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基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)系張靜TEL:83950105Email:

細(xì)胞連接與細(xì)胞外基質(zhì)

CellJunction&ExtracellularMatrix12細(xì)胞表面(CellSurface)細(xì)胞表面是細(xì)胞上一個(gè)復(fù)合的結(jié)構(gòu)功能體系,在細(xì)胞的社會(huì)性活動(dòng)中作為接受信息刺激、啟動(dòng)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)并向細(xì)胞外發(fā)放信息的場所。包括以下結(jié)構(gòu)層次:細(xì)胞外被(cellcoat)或糖萼(glycocalyx)質(zhì)膜(plasmamembrane)細(xì)胞皮質(zhì)(cellcortex)3細(xì)胞外被質(zhì)膜外面的覆蓋物,因?yàn)楦缓穷愇镔|(zhì),故又稱為糖萼。糖萼質(zhì)脂雙層4

保護(hù)作用細(xì)胞識別和通訊物質(zhì)的運(yùn)輸結(jié)構(gòu)組成為細(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)胞外被5細(xì)胞皮質(zhì)(Cellcortex)細(xì)胞皮質(zhì)(cellcortex)是與質(zhì)膜的原生質(zhì)面(protoplasmicsurface,即PS面)緊密結(jié)合的一層凝膠狀物質(zhì),其中含有較高濃度并互相結(jié)合成網(wǎng)狀的蛋白質(zhì)(動(dòng)物細(xì)胞以肌動(dòng)蛋白為主)。這些網(wǎng)狀的蛋白質(zhì)與跨膜糖蛋白的胞內(nèi)區(qū)緊密結(jié)合,構(gòu)成質(zhì)膜的支架,因此被特稱為“皮質(zhì)細(xì)胞骨架”(corticalcytoskeleton)6動(dòng)物