細胞生物學：細胞骨架

1、細胞骨架細胞骨架cytoskeleton人血細胞人血細胞小腸吸收上皮細胞小腸吸收上皮細胞細胞的運動細胞的運動染色體的運動染色體的運動細胞骨架細胞骨架(cytoskeleton)概念概念：指存在于真核細胞中的蛋白質纖維網(wǎng)架系統(tǒng)，維持細胞形態(tài)及細胞器在細胞內的空間分布；對細胞運動、物質運輸、信息傳遞、基因表達、能量轉換、細胞分裂、細胞分化等起著重要作用。細胞骨架細胞骨架(cytoskeleton)微管microtubule, MT微絲microfilament,MF中間纖維 intermediate filament,IF細胞質骨架核骨架細胞膜骨架細胞外基質與細胞形態(tài)結構的形成和維持的有關成分微管

2、微管(microtubule, MT) 微管蛋白微管蛋白 微管蛋白微管蛋白異二聚體異二聚體微管微管原纖維原纖維13微管的結構微管的結構聚合首尾相連-微管蛋白二聚體微管蛋白二聚體s微管的結構微管的結構Ca2+、Mg2+ 、秋水仙素、長春花堿結合位點微管的結構微管的結構u存在形式單管二聯(lián)管三聯(lián)管微管的結構微管的結構u微管結合蛋白(microtubule- assotiated protein, MAP)微管的組裝和極性微管的組裝和極性I. 成核期：成核期：蛋白二聚體亞基聚合形成原纖維，并形成片狀帶，當片狀帶加寬至13根原纖維時，合攏成一段短微管；II.聚合期聚合期：蛋白二聚體亞基不斷加到微 管兩端

3、，使微管延長；III.穩(wěn)定期：穩(wěn)定期：組裝速度=去組裝速度u微管的體外裝配正端正端負端負端踏車運動踏車運動u微管的體內裝配微管的組裝和極性微管的組裝和極性1）微管組裝從微管組織中心（microtubule-organizing center,MTOC)開始MTOC包括中心體、纖毛、鞭毛的基體，控制著微管的數(shù)量、位置和方向中心體中心體中心體中心體微管的體內裝配微管的體內裝配微管組織中心微管組織中心正端正端負端負端微管的體內裝配微管的體內裝配2）-微管蛋白環(huán)形復合體(-tubulin ring Complex, -TuRC)促使微管蛋白二聚體亞基聚合成核微管的動態(tài)不穩(wěn)定性微管的動態(tài)不穩(wěn)定性u組裝延

4、長組裝延長u解聚縮短解聚縮短影響微管裝配的因素影響微管裝配的因素u微管蛋白的濃度、GTPu溫度、pH值、Ca2+、Mg2+濃度u藥物: 秋水仙素和長春花堿 紫杉醇u支持和維持細胞的形態(tài)u細胞內物質運輸 馬達蛋白u細胞器的定位與分布 u參與細胞分裂u細胞內信號傳遞微管的功能微絲微絲(microfilament, MF)微絲的結構微絲的結構 肌動蛋白單體 球狀肌動蛋白 (G-actin)纖維狀肌動蛋白 (F-actin)頭尾相連微絲結合蛋白微絲結合蛋白u單體隔離蛋白u末端阻斷蛋白u交聯(lián)蛋白u纖維切割蛋白u肌動蛋白纖維解聚蛋白u膜結合蛋白微絲的組裝微絲的組裝uG-肌動蛋白的濃度，ATP，Mg2+，K

5、+u成核期（延遲期），生長期（延長期） 平衡期成核期平衡期生長期 極性 踏車現(xiàn)象ADP帽ATP帽影響微絲穩(wěn)定性的因素影響微絲穩(wěn)定性的因素u肌動蛋白單體的濃度、ATPuCa2+、Mg2+、Na+、K+ 濃度u藥物：細胞松弛素 鬼筆環(huán)肽微絲的功能微絲的功能u構成細胞的支架并維持細胞的形態(tài)微絲的功能微絲的功能u參與細胞的運動微絲的功能微絲的功能u參與細胞質的分裂微絲的功能微絲的功能u參與細胞內物質運輸u參與細胞內信息傳遞u參與肌肉收縮以肌球蛋白為馬達蛋白介導短距離物質的運輸中間纖維中間纖維(intermediate filament, IF) 單體頭部尾部桿狀區(qū)桿狀區(qū)中間纖維的結構中間纖維的結構u中

6、間纖維蛋白1.使中間纖維與微管、微絲聯(lián)結起來，使中間纖維與微管、微絲聯(lián)結起來，組織中間絲骨架組織中間絲骨架2. 使中間纖維與核被膜、細胞膜結合使中間纖維與核被膜、細胞膜結合中間纖維的結構中間纖維的結構u中間纖維結合蛋白中間纖維結合蛋白(IFAP)中間纖維的結構中間纖維的結構u中間纖維結合蛋白中間纖維結合蛋白(IFAP)中間纖維的組裝中間纖維的組裝 Monomer（單體）（單體）Dimer（二聚體）（二聚體）Tetramer（四聚體）（四聚體）IFu構成細胞完整的支撐網(wǎng)架系統(tǒng)構成細胞完整的支撐網(wǎng)架系統(tǒng)中間纖維的功能中間纖維的功能u為細胞提供機械強度支持為細胞提供機械強度支持u參與細胞的分化參與細胞的分化u參與細胞內信息的傳遞和物質運輸參與細胞內信息的傳遞和物質運輸細胞骨架與疾病細胞骨架與疾病u與腫瘤與腫瘤 細胞骨架結構破壞細胞骨架結構破壞 微管解聚微管解聚u與神經(jīng)系統(tǒng)疾病與神經(jīng)系統(tǒng)疾病 阿爾茨海默?。ò柎暮Ｄ。ˋlzheimers disease, AD）tau蛋白過度磷酸化蛋白過度磷酸化形成的形成的神經(jīng)原纖維神經(jīng)原纖維（中中間纖維間纖維+微管微管）纏結）纏結 細胞骨架與疾病細胞骨架與疾病u與遺傳性疾病與遺傳性疾病 纖毛不動綜合征纖毛不動綜合征 纖毛軸絲結構缺陷纖毛軸絲結構缺