細(xì)胞生物學(xué)-5細(xì)胞膜與細(xì)胞表面

1、第四章 細(xì)胞質(zhì)膜與細(xì)胞表面,PLASMA MEMBRANE AND ITS SURFACE STRUCTURES,重點(diǎn)與難點(diǎn),細(xì)胞膜、膜骨架、細(xì)胞連接和細(xì)胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能 生物膜上蛋白質(zhì)的構(gòu)筑狀況及運(yùn)動(dòng)的測(cè)量,學(xué)習(xí)要求,掌握細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能以及相關(guān)研究技術(shù)的知識(shí) 理解細(xì)胞表面的特化結(jié)構(gòu)和細(xì)胞黏附分子的知識(shí) 掌握細(xì)胞連接和細(xì)胞外基質(zhì)等內(nèi)容，并在此基礎(chǔ)上形成“單個(gè)細(xì)胞是如何構(gòu)成多細(xì)胞有機(jī)體的”整體的、概括的印象,細(xì)胞質(zhì)膜與細(xì)胞表面特化結(jié)構(gòu) 細(xì)胞外被與細(xì)胞外基質(zhì) 細(xì)胞連接,第一節(jié) 細(xì)胞質(zhì)膜與細(xì)胞表面特化結(jié)構(gòu),細(xì)胞質(zhì)膜(plasma membrane)是指包圍在細(xì)胞表面的一層極薄的膜，基本作用是

2、保持細(xì)胞內(nèi)微環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定， 并參與同外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換、能量和信息傳遞。另外， 細(xì)胞質(zhì)膜在細(xì)胞的生存、生長(zhǎng)、分裂、 分化中起重要作用,胞質(zhì)膜(cytoplasmic membrane)存在于細(xì)胞質(zhì)中各膜結(jié)合細(xì)胞器中的膜，包括核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基體膜、溶酶體膜、線粒體膜、葉綠體膜、過(guò)氧化物酶體膜等,細(xì)胞內(nèi)主要的胞質(zhì)膜,由于細(xì)菌沒(méi)有內(nèi)膜，所以細(xì)菌的細(xì)胞質(zhì)膜代行胞質(zhì)膜的作用,生物膜(biomembrane，or biological membrane)是細(xì)胞內(nèi)膜和質(zhì)膜的總稱。生物膜是細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)，它不僅具有界膜的功能，還參與全部的生命活動(dòng),細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)模型 膜脂生物膜的基本組成成分 膜糖 膜

3、蛋白 膜的流動(dòng)性 膜的不對(duì)稱性 確定膜蛋白方向的實(shí)驗(yàn)程序 確定膜脂方向的實(shí)驗(yàn)程序 分子生物學(xué)技術(shù)在膜蛋白研究上的應(yīng)用 細(xì)胞質(zhì)膜的功能 骨架與細(xì)胞表面的特化結(jié)構(gòu),一、細(xì)胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)模型,一、細(xì)胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)模型,研究簡(jiǎn)史 結(jié)構(gòu)模型 生物膜結(jié)構(gòu)的特征,E. Overton 1895 發(fā)現(xiàn)凡是溶于脂肪的物質(zhì)很容易透過(guò)植物的細(xì)胞膜，而不溶于脂肪的物質(zhì)不易透過(guò)細(xì)胞膜，因此推測(cè)細(xì)胞膜由連續(xù)的脂類物質(zhì)組成。 E. Gorter 是膜蛋白的溶劑，一些蛋白通過(guò)疏水端同膜脂作用，使蛋白鑲嵌在膜上，得以執(zhí)行特殊的功能; 膜脂為某些膜蛋白(酶)維持構(gòu)象、表現(xiàn)活性提供環(huán)境, 一般膜脂本身不參與反應(yīng)(細(xì)菌的膜脂參與反應(yīng));

4、 膜上有很多酶的活性依賴于膜脂的存在。有些膜蛋白只有在特異的磷脂頭部基團(tuán)存在時(shí)才有功能,膜脂的功能,膜脂的不對(duì)稱性,細(xì)胞質(zhì)膜各部分的名稱 膜脂與糖脂的不對(duì)稱性 糖脂僅存在于質(zhì)膜的ES面，是完成其生理功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 非對(duì)稱性形成原因: 磷脂:ER胞質(zhì)半膜合成,Flippase選擇性轉(zhuǎn)運(yùn) 糖脂: 催化糖基化反應(yīng)的酶位于Golgi非胞質(zhì)半膜,轉(zhuǎn)運(yùn)不變,存在于原核和真核細(xì)胞的質(zhì)膜上（5以下）,神經(jīng)細(xì)胞糖脂含量較高；細(xì)胞質(zhì)膜上所有的膜糖都位于質(zhì)膜的外表面，內(nèi)膜系統(tǒng)中的膜糖則位于內(nèi)表面,膜糖,自然界存在的單糖及其衍生物有200多種,但存在于膜的糖類只有其中的9種, 而在動(dòng)物細(xì)胞膜上的主要是7種： D-葡萄

5、糖（D-Glucose) D-半乳糖 (D-galactose) D-甘露糖 (D-mannose) L-巖藻糖 (L-fucose) N-乙酰半乳糖胺 (N-acetyl-D-galactosamine) N-乙?；咸烟前?(N-acetyl-glucosamine) 唾液酸 (sialic acid,膜糖的存在方式,通過(guò)共價(jià)鍵同膜脂或膜蛋白相連，即以糖脂或糖蛋白的形式存在于細(xì)胞質(zhì)膜上,O-連接:是糖鏈與肽鏈中的絲氨酸或蘇氨酸殘基相連，O-連接糖鏈較短， 約含4個(gè)糖基。 N-連接: 是糖鏈與肽鏈中天冬酰胺殘基相連，N-連接的糖鏈一般有10個(gè)以上的糖基。另外，N連接的方式較O連接普遍,糖同氨

6、基酸的連接主要有兩種形式，即O-連接和N-連接,膜糖的功能,細(xì)胞與環(huán)境的相互作用（保持各種組織的相對(duì)獨(dú)立） 接觸抑制 蛋白質(zhì)分選 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 保護(hù)作用等,糖脂決定血型,血型是由紅細(xì)胞膜脂或膜蛋白中的糖基決定的。A血型的人紅細(xì)胞膜脂寡糖鏈的末端是N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)，B血型的人紅細(xì)胞膜脂寡糖鏈的末端是半乳糖(Gal)，O型則沒(méi)有這兩種糖基，而AB型的人則在末端同時(shí)具有這兩種糖,三、膜蛋白,基本類型 膜蛋白的分離提取去垢劑(detergent) 膜蛋白功能及研究方法,外周蛋白(peripheral protein)又稱附著蛋白。這種蛋白完全外露在脂雙層的內(nèi)外兩側(cè),主要是通過(guò)非共價(jià)健附著在

