细胞外基质和细胞外被

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,*,第七章细胞外基质,第一节 氨基聚糖和蛋白聚糖,第二节 胶原与弹性蛋白,第三节 非胶原性黏合蛋白,细胞外基质(extracellular matrix)：,分布于细胞外空间，由蛋白质和多糖所构成的纤维网络凝胶结构。,对细胞具有支持、连接、保护、营养作用，提供细胞各种生命活动的微环境等。,细胞外被（cell coat):,又称糖锷，是胞膜外表面覆盖的一层粘多糖物质，是糖与膜蛋白或膜脂共价形成糖蛋白或糖脂，属于细胞膜的结构组分。,概 述,膀胱上皮细胞表面的糖被,细胞外被示意图,胞外基质的组分：,1.氨基聚糖和蛋白聚糖,凝胶样基质,2.胶原和弹性蛋白,纤维网架,3.非胶原糖蛋白（纤连蛋白和层粘连蛋白）,粘着成分,胞外基质,胶原,纤连蛋白,蛋白聚糖,层粘连蛋白,第一节 氨基聚糖和蛋白聚糖,一、氨基聚糖（glycosaminoglycan,GAG）,重复的二糖单位构成的直链多糖。,二糖单位,氨基己糖(氨基葡萄糖/氨基半乳糖),糖醛酸,氨基聚糖分为六种类型：,1.透明质酸（HA）,2.硫酸软骨素（CS）,3.硫酸皮肤素（DS）,4.硫酸角质素（KS）,5.硫酸乙酰肝素（HS）,6.肝素（heparin）,氨基聚糖模式图（A)、蛋白聚糖（B）、,一些氨基聚糖分子式（C），软骨蛋白聚糖的电镜照片（D）,结构特点：最简单，相对分子量大，含大量亲水基团、带负电荷，可结合大量水分子使基质膨胀。,功能特点：赋予组织弹性、抗压性，促进细胞迁移、增殖、创伤修复愈合、阻止细胞分化。,多余的透明质酸被透明质酸酶降解。,透明质酸（hyaluronic acid，HA）,二、蛋白聚糖(proteoglycan,PG）,结构组成：,氨基聚糖,核心蛋白,共价结合,蛋白聚糖单体,蛋白聚糖单体,连接蛋白,透明质酸,蛋白聚糖多聚体,蛋白聚糖结构示意图,氨基聚糖与蛋白聚糖的功能,氨基聚糖带有大量负电荷及具有极强亲水性，,使胞外基质形成多孔的胶冻状，具有：,1.使组织具有弹性和抗压性,2.对物质转运有选择渗透性,3.允许细胞在其间迁移等,第二节 胶原与弹性蛋白,一、胶原（collagen）,胞外基质中，高度特化、水不溶性的纤维蛋白家族。,体内含量最多的蛋白(约占总蛋白的30%)。,不同组织胶原含量差别很大。结缔组织特别丰富。,胶原在不同组织中的含量,/,组,织,胶原的含量,（克,100,克干重）,脱钙骨,88.0,跟,腱,86.0,皮,肤,71.9,角,膜,68.1,软,骨,46-63,韧,带,17.0,主动脉,1224,肺,10,肝,4,（一）胶原（collagen）的,结构,1.原胶原，胶原纤维的基本结构单位，由三条,-螺旋肽链盘绕成的3股螺旋结构。,长300nm,直径15nm。每条肽链约含100个氨基酸残基。,Gly:1/3（甘氨酸，选择性糖基化）,Pro(Hypro)（常羟基化成羟脯氨酸，为胶原特有）,Lys(Hylys)（羟赖氨酸）,一级结构具有三肽重复序列：Gly-X-Y,X=Pro、Y=Hypro或(Hylys),胶原纤维及原胶原,2.胶原纤维（collagen fibril）,不同的原胶原首尾相隔35nm,相邻分子相错1/4长度阶梯式有序排列，侧向间共价结合，彼此交联聚合形成的细纤维束。,胶原的分子结构,原胶原的分子间和分子内交联,胶原原纤维,胶原纤维束,原胶原分子,胶原原纤维,胶原纤维束,赖氨酸残基横联共价结合,3.胶原纤维束,（二）胶原的,类型,I型:皮肤、肌腱、韧带、骨中,II型：软骨,III型:血管壁、疏松结缔组织中,IV型：基底膜,（三）胶原的,合成装配与降解,来源：成纤维细胞、软骨细胞、成骨细胞、上皮细胞等,合成：细胞内（细胞核-内质网-高尔基体-分泌小泡）,装配：细胞外,降解：细胞外,链基因细胞核hnRNAmRNA。,粗面内质网-核糖体,前体肽链,内质网腔：,切去信号肽前体链两端有前肽,前,链。,内质网/高尔基体内：羟基化、糖基化,、,三股,螺旋C端前,肽以二硫键连接形成前胶原分子。,胞外基质：切去前肽,原,胶原分子,自我装配 胶原原,纤维胶原纤维,（四）胶原的功能,含量最高，刚性和抗张力最大，构成胞外基质的骨架结构。,肌腱中平行成束排列，连接肌肉和骨骼，具韧性、抗张性。,在成熟的骨骼、角膜中，形成有序的胶合板样结构，使组织牢固、不易变形的特性。,胶原经细胞表面受体介导与细胞骨架相互作用。,非糖基化疏水纤维蛋白，富含甘氨酸、脯氨,酸，很少羟化。,呈无规则卷曲状态，相互,交联形成胞外基质中,的弹性网络。,具高度弹性及回缩力，在皮肤结缔组织中特别,丰富，使皮肤有高度弹性。,二、弹性蛋白（elastin）,弹性蛋白结构,疏水性短肽,交联短肽(富含Lys),弹性蛋白纤维,伸长,回缩,第三节 非胶原性黏合蛋白,胞外基质中一类多功能大分子。,共同特点：可与细胞结合，也可与胞外基质中其他大分子结合，使细胞与胞外基质粘着，是胞外基质的组织者。,纤粘连蛋白,层粘连蛋白,主要包括：,（一）纤粘连蛋白(fibronectin,FN),1.纤粘连蛋白：,纤维状糖蛋白，亚单位约2500个氨基酸残基，羧基末端二硫键交联成二聚体，呈V字型。,血浆FN（肝实质细胞产生（主），可溶形式，二聚体）,细胞FN（间质细胞产生（主），不溶形式，多聚体）,RGD 三肽序列,Arg-Gly-Asp,(精aa-甘aa-天冬aa),纤粘连蛋白的功能,1.血浆纤粘连蛋白,参与血凝、创伤愈合，增强吞噬细胞的功能。,2.介导细胞与细胞外基质之间粘着。,3.维持细胞形态，调控增殖，迁移，分化等。,基底膜主要结构成分，细胞通常通过层粘连蛋白锚定于基底膜上。,(二)层粘连蛋白(laminin),(重链),(轻链),(轻链),不对称十字形,1.构成基底膜主要成分。,2.保持细胞间粘连，细胞的极性及细胞的分化。,3.调节细胞的迁移，与肿瘤细胞的转移有关。,层粘连蛋白功能：,膜整联蛋白(integrin),跨膜糖蛋白，外连细胞外基质或细胞，胞内连细胞骨架。,配体：FN、LN、胶原等。,结构：,亚基,亚基,RGD 三肽序列,细胞外基质,胶原,纤连蛋白,层粘连蛋白,蛋白聚糖,细胞外基质的生物学功能,1影响细胞的存活、死亡。,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。,4控制细胞的分化。,5参与细胞的迁移。,