细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质

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,#,细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质,细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质,第1页,细胞外基质（,extracellular matrix,，,ECM,）是分布于细胞外空间由蛋白和多糖纤维交织形成网络胶体结构体系。,Scanning electron micrograph of cells embedded in a fibrous extracellular matrix,细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质,第2页,细胞外基质由细胞分泌产生，组成细胞生存、活动外部微环境。,含有支持、连接、储存水分、抗压保护等作用,影响细胞迁移、通讯识别、增殖分化等生命活动。,细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质,第3页,细胞外基质,纤连蛋白,fibronectin,层粘连蛋白,laminin,氨基聚糖,glycosaminoglycan,蛋白聚糖,proteoglycan,胶原,collagen,弹性蛋白,elastin,细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质,第4页,欧洲，地理大发觉时代，长久在海上航行水手经常遭受坏血病折磨。,奇怪是，只要船只靠岸，这种疾病很快就不治而愈了。,病人牙龈溃烂，两腮肿胀，气味难闻，牙齿松动，随时都可能脱落。双腿虚弱无力，皮肤瘙痒疼痛，满是瘀斑与出血点,细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质,第5页,远航海员因为无法吃到新鲜水果蔬菜，体内维生素,C,不能得到补充，时间长了就得了坏血病。,维生素,C,缺乏坏血病,?,细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质,第6页,胶原,collagen,胶原是动物体内广泛分布且含量丰富纤维蛋白质家族。,细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质,第7页,Diversity of Collagens,细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质,第8页,胶原结构,三条肽链（,链）三股超螺旋结构（原胶原,tropocollagen,）胶原原纤维（,collagen fibril,）,细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质,第9页,胶原结构,链由重复,Gly-X-Y,序列组成（,X=pro,，,Y=hyp,）,，呈左手螺旋，每圈含,3,个氨基酸残基。,三股,螺旋相互盘绕成右手超螺旋，即原胶原。,细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质,第10页,胶原结构,原胶原分子间经过侧向共价交联，相互呈阶梯式有序排列聚合成直径不一样、长度不等原纤维。,细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质,第11页,胶原合成,链最初在糙面内质网合成，肽链,N,端、,C,端各含有一段不含,Gly-X-Y,序列前肽，称为前,链。,细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质,第12页,胶原合成,C,端前肽借二硫键形成交联，使三条前,链“对齐”排列。,从,C,端向,N,端自发聚合，形成三股螺旋结构。,细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质,第13页,前肽个别保持非螺旋卷曲。,带有前肽三股螺旋胶原分子称为前胶原（,procollagen,）。,胶原合成,细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质,第14页,HSP47,帮助前胶原形成与转运,HSP47,是前胶原三螺旋结构正确形成确保，基因敲除鼠体内胶原蛋白分子结构异常，无法自行组装形成胶原纤维。,三螺旋结构正确形成后，,HSP47,保持与前胶原结合，运输到高尔基体中形成成熟分子。,细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质,第15页,胶原装配,前胶原被分泌囊泡运到细胞外。,前肽存在，确保了前胶原在运出细胞前不会先行组装成原纤维。,细胞外特异性前胶原肽酶水解前肽结构，形成原胶原。,细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质,第16页,胶原装配,原胶原两端保留有非螺旋端肽区，然后首尾相连而且侧向交联聚合形成胶原原纤维。,胶原原纤维聚合成束,形成胶原纤维。,细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质,第17页,胶原合成障碍引发疾病,成骨不全症,-,由基因突变引发,型胶原合成量降低或结构异常而引发遗传性疾病，表现为骨质疏松，易骨折，骨骼畸形等。,细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质,第18页,Ehlers-Danlos,综合症,-,由,型胶原编码基因突变引发遗传性疾病，表现为皮肤关节可过分伸展，皮肤受伤后愈合差，关节易脱位。,胶原合成障碍引发疾病,细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质,第19页,胶原蛋白在内质网和高尔基体中进行了羟基化和糖基化修饰，羟基化有效确保了三股超螺旋结构稳固。,胶原,修饰,氨基氧化,醛基,在细胞外原胶原发生侧向交联。,细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质,第20页,在原胶原两端非螺旋端肽区发生交联使胶原含有很好抗张强度。,胶原,修饰,醛醇共价交联,细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质,第21页,维生素,C,坏血病？,前,链脯氨酸残基羟基化修饰由脯氨酰,3/,脯氨酰,4,羟化酶催化进行。,维生素,C,是这两种酶所必需辅助因子。,细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质,第22页,维生素,C,与胶原,缺乏维生素,C,造成,前,链,羟化反应不能充分进行，无法形成正常原胶原，结果非羟化前,链在细胞内被降解。,造成血管、肌腱、皮肤变脆，易出血。,细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质,第23页,胶原对皮肤、血管、骨骼、肌腱、韧带、软骨和牙齿等形成和功效都十分主要。,胶原作用,角膜中所含胶原纤维展现片层状排列。,参加疤痕形成,细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质,第24页,弹性蛋白,elastin,弹性蛋白是弹性纤维网络主要成份，也富含甘氨酸和脯氨酸，没有糖基化修饰。,疏水短肽使其含有弹性。,另一类短肽富含丙氨酸和赖氨酸，能在相邻分子间形成交联。,细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质,第25页,可形成无规则卷曲，也能经过赖氨酸残基共价交联，形成疏松而富有弹性交联网络。,细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质,第26页,