7、脂的極性頭部, 或整合蛋白親水區(qū)的一側(cè), 間接與膜結(jié)合。 水溶性蛋白,靠離子鍵或其它弱鍵與膜表 面的蛋白質(zhì)分子或脂分子結(jié)合，易分離,基本類型,整合蛋白(integral protein) 又稱內(nèi)在蛋白、跨膜蛋白，部分或全部鑲嵌在細(xì)胞膜中或內(nèi)外兩側(cè)，以非極性氨基酸與脂雙分子層的非極性疏水區(qū)相互作用而結(jié)合在質(zhì)膜上。實(shí)際上,整合蛋白幾乎都是完全穿過(guò)脂雙層的蛋白,親水部分暴露在膜的一側(cè)或兩側(cè)表面; 疏水區(qū)同脂雙分子層的疏水尾部相互作用 水不溶性蛋白，與膜結(jié)合緊密，需用去垢劑使膜崩解后才可分離,脂錨定蛋白通過(guò)共價(jià)鍵的方式同脂分子結(jié)合，位于脂雙層的外側(cè)。同脂的結(jié)合有兩種方式，一種是蛋白質(zhì)直接結(jié)合于脂雙分子

8、層，另一種方式是蛋白并不直接同脂結(jié)合，而是通過(guò)一個(gè)糖分子間接同脂結(jié)合,去垢劑是一端親水一端疏水的兩性小分子,是分離與研究膜蛋白的常用試劑。 離子型去垢劑(SDS)和非離子型去垢劑（Triton X-100,非極性端同蛋白質(zhì)的疏水區(qū)作用，取代膜脂，極性端指向水中， 形成溶于水的去垢劑-膜蛋白復(fù)合物， 從而使膜蛋白在水中溶解、變性、沉淀,去垢劑在膜蛋白分離中的作用,膜蛋白的功能,運(yùn)輸?shù)鞍祝耗さ鞍字杏行┦沁\(yùn)輸?shù)鞍?轉(zhuǎn)運(yùn)特殊的分子和離子進(jìn)出細(xì)胞; 酶：有些是酶，催化相關(guān)的代謝反應(yīng); 連接蛋白：有些是連接蛋白,起連接作用； 受體：起信號(hào)接收和傳遞作用,功能蛋白 示例 作用方式 運(yùn)輸?shù)鞍?Na泵 主動(dòng)將N

9、a+泵出細(xì)胞，K+泵入細(xì)胞 連接蛋白 整合素 將細(xì)胞內(nèi)肌動(dòng)蛋白與細(xì)胞外基質(zhì)蛋白相連 受體蛋白 血小板生長(zhǎng)因子 同細(xì)胞外的PDGF結(jié)合、在細(xì)胞質(zhì)內(nèi) 產(chǎn)生信 號(hào)， 引起細(xì)胞的生長(zhǎng)與分裂 酶 腺苷酸環(huán)化酶 在細(xì)胞外信號(hào)作用下，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)cAMP產(chǎn)生,膜蛋白的研究方法,用去垢劑分離小的跨膜蛋白, 是膜蛋白研究的重要手段： 當(dāng)去除去垢劑并加入磷脂后,可使膜蛋白復(fù)性并恢復(fù)功能。 有人用這種方法研究了膜中Na+-K+-ATP酶的功能,鈉鉀ATP酶的功能研究,四、膜的流動(dòng)性(membrane fluidity,膜脂的運(yùn)動(dòng)方式 脂的流動(dòng)是造成膜流動(dòng)性的主要因素，概括起來(lái)，膜脂的運(yùn)動(dòng)方式主要有四種。 側(cè)向擴(kuò)散(l

10、ateral diffusion)； 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(rotation)； 伸縮運(yùn)動(dòng)（flex）； 翻轉(zhuǎn)擴(kuò)散(transverse diffusion)， 又稱為翻轉(zhuǎn),膜蛋白的運(yùn)動(dòng) 由于膜蛋白的相對(duì)分子質(zhì)量較大，同時(shí)受到細(xì)胞骨架的影響，它不可能象膜脂那樣運(yùn)動(dòng)。主要有以下幾種運(yùn)動(dòng)形式： 隨機(jī)移動(dòng) 有些蛋白質(zhì)能夠在整個(gè)膜上隨機(jī)移動(dòng)。移動(dòng)的速率比用人工脂雙層測(cè)得的要低。 定向移動(dòng) 有些蛋白比較特別，在膜中作定向移動(dòng)。例如，有些膜蛋白在膜上可以從細(xì)胞的頭部移向尾部。 局部擴(kuò)散 有些蛋白雖然能夠在膜上自由擴(kuò)散，但只能在局部范圍內(nèi)擴(kuò)散,膜的流動(dòng)性的生理意義,細(xì)胞質(zhì)膜適宜的流動(dòng)性是生物膜正常功能的必要條件。 酶活

11、性與流動(dòng)性有極大的關(guān)系，流動(dòng)性大活性高。 如果沒(méi)有膜的流動(dòng)性，細(xì)胞外的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)無(wú)法進(jìn)入，細(xì)胞內(nèi)合成的胞外物質(zhì)及細(xì)胞廢物也不能運(yùn)到細(xì)胞外，這樣細(xì)胞就要停止新陳代謝而死亡。 膜流動(dòng)性與信息傳遞有著極大的關(guān)系。 如果沒(méi)有流動(dòng)性，能量轉(zhuǎn)換是不可能的。 膜的流動(dòng)性與發(fā)育和衰老過(guò)程都有相當(dāng)大的關(guān)系,人鼠細(xì)胞融合試驗(yàn)： 1970年，Larry Frye和Michael Edidin 進(jìn)行了鼠、人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)，令人信服地證明膜的流動(dòng)性,膜流動(dòng)性研究方法,淋巴細(xì)胞的成帽效應(yīng) 通過(guò)抗體交聯(lián)膜蛋白分子聚集成斑(patching)、成帽(capping)的現(xiàn)象也是膜蛋白在膜平面?zhèn)认驍U(kuò)散的例子,根據(jù)熒光恢復(fù)的速度可推算

