,（二）微丝的组装可用踏车模型和 非稳态动力学模型来解释,踏车模型,正端：,G-肌动蛋白单体增加而延长,负端：,单体解离而缩短,总长度：,肌动蛋白丝的净长度不变,肌动蛋白的踏车行为,非稳态动力模型,ATP：,是调节微丝组装的,主要因素,ATP-肌动蛋白：,对纤维状肌动蛋白末,端亲和力高，使微丝延长。,ADP-肌动蛋白：,对纤维状肌动蛋白末,端亲和力低，使微丝缩短。,（三）影响微丝组装和去组装的因素,促进组装,：,Mg,2+,、高浓度的Na,+,、K,+,促进解聚,：ATP、Ca,2+,、低浓度的Na,+,、,K,+,四、微丝的功能,（一）构成细胞的支架，维持细胞的形态,（二）参与细胞运动,（三）参与细胞分裂,（四）参与肌肉收缩,（五）参与细胞内物质运输,（六）参与细胞内信号传递,（一）构成细胞的支架，维持细胞的形态,维持细胞形态,（二）参与细胞运动,中性粒细胞,巨噬细胞1,巨噬细胞2,（三）参与细胞分裂,（四）参与肌肉收缩,肌肉收缩的基本单位,：肌节,肌节的主要成分,：肌原纤维,肌原纤维的组成,：粗肌丝、细肌丝,粗肌丝的组成,：肌球蛋白,细肌丝的组成,：肌动蛋白、原肌球蛋白、肌钙蛋白,肌节模式图,肌球蛋白结构模式图（上）粗肌丝（下）,细肌丝的组成,肌肉收缩图解,肌肉收缩,第三节 中间纤维,一、中间纤维的结构和类型,（一）中间纤维是丝状蛋白多聚体,直径：,10nm,单体：,蛋白质纤维分子，长丝状,结构：,中间区：,一个,螺旋（高度保守）,两 侧：,球形的N端和C端（高度可变）,中间纤维结构模式图,（二）中间纤维蛋白的类型和分布较为 复杂,型：,酸性角蛋白,型：,中性/碱性角蛋白,型：,波形蛋白、结蛋白、外周蛋白等,型：,神经丝蛋白,型：,核纤层蛋白,型：,巢蛋白,二、中间纤维的装配和调节,单体：,氨基头部、羧基尾部、中间杆状区域,超螺旋二聚体：,2个单体螺旋杆之间形成卷曲,四聚体：,2个超螺旋二聚体反向平行相连,是中间纤维组装的基础亚单位,多个四聚体排列组装在一起,8个四聚体装配成中间纤维,特性：,无极性,中间纤维的组装,三、中间纤维的功能,（一）在细胞内形成一个完整的网状骨架系统,（二）为细胞提供机械强度支持,（三）参与细胞连接,（四）参与细胞内信息传递及物质运输,（五）维持细胞核膜稳定,（六）参与细胞分化,第四节 细胞的运动,一、微管与细胞运动,二、微丝与细胞运动,三、细胞运动的调节机制,一、微管与细胞运动,二、微丝与细胞运动,第五节 细胞骨架与疾病,一、细胞骨架与肿瘤,二、细胞骨架蛋白与神经系统疾病,三、细胞骨架与遗传性疾病,角蛋白内的中间丝-,单纯性疱性表皮松解症,淀粉样蛋白沉积形成老年斑,绞扭成团的神经丝,