细胞外基质细胞生物学在线

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,*,http:/,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,*,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,*,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,*,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,*,第十章 细胞外基质,EXTRACELLULAR MATRIX ECM,本章内容提要,第一节,ECM,的成分,胶原、纤粘连蛋白、层粘连蛋白、氨基聚糖及蛋白聚糖、弹性蛋白的结构特点,第二节,ECM,的生物学作用,ECM,是细胞外大分子构成的网络。包括：胶原、非胶原糖蛋白、氨基聚糖与蛋白聚糖、弹性蛋白等。,结缔组织中含量较高。,影响细胞的存活、死亡、增殖和分化。,MACROMOLECULAR ORGANIZATION OF ECM,第一节,ECM,的成分,一、胶原,Collagen,是人体最丰富的蛋白，占蛋白总量的,30,以上。参与形成结缔组织，如骨、韧带、基膜、皮肤。,组成：由原胶原交联而成。,类型：已知至少,19,种，由不同基因编码。,I,、,II,、,III,、,V,、,XI,型为有横纹的纤维结构。,原胶原：,3,条肽链形成的螺旋，含三种结构：螺旋区、非螺旋区及球形结构域。,原胶原每条链由重复的,Gly-X-Y,序列构成。,X=pro,，,Y=hyp,或,hyl,，重复序列使,链卷曲为左手螺旋。三股链绕成右手超螺旋。,Structures of the collagen,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,缺乏导致坏血病。,Collagen fibril bundles:a branching assembly unit in tendon morphogenesis,Collagen fibrils around a fibroblast,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。交联后后形成不溶性纤维，原胶原呈阶梯状排列，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。,TEM image of collagen,Collagen,二、纤粘连蛋白,Fibronectin,（,FN,）,含糖，有,5,7,个有特定功能的结构域。类型：,FN,有,20,多种亚单位。同一基因编码，转录后拼接不同，形成异型分子。,血浆,FN,：,V,字形二聚体，可溶，存在于血浆、体液。,细胞,FN,：多聚体，不溶，存在于,ECM,及细胞表面。,组装：,不自发组装，受细胞表面受体指导。,肿瘤细胞表面,FN,减少，因受体异常所致。,功能：,连接细胞到,ECM,上；,FN,上的,RGD,（,Arg-Gly-Asp,）序列可与细胞表面的整合素结合。,人工,RGD,三肽可抑制细胞在,FN,基质上粘附。,fibronectin dimer,Fibronectin helps connect the inside of the cell to the outside,三、层粘连蛋白,laminin(LN),结构：,由,3,条肽链借二硫键交联成十字形分子。,已知,7,种,LN,，,8,种亚单位，由不同基因编码。,含糖,15,-28,，有,50,条左右,N-,连接的糖链。,功能：,组成基膜，是胚胎发育中最早出现的,ECM,。,Laminin Structure,Basal lamina,四、氨基聚糖及蛋白聚糖,1,氨基聚糖,glycosaminoglycan,GAG,是重复二糖单位构成的无分枝长链多糖。,二糖单位通常由氨基已糖和糖醛酸组成。,分为：透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、肝素、硫酸角质素。,除,HA,及肝素外，其他,GAG,不游离存在。,HA,是唯一不硫酸化的,GAG,，含多达,10,万个糖基。可结合大量水分子，赋予组织一定的抗压性。,氨基聚糖的分子特性及分布,2,蛋白聚糖,是,GAG(,除,HA),与核心蛋白的共价结合物。,核心蛋白在高尔基体中装配,GAG,链。,先合成,4,糖连接桥（,Xyl-Gal-Gal-GlcUA,）连接到,Ser,上（,Ser-Gly-X-Gly,），然后延长糖链。,HA,能够以非共价键连接许多蛋白聚糖，形成巨分子。,A Proteoglycan Complex.,Galactose N-Acetyl-D-glucosamine,D-glucuronic acid N-Acetyl-D-galactosamine,五、弹性蛋白,elastin,构成弹性纤维，由,2,类短肽交替排列构成。,一种是疏水短肽，赋予分子以弹性；,另一种为富,Ala,及,Lys,残基的,螺旋，负责在相邻分子间交联，形成网状结构。,老年组织中弹性蛋白的生成减少，降解增强，以致组织失去弹性。,Elastin,第二节 细胞外基质的生物学作用,1,影响细胞的存活、死亡：如上皮细胞脱离,ECM,则发生,anoikis,，称定着依赖性。,2,决定细胞的形状：不同细胞具有不同的,ECM,，介导的细胞骨架组装的状况不同，表现出不同的形状。,3,调节细胞的增殖：如定着依赖性生长（,anchorage dependent growth,）。,4,控制细胞的分化：如，成肌细胞在纤粘连蛋白上增殖并保持未分化的表型；而在层粘连蛋白上则停止增殖，进行分化，融合为肌管。,5,参与细胞的迁移：细胞的迁移依赖于细胞的粘附与细胞骨架的组装。,