12、出膜蛋白或膜脂擴(kuò)散速度,光脫色熒光恢復(fù)技術(shù),膜流動(dòng)性的研究方法,膜的流動(dòng)性受多種因素影響,影響膜流動(dòng)性的因素主要來(lái)自膜本身的組成成分、遺傳因子及環(huán)境的理化因素(如溫度、pH、離子強(qiáng)度、藥物等,溫度,溫度是影響膜流動(dòng)性的最主要的因素。膜的骨架成份是脂，如同其他的物質(zhì)一樣，既可以晶態(tài)，又可以液態(tài)存在，主要是根據(jù)溫度的變化而定。 相變溫度（transition temperature） 在生理?xiàng)l件下, 膜脂多呈擬液態(tài)（liquid-like state）。溫度下降至某點(diǎn), 則變?yōu)榫B(tài)（frozen crystalline gel）。一定溫度下, 晶態(tài)又可熔解再變成液晶態(tài)，這種臨界溫度稱為相變溫度,溫

13、度對(duì)膜運(yùn)動(dòng)性影響,膽固醇,在相變溫度以上,它可使磷脂分子的脂酰鏈末端的運(yùn)動(dòng)減小,即限制膜的流動(dòng)性。 在相變溫度以下,可增加脂類分子脂酰鏈的運(yùn)動(dòng),這樣可以增強(qiáng)膜的流動(dòng)性,膜脂的組成對(duì)流動(dòng)性的影響,脂的組成對(duì)膜流動(dòng)性的影響主要在三個(gè)方面:脂肪酸鏈的長(zhǎng)度、脂肪酸鏈的飽和程度、脂中卵磷脂和鞘磷脂的比例,加強(qiáng)膜脂雙層的穩(wěn)定性， 增加膜脂有序性并降低其流動(dòng)性， 調(diào)節(jié)膜的機(jī)械性能,卵磷脂/鞘磷脂比值的影響,哺乳動(dòng)物膜中,卵磷脂(phosphatidycholine)和鞘磷脂(sphingomyelin)的含量約占整個(gè)膜脂的50%; 卵磷脂所含的脂肪酸鏈的不飽和程度高,鏈較短,相變溫度低,因此卵磷脂含量高,流

14、動(dòng)性大; 而鞘磷脂的脂肪酸鏈的飽和程度高,相變溫度也高,因此,鞘磷脂的含量高,流動(dòng)性低,影響膜蛋白運(yùn)動(dòng)的因素,膜骨架對(duì)膜蛋白流動(dòng)性的影響,細(xì)胞外基質(zhì)對(duì)整合蛋白移動(dòng)的影響,膜蛋白與另一細(xì)胞的膜蛋白作用限制了自身的移動(dòng); 膜中其他不動(dòng)蛋白限制了膜蛋白的移動(dòng),五、膜的不對(duì)稱性,質(zhì)膜不對(duì)稱性是指細(xì)胞質(zhì)膜脂雙層中各種成分不是均勻分布的，包括種類和數(shù)量的不均勻。 樣品經(jīng)冰凍斷裂處理后，細(xì)胞膜可從脂雙層中央斷開(kāi)，各斷面命名為：ES，細(xì)胞外表面（extrocytoplasmic surface）；EF，細(xì)胞外小頁(yè)斷面（extrocytoplasmic face）；PS，原生質(zhì)表面（protoplasmic s

15、urface）；PF，原生質(zhì)小頁(yè)斷面（protoplasmic face）,冰凍蝕刻技術(shù)揭示的膜結(jié)構(gòu),膜脂的不對(duì)稱性 膜脂的不對(duì)稱性表現(xiàn)在脂雙層中分布的各類脂的比例不同， 各種細(xì)胞的膜脂不對(duì)稱性差異很大,膜脂的不對(duì)稱分布,膜蛋白的不對(duì)稱 每種膜蛋白在膜中都有特定的排布方向，與其功能相適應(yīng)，這是膜蛋白不對(duì)稱性的主要因素。膜蛋白的不對(duì)稱性包括外周蛋白分布的不對(duì)稱以及整合蛋白內(nèi)外兩側(cè)氨基酸殘基數(shù)目的不對(duì)稱,紅細(xì)胞的血型糖蛋白分子伸向膜內(nèi)、外側(cè)面的氨基酸殘基的數(shù)目不對(duì)稱。 血影蛋白分布在紅細(xì)胞膜的內(nèi)側(cè)面。 一般說(shuō),細(xì)胞質(zhì)面的蛋白比外表面少,一些酶和受體多處于外表面,如,膜糖的不對(duì)稱 膜糖以糖蛋白或糖脂

16、的形式存在，無(wú)論是糖蛋白還是糖脂的糖基都是位于膜的外表面,磷脂與糖脂分布的不對(duì)稱性,膜糖分布的不對(duì)稱性,膜的不對(duì)稱性的意義,膜脂、膜蛋白及膜糖分布的不對(duì)稱性導(dǎo)致了膜功能的不對(duì)稱性和方向性,保證了生命活動(dòng)的高度有序性。 膜不僅內(nèi)外兩側(cè)的功能不同, 不同區(qū)域的功能也不相同。造成這種功能上的差異,主要是膜蛋白、膜脂和膜糖分布不對(duì)稱引起的。 細(xì)胞間的識(shí)別、運(yùn)動(dòng)、物質(zhì)運(yùn)輸、信號(hào)傳遞等都具有方向性。這些方向性的維持就靠分布不對(duì)稱的膜蛋白、膜脂和膜糖來(lái)提供,五、確定膜蛋白方向的實(shí)驗(yàn)程序,胰酶消化法 同位素標(biāo)記法,用乳過(guò)氧化物酶進(jìn)行膜蛋白標(biāo)記。過(guò)氧化物酶的分子較大而不能透過(guò)細(xì)胞膜，這樣可以用于標(biāo)記膜外表面的蛋

17、白，標(biāo)記后，分離膜蛋白，電泳分離和放射自顯影進(jìn)行鑒定,放射性標(biāo)記法測(cè)定膜蛋白分布的不對(duì)稱性,確定膜脂方向的實(shí)驗(yàn)程序,脂酶處理法,由于紅細(xì)胞具有血影現(xiàn)象，只要將紅細(xì)胞置于低離子濃度的溶液中，紅細(xì)胞就會(huì)發(fā)生滲漏釋放出內(nèi)含物，得到只有紅細(xì)胞膜的空殼。然后調(diào)整溶液中的Mg2+離子濃度，改變紅細(xì)胞小泡的狀態(tài)。若是從溶液中除去Mg2+， 則形成外翻的小泡，若是加入Mg2+則是正常方向的小泡， 然后用脂酶分別處理這兩種紅細(xì)胞膜。常用的脂酶是磷脂酶(phospholipase)，這種酶也是因?yàn)橄鄬?duì)分子質(zhì)量大而不通過(guò)細(xì)胞膜，所以磷脂酶只能附著在膜泡的外表面，能夠被磷脂酶水解的就是位于外表面的磷脂，然后再根據(jù)它原

18、來(lái)的狀態(tài)，確定在紅細(xì)胞膜脂中的定向,七、細(xì)胞質(zhì)膜的功能,為細(xì)胞的生命活動(dòng)提供相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境; 選擇性的物質(zhì)運(yùn)輸,包括代謝底物的輸入與代謝 產(chǎn)物的排除,其中伴隨著能量的傳遞; 提供細(xì)胞識(shí)別位點(diǎn),并完成細(xì)胞內(nèi)外信息跨膜傳遞; 為多種酶提供結(jié)合位點(diǎn),使酶促反應(yīng)高效而有序地進(jìn)行; 介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞、細(xì)胞與基質(zhì)之間的連接; 質(zhì)膜參與形成具有不同功能的細(xì)胞表面特化結(jié)構(gòu),細(xì)胞膜的功能,界膜和區(qū)室化 調(diào)節(jié)運(yùn)輸 功能區(qū)室化 信號(hào)的檢測(cè)與傳遞 參與細(xì)胞間的相互作用 能量轉(zhuǎn)換,骨架與細(xì)胞表面的特化結(jié)構(gòu),質(zhì)膜常與膜下結(jié)構(gòu)(主要是細(xì)胞骨架系統(tǒng))相互聯(lián)系,協(xié)同作用, 并形成細(xì)胞表面的某些特化結(jié)構(gòu)完成特定的功能。 膜骨架

19、膜骨架的概念 指細(xì)胞質(zhì)膜下與膜蛋白相連的由纖維蛋白組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),它參與維持細(xì)胞質(zhì)膜的形狀并協(xié)助質(zhì)膜完成多種生理功能。 紅細(xì)胞的生物學(xué)特性 膜骨架賦予紅細(xì)胞質(zhì)膜既有很好的彈性又具有較高強(qiáng)度。 紅細(xì)胞質(zhì)膜蛋白及膜骨架,紅細(xì)胞質(zhì)膜蛋白及膜骨架,紅細(xì)胞質(zhì)膜蛋白的SDS-PAGE 紅細(xì)胞膜骨架的結(jié)構(gòu),紅細(xì)胞膜骨架的網(wǎng)狀支架的形成及與膜的結(jié)合過(guò)程大致分為三步： 首先是血影蛋白與4.1蛋白、肌動(dòng)蛋白的相互作用 4.1蛋白同血型糖蛋白相互作用 第三是錨定蛋白與血影蛋白、帶3蛋白的相互作用,第二節(jié) 細(xì)胞連接(Cell junctions,細(xì)胞連接的功能分類 封閉連接 錨定連接 通訊連接 細(xì)胞表面的粘連分子,細(xì)

20、胞連接,細(xì)胞連接是細(xì)胞間的聯(lián)系結(jié)構(gòu)，是細(xì)胞質(zhì)膜局部區(qū)域特化形成的，在結(jié)構(gòu)上包括膜特化部分、質(zhì)膜下的胞質(zhì)部分及質(zhì)膜外細(xì)胞間的部分。細(xì)胞連接是多細(xì)胞有機(jī)體中相鄰細(xì)胞之間通過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜相互聯(lián)系, 協(xié)同作用的重要基礎(chǔ),一、細(xì)胞連接的功能分類,封閉連接(occluding junctions) 緊密連接(tight junction) 錨定連接(anchoring junctions) 通訊連接(communicating junctions) 間隙連接(gap junction)； 神經(jīng)細(xì)胞間的化學(xué)突觸(chemical synapse)； 植物細(xì)胞中的胞間連絲(plasmodesmata,二、緊密連接

21、,緊密連接是封閉連接的主要形式，存在于上皮細(xì)胞之間 緊密連接的結(jié)構(gòu) 緊密連接的功能 緊密連接嵴線中的兩類蛋白： 封閉蛋白（occludin），跨膜四次的膜蛋白（60KD）； claudin蛋白家族（現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)15種以上,緊密連接通常位于上皮頂端兩相鄰細(xì)胞間,存在部位,肌組織毛細(xì)管的細(xì)胞間的緊密連接，箭頭所指是兩細(xì)胞質(zhì)膜的融合處,結(jié)構(gòu),緊密蛋白(occludin)顆粒重復(fù)形成的一排排的索將兩相鄰細(xì)胞連接起來(lái)， 緊密蛋白顆粒象焊接線一樣，將相鄰細(xì)胞間連接起來(lái)，并封閉了細(xì)胞間的空隙,緊密連接的功能,連接細(xì)胞 防止物質(zhì)雙向滲漏 (膀胱中必須嚴(yán)格防止尿液回流到組織，另外腸道中的物質(zhì)進(jìn)入體液也必須仔細(xì)調(diào)節(jié)控

22、制。這些分子從細(xì)胞層的一側(cè)移向另一側(cè)的惟一途徑就是通過(guò)運(yùn)輸?shù)鞍讈?lái)精確控制 ) 限制了膜蛋白在脂分子層的流動(dòng)，維持細(xì)胞的極性(腸道表皮細(xì)胞含有不同運(yùn)輸?shù)鞍孜挥谀c道表面的細(xì)胞質(zhì)膜，而位于基底面的細(xì)胞質(zhì)膜含較少運(yùn)輸?shù)鞍?。由于脂層是流?dòng)的，只有靠緊密連接阻止膜蛋白從一側(cè)向另一側(cè)的擴(kuò)散，從而維持著細(xì)胞的極性,緊密連接與細(xì)胞極性,錨定連接(anchoring junctions,與中間纖維相關(guān)的錨定連接： 橋粒(desmosome) 半橋粒(hemidesm osome); 與肌動(dòng)蛋白纖維相關(guān)的錨定連接： 粘合帶(adhesion belt)； 粘合斑(focal adhesion,三、錨定連接(anch

23、oring junctions,是通過(guò)膜上特異蛋白將相鄰細(xì)胞之間的細(xì)胞骨架連接在一起，或?qū)⒓?xì)胞骨架與胞外基質(zhì)連接在一起，從而賦予細(xì)胞很強(qiáng)的抗機(jī)械力，因此在皮膚和心肌中含量特豐富。 錨定連接的類型與結(jié)構(gòu) 錨定連接的功能,錨定連接的類型、結(jié)構(gòu)與功能,與中間纖維相連的錨定連接（橋粒連接） 橋粒(Desmosome) 形成整體網(wǎng)絡(luò)，起支持和抵抗外界壓力與張力的作用（鈣粘著蛋白）。 半橋粒(Hemidesmosome) 它通過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜上的整合素將上皮細(xì)胞固著在基底膜上（整聯(lián)蛋白）。 與肌動(dòng)蛋白纖維相連的錨定連接（粘著連接） 粘著帶(Adhesion belt)：位于緊密連接下方,相鄰細(xì)胞間形成一個(gè)連續(xù)的

24、帶狀結(jié)構(gòu)（鈣粘著蛋白）。 粘著斑(Focal adhesion)：細(xì)胞通過(guò)肌動(dòng)蛋白纖維與細(xì)胞外基質(zhì)之間的連接方式,主要出現(xiàn)在上皮組織，從形態(tài)上看，通過(guò)橋粒連接，兩細(xì)胞間形成鈕扣式的結(jié)構(gòu),橋粒連接的電子顯微鏡照片,橋粒連接,在橋粒連接中如果跨膜糖蛋白的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域不是與另一細(xì)胞的跨膜蛋白相連，而是與細(xì)胞外基質(zhì)相連，形態(tài)上類似半個(gè)橋粒， 這種連接稱為半橋粒。半橋粒主要位于上皮細(xì)胞的底面，作用是把上皮細(xì)胞與其下方的基膜連接在一起,半橋粒連接的分子結(jié)構(gòu),半橋粒與橋粒連接有兩點(diǎn)差別,半橋粒參與連接的跨膜蛋白不是鈣黏著蛋白而是整聯(lián)蛋白； 整聯(lián)蛋白的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域不是與相鄰細(xì)胞的整聯(lián)蛋白相連而是同細(xì)胞外基質(zhì)相

25、連,四、通訊連接,間隙連接 胞間連絲,存在于特化的具有細(xì)胞間通訊作用的細(xì)胞。它除了有機(jī)械的細(xì)胞連接作用之外， 還具有傳遞信息的功能,間隙連接,間隙連接結(jié)構(gòu) 間隙連接的蛋白成分 間隙連接的功能及其調(diào)節(jié)機(jī)制 間隙連接的通透性是可以調(diào)節(jié)的,間隙連接結(jié)構(gòu),間隙連接處相鄰細(xì)胞質(zhì)膜間的 間隙為23nm 。 連接子(connexon) 中心形成一 個(gè)直徑約1.5nm的孔道,間隙連接的蛋白成分,已分離20余種構(gòu)成連接子的蛋白, 屬同一蛋白家族, 其分子量2660KD不等； 連接子蛋白具有4個(gè)-螺旋的跨膜區(qū)，是該蛋白家族最保守的區(qū)域。 連接子蛋白的一級(jí)結(jié)構(gòu)都比較保守, 并有相似的抗原性。 不同類型細(xì)胞表達(dá)不同的

26、連接子蛋白，間隙連接的孔徑與調(diào)控機(jī)制有所不同,間隙連接的功能及其調(diào)節(jié)機(jī)制,代謝偶聯(lián) 允許小分子代謝物和信號(hào)分子通過(guò)是細(xì)胞間代謝偶聯(lián)的基礎(chǔ)。 代謝偶聯(lián)現(xiàn)象在體外培養(yǎng)細(xì)胞中的證實(shí) 代謝偶聯(lián)作用在協(xié)調(diào)細(xì)胞群體的生物學(xué)功能方面, 起重要作用 間隙連接在神經(jīng)沖動(dòng)信息傳遞過(guò)程中的作用 電突觸(electronic junction) 快速實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間信號(hào)通訊 間隙連接調(diào)節(jié)和修飾相互獨(dú)立的神經(jīng)元群的行為 間隙連接在早期胚胎發(fā)育和細(xì)胞分化過(guò)程中的作用 胚胎發(fā)育中細(xì)胞間的偶聯(lián)提供信號(hào)物質(zhì)的通路，影響其分化。 腫瘤細(xì)胞之間間隙連接明顯減少或消失，間隙聯(lián)接類似“腫瘤 抑制因子,如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明間隙連接具有通訊作用,W

27、.R.Loewenstein的實(shí)驗(yàn): 將染料注入用間隙連接連起來(lái)的一排昆蟲(chóng)細(xì)胞中的一個(gè),然后在光學(xué)顯微鏡下觀察,發(fā)現(xiàn)染料很快從一個(gè)細(xì)胞移向下一個(gè)細(xì)胞,而且比預(yù)料的要快的多。這種染料是親水性的,相對(duì)分子質(zhì)量為300道爾頓。他們還用類似的實(shí)驗(yàn)證明了離子能夠自由通過(guò)間隙連接。在Loewenstein的實(shí)驗(yàn)中能夠自由通過(guò)間隙連接的最大分子是1200道爾頓,這說(shuō)明其他的一些小的信號(hào)分子如cAMP和IP3等也能自由通過(guò),Gilula和他的同事們的實(shí)驗(yàn): 他們用了兩種培養(yǎng)的細(xì)胞系,一種是卵巢細(xì)胞,這種細(xì)胞沒(méi)有去甲腎上腺素的受體,所以不會(huì)對(duì)去甲腎上腺素或其他的膽堿激素作出應(yīng)答。另外一個(gè)細(xì)胞系是心肌細(xì)胞,它具有

28、這種激素的受體,并受該激素的刺激。當(dāng)將這兩種細(xì)胞放在一起培養(yǎng)時(shí),它們很快通過(guò)間隙連接連成一體,當(dāng)加入去甲腎上腺素時(shí),不僅心肌細(xì)胞作出了應(yīng)答,卵巢細(xì)胞也作出了應(yīng)答。這一結(jié)果說(shuō)明卵巢細(xì)胞之所以能夠?qū)θゼ啄I上腺素作出反應(yīng),是從心肌細(xì)胞得到了第二信使的結(jié)果,間隙連接的通透性是可以調(diào)節(jié)的,降低胞質(zhì)中的pH值和提高自由Ca2+的濃度 都可以使其通透性降低 間隙連接的通透性受兩側(cè)電壓梯度的調(diào) 控及細(xì)胞外化學(xué)信號(hào)的調(diào)控,胞間連絲,胞間連絲結(jié)構(gòu) 胞間連絲的功能 實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間由信號(hào)介導(dǎo)的物質(zhì)有選擇性的轉(zhuǎn)運(yùn)； 實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間的電傳導(dǎo)； 在發(fā)育過(guò)程中，胞間連絲結(jié)構(gòu)的改變可以調(diào)節(jié) 植物細(xì)胞間的物質(zhì)運(yùn)輸,胞間連絲的結(jié)構(gòu) 是相鄰

29、植物細(xì)胞壁上的一個(gè)狹窄細(xì)胞壁 通道 有管狀的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通過(guò)。因此，通過(guò)胞間連絲，使得相鄰細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)交融在一起 胞間連絲直徑約30-60nm，允許1000道爾頓以下的分子滲透,五、細(xì)胞表面的粘連分子,同種類型細(xì)胞間的彼此粘連是組織的基本特征。細(xì)胞間的粘連由特定細(xì)胞粘連分子介導(dǎo)。 粘連分子的特征與類型 粘連分子均為整合膜蛋白，與細(xì)胞骨架成分相連； 多數(shù)要依賴Ca2+或Mg2+才起作用。 粘連分子類型及細(xì)胞間粘著方式 類型 粘著方式,類型,鈣粘素（Cadherins） 選擇素（Selectin） 免疫球蛋白超家族的CAM(Ig-Superfamily，IgSF) 整合素（Integr

30、ins） 質(zhì)膜整合蛋白聚糖也介導(dǎo)細(xì)胞間的粘著,屬同親性依賴Ca2+的細(xì)胞粘連糖蛋白，對(duì)胚胎發(fā)育中的細(xì)胞識(shí)別、遷移和組織分化以及成體組織器官構(gòu)成具有主要作用,屬異親性依賴于Ca2+的能與特異糖基識(shí)別并相結(jié)合的糖蛋白，其胞外部分具有一凝集素（lectin）結(jié)構(gòu)域。主要參與白細(xì)胞與脈管內(nèi)皮細(xì)胞之間的識(shí)別與粘著。P(Platelet)選擇素、E(Endothelial)選擇素和L(Leukocyte)選擇素,分子結(jié)構(gòu)中具有與免疫球蛋白類似的結(jié)構(gòu)域的CAM超家族。介導(dǎo)同親性細(xì)胞粘著或介導(dǎo)異親性細(xì)胞粘著但其粘著作用不依賴Ca2+，其中N-CAMs 在神經(jīng)組織細(xì)胞間的粘著中起主要作用,整聯(lián)蛋白是一種跨膜的異

31、質(zhì)二聚體， 它由兩個(gè)非共價(jià)結(jié)合的跨膜亞基， 即和亞基所組成。每個(gè)亞基的細(xì)胞外是球形的頭部， 露出脂雙分子層約20nm。頭部可同細(xì)胞外基質(zhì)蛋白結(jié)合， 而細(xì)胞內(nèi)的尾部同肌動(dòng)蛋白相連,整聯(lián)蛋白的結(jié)構(gòu),整聯(lián)蛋白功能,作為跨膜接頭在細(xì)胞外基質(zhì)和細(xì)胞內(nèi)肌動(dòng)蛋白骨架之間起雙向聯(lián)絡(luò)作用， 將細(xì)胞外基質(zhì)同細(xì)胞內(nèi)的骨架網(wǎng)絡(luò)連成一個(gè)整體， 同時(shí)還具有將細(xì)胞外信號(hào)向細(xì)胞內(nèi)傳遞的作用,凝集素在細(xì)胞黏著中的作用,選擇蛋白(Selectins); 免疫球蛋白超家族； 整聯(lián)蛋白; 鈣黏著蛋白(Cadherins) 。 其中、是鈣依賴性的， 為鈣非依賴性的,參與細(xì)胞黏著的膜蛋白,各種細(xì)胞粘著分子介導(dǎo)的細(xì)胞粘著,糖被的結(jié)構(gòu)和組成

32、示意圖,含有兩種主要的成份: 糖蛋白和蛋白聚糖。這些糖蛋白和蛋白聚糖都是在細(xì)胞內(nèi)合成的，然后分泌出來(lái)并附著到細(xì)胞質(zhì)膜上,鈣粘著蛋白介導(dǎo)的細(xì)胞粘著,選擇蛋白與細(xì)胞黏著,免疫球蛋白超家族,第三節(jié) 細(xì)胞外被與細(xì)胞外基質(zhì),基本概念 氨基聚糖和蛋白聚糖 膠原(collagen)和彈性蛋白(elastin) 層粘連蛋白和纖粘連蛋白 基膜,一、基本概念,細(xì)胞外被(cell coat)又稱糖萼(glycocalyx) 細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix) 真核細(xì)胞的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)（extracellular structures,細(xì)胞外被(cell coat)又稱糖萼(glycocalyx,結(jié)構(gòu)

33、組成： 指細(xì)胞質(zhì)膜外表面覆蓋的一層粘多糖物質(zhì)，實(shí)際指細(xì)胞表面與質(zhì)膜中的蛋白或脂類分子共價(jià)結(jié)合的寡糖鏈。 功能 細(xì)菌的細(xì)胞外被 植物的細(xì)胞外被,細(xì)胞被的功能,保護(hù)作用: 如消化道、呼吸道、生殖腺等上皮細(xì)胞的外被有助于潤(rùn)滑、防止機(jī)械損傷， 同時(shí)又可保護(hù)上皮組織不受消化酶的作用和細(xì)菌的侵襲。植物和細(xì)菌的細(xì)胞壁不僅可以保護(hù)細(xì)胞質(zhì)膜和細(xì)胞器， 同時(shí)還賦予細(xì)胞以特定的形狀。革蘭氏陽(yáng)性菌的細(xì)胞壁是一種蛋白聚糖， 青霉素通過(guò)抑制它的合成從而抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)。 參與細(xì)胞與環(huán)境的相互作用， 參與細(xì)胞與環(huán)境的物質(zhì)交換， 細(xì)胞增殖的接觸抑制、細(xì)胞識(shí)別等,細(xì)菌的細(xì)胞表面:細(xì)胞壁,革蘭氏陽(yáng)性菌與革蘭氏陰性細(xì)胞外被的比較 (

34、a) 革蘭氏陽(yáng)性菌，只有一層膜結(jié)構(gòu);(b)革蘭氏陰性菌，具有兩層膜結(jié)構(gòu),革蘭氏陽(yáng)性菌的細(xì)胞壁,組成成分： 胞壁質(zhì)主要是由N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸交替連接起來(lái)的。這些多糖鏈通過(guò)N-乙酰胞壁酸與短的肽橋結(jié)合，最后形成交聯(lián)的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 磷壁酸甘油或核糖醇衍生物連接在一起形成的長(zhǎng)的、負(fù)電性的聚合體,革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁,胞壁質(zhì)比較薄，并且擴(kuò)展交聯(lián)程度較低 胞壁酸含量少，染色后很容易被乙醇除去 具有雙層細(xì)胞質(zhì)膜，一層位于胞壁質(zhì)的外側(cè)。外膜在化學(xué)組成上比較特別，它的內(nèi)脂層是典型的磷脂層，但是外脂層幾乎都是脂多糖， 使得外膜的滲透性很高,青霉素對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌具有抑制,青霉素是由真菌產(chǎn)生的一種抗生素

35、，它能夠抑制參與細(xì)菌細(xì)胞壁肽聚糖裝配后形成肽側(cè)鏈的酶的活性，沒(méi)有了側(cè)鏈，細(xì)菌細(xì)胞就不能夠抵抗正常的滲透壓， 其結(jié)果被處理的細(xì)菌細(xì)胞就會(huì)破裂。青霉素主要是對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌起作用，因?yàn)楦锾m氏陰性菌的細(xì)胞壁中肽聚糖含量較少，所以對(duì)青霉素不太敏感,植物的細(xì)胞外被（細(xì)胞壁,功能：植物沒(méi)有骨骼系統(tǒng)，但卻有相當(dāng)強(qiáng)度的細(xì)胞壁維持著植物的形態(tài)。細(xì)胞壁保護(hù)細(xì)胞免遭滲透及機(jī)械損傷，還保護(hù)植物免受微生物，特別是真菌和細(xì)菌的侵染,細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix,結(jié)構(gòu)組成： 指分布于細(xì)胞外空間, 由細(xì)胞分泌的蛋白和多糖所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 主要功能 產(chǎn)生：能夠分泌和形成細(xì)胞外基質(zhì)的主要細(xì)胞類群是成纖維細(xì)胞

36、,細(xì)胞外基質(zhì),細(xì)胞外基質(zhì)是由動(dòng)物細(xì)胞合成并分泌到胞外、分布在細(xì)胞表面或細(xì)胞之間的大分子, 主要是一些多糖和蛋白, 或蛋白聚糖。細(xì)胞外基質(zhì)對(duì)于一些動(dòng)物組織的細(xì)胞具有重要作用,真核細(xì)胞的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)（extracellular structures,二、膠原(collagen,膠原是細(xì)胞外最重要的水不溶性纖維蛋白, 是構(gòu)成細(xì)胞外基質(zhì)的骨架。膠原在細(xì)胞外基質(zhì)中形成半晶體的纖維,給細(xì)胞提供抗張力和彈性,并在細(xì)胞的遷移和發(fā)育中起作用。膠原在各種動(dòng)物中都有存在。脊椎動(dòng)物中腱、軟骨和骨中的膠原非常豐富,幾乎占了蛋白總重的一半。 常見(jiàn)的膠原類型及其在組織中的分布 膠原及其分子結(jié)構(gòu) 膠原的合成與加工 膠原的功能,

37、常見(jiàn)的膠原類型及其在組織中的分布,膠原是細(xì)胞外基質(zhì)中最主要的水不溶性纖維蛋白； 型膠原含量最豐富,形成類似的纖維結(jié)構(gòu)； 但并非所有膠原都形成纖維； 型膠原纖維束, 主要分布于皮膚、肌腱、 韌帶及骨中,具有很強(qiáng)的抗張強(qiáng)度; 型膠原主要存在于軟骨中; 型膠原形成微細(xì)的原纖維網(wǎng),廣泛分布于 伸展性的組織,如疏松結(jié)締組織; 型膠原形成二維網(wǎng)格樣結(jié)構(gòu),是基膜的主要 成分及支架,膠原及其分子結(jié)構(gòu),膠原纖維的基本結(jié)構(gòu)單位是原膠原(tropocollagen, or simply collagen)； 原膠原是由三條肽鏈盤繞成的三股螺旋結(jié)構(gòu)； 原膠原肽鏈具有Gly-x-y重復(fù)序列，對(duì)膠原纖維的高級(jí)結(jié)構(gòu)的形成是

38、重要的； 在膠原纖維內(nèi)部,原膠原蛋白分子呈1/4交替平行排列,形成周期性橫紋,膠原的合成起始于內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 加工于高爾基體 完成于細(xì)胞外,膠原裝配的主要步驟,由前體肽裝配成前膠原時(shí)，是通過(guò)分子內(nèi)的交聯(lián)完成的。而由膠原裝配成膠原原纖維(collagen fibril)則是通過(guò)分子間的交聯(lián),膠原纖維的分子間和分子內(nèi)交聯(lián),膠原分子在ER和高爾基體中的修飾作用,膠原的合成、裝配和分泌的過(guò)程,首先在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的核糖體上合成僅含有信號(hào)肽的原鏈(pro-chain)， 又稱前原膠原（preprocollagen），原鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。然后在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中通過(guò)分子內(nèi)交聯(lián)， 三股前體肽自我裝配形成三股螺旋， 即前膠原(pro

39、collagen)。前膠原進(jìn)入高爾基體， 經(jīng)過(guò)加工修飾，并在高爾基體反面網(wǎng)絡(luò)被包進(jìn)分泌小泡，然后通過(guò)與質(zhì)膜的融合，分泌到細(xì)胞外。在細(xì)胞外，前膠原被兩種專一性不同的蛋白水解酶作用， 切除N端和C端的前肽， 兩端各保留部分非螺旋區(qū)，稱為端肽區(qū)(telopeptide region)，此時(shí)形成的是膠原(collagen)。膠原通過(guò)分子間交聯(lián)進(jìn)而聚合成膠原原纖維(collagen fibrills)，最后裝配成膠原纖維（collagen fibers)。原膠原是可溶性的， 但是， 聚合成膠原纖維就成為水不溶的了,膠原的功能,為細(xì)胞外基質(zhì)提供了一個(gè)水不溶性的框架，決定細(xì)胞外基質(zhì)的機(jī)械性質(zhì)。某一特定組織的

40、性能通常與膠原分子的三維結(jié)構(gòu)有關(guān)。 膠原是骨、腱和皮膚組織中的主要蛋白，這些組織的細(xì)胞外基質(zhì)不僅膠原含量高， 而且剛性及抗張力大。 另外膠原具有促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)的作用，如肝細(xì)胞等在含有膠原的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)較快。在細(xì)胞分化中，膠原基質(zhì)和提純的膠原底物具有維持并誘導(dǎo)細(xì)胞分化的作用,過(guò)度松弛皮膚癥,膠原酶缺陷，不能將原膠原（水溶性的，細(xì)胞內(nèi)）轉(zhuǎn)變成膠原（水不溶性的，細(xì)胞外,三、氨基聚糖和蛋白聚糖,氨基聚糖(glycosaminoglycan,GAGs) 蛋白聚糖(proteoglycan) 透明質(zhì)酸 (hyaluronate,分類,糖胺聚糖(glycosaminoglycans)、蛋白聚糖(proteog

41、lycan), 它們能夠形成水性的膠狀物，在這種膠狀物中包埋有許多其它的基質(zhì)成分； 結(jié)構(gòu)蛋白，如膠原和彈性蛋白，它們賦予細(xì)胞外基質(zhì)一定的強(qiáng)度和韌性； 粘著蛋白(adhesive):如纖粘連蛋白和層粘聯(lián)蛋白，它們促使細(xì)胞同基質(zhì)結(jié)合。其中以膠原和蛋白聚糖為基本骨架在細(xì)胞表面形成纖維網(wǎng)狀復(fù)合物,這種復(fù)合物通過(guò)纖粘連蛋白或?qū)诱尺B蛋白以及其他的連接分子直接與細(xì)胞表面受體連接;或附著到受體上。由于受體多數(shù)是膜整合蛋白,并與細(xì)胞內(nèi)的骨架蛋白相連,所以細(xì)胞外基質(zhì)通過(guò)膜整合蛋白將細(xì)胞外與細(xì)胞內(nèi)連成了一個(gè)整體,氨基聚糖,氨基聚糖是由重復(fù)的二糖單位構(gòu)成的長(zhǎng)鏈多糖 二糖單位之一是氨基己糖(氨基葡萄糖或氨基半乳糖) +

42、 糖醛酸; 氨基聚糖: 透明質(zhì)酸、4-硫酸軟骨素、6-硫酸軟骨素、 硫酸皮膚素、硫酸乙酰肝素、肝素和硫酸角質(zhì)素等,蛋白聚糖,蛋白聚糖由氨基聚糖與核心蛋白(core protein)的絲氨酸殘基共價(jià)連接形成的巨分子 若干蛋白聚糖單體借連接蛋白以非共價(jià)鍵與透明質(zhì)酸結(jié)合 形成多聚體 蛋白聚糖的特性與功能,蛋白聚糖功能,蛋白聚糖是高度酸性的，且?guī)ж?fù)電荷，因此能夠結(jié)合大量的陽(yáng)離子，這些陽(yáng)離子又可結(jié)合大量的水分子，這樣，蛋白聚糖形成了多孔的、吸水的膠狀物，如同包裝材料，填充在細(xì)胞外基質(zhì)中。蛋白聚糖的這種性質(zhì)，使細(xì)胞表面具有較大的可塑性，從而具有抗擠壓能力，對(duì)細(xì)胞起保護(hù)作用。 由于透明質(zhì)酸以可溶的形式游離存

43、在，所以在細(xì)胞外體液和滑液(synovial fluid)中透明質(zhì)酸的濃度很高，其結(jié)果提高了體液和滑液的粘度和潤(rùn)滑性。 單個(gè)的蛋白聚糖和透明質(zhì)酸-蛋白聚糖復(fù)合物直接與膠原纖維連接形成動(dòng)物細(xì)胞外的纖維-網(wǎng)絡(luò)(fiber-network)結(jié)構(gòu)，不同類型的膠原和不同類型的蛋白聚糖連接形成不同的纖維-網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于提高細(xì)胞外基質(zhì)的連貫性起關(guān)鍵作用。 此外，蛋白聚糖還可作為細(xì)胞粘著的暫時(shí)性或永久性的位點(diǎn)。暫時(shí)性的粘著發(fā)生在胚胎發(fā)育中，對(duì)于單個(gè)細(xì)胞及細(xì)胞層的移動(dòng)具有重要作用。另外，蛋白聚糖對(duì)于細(xì)胞分化也十分重要，同時(shí)也與細(xì)胞癌變有關(guān),透明質(zhì)酸(hyaluronic acid,在細(xì)胞外基質(zhì)中， 透明質(zhì)酸既能參與

44、蛋白聚糖的形成，又能游離存在。在軟骨組織的細(xì)胞外基質(zhì)中，透明質(zhì)酸同糖胺聚糖和核心蛋白組成軟骨組織的蛋白聚糖復(fù)合物，稱為透明質(zhì)酸-蛋白聚糖復(fù)合物。在這種復(fù)合物中，透明質(zhì)酸作為一個(gè)長(zhǎng)軸，將蛋白聚糖連接在一起，形成更大的更復(fù)雜的蛋白聚糖，使細(xì)胞外基質(zhì)具有更大的抗壓性。透明質(zhì)酸是一種重要的糖胺聚糖，是增殖細(xì)胞和遷移細(xì)胞的細(xì)胞外基質(zhì)的主要成分， 一旦遷移細(xì)胞停止移動(dòng)，透明質(zhì)酸就會(huì)從細(xì)胞外基質(zhì)中消失，此時(shí)細(xì)胞間開(kāi)始接觸,透明質(zhì)酸在軟骨組織細(xì)胞外基質(zhì)的蛋白聚糖中的作用,四、層粘連蛋白和纖粘連蛋白,纖粘連蛋白(fibronectin) 層粘連蛋白(laminin,黏著蛋白(adhesive protein,是

45、細(xì)胞外基中質(zhì)的第三類成分，之所以將這些蛋白稱為黏著蛋白，主要是這些蛋白起著將細(xì)胞外基質(zhì)與細(xì)胞聯(lián)系起來(lái)的橋梁作用,纖粘連蛋白(fibronectin,血漿纖粘連蛋白是二聚體,由兩條相似的A鏈及B鏈組成,整個(gè)分子呈V形。 細(xì)胞纖粘連蛋白是多聚體。 纖粘連蛋白不同的亞單位為同一基因的表達(dá)產(chǎn) 物, 每個(gè)亞單位由數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)域構(gòu)成，RGD（Arg-Gly-Asp）三肽序列是為細(xì)胞識(shí)別的最小結(jié)構(gòu)單位 纖粘連蛋白的膜蛋白受體為整合素家族成員之一,在其細(xì)胞外功能區(qū)有與RGD高親和性結(jié)合部位。,RGD序列 用蛋白酶消化纖粘連蛋白與細(xì)胞結(jié)合區(qū), 發(fā)現(xiàn)這一結(jié)構(gòu)域中Arg-Gly-Asp三肽序列負(fù)責(zé)同細(xì)胞表面的結(jié)合, Arg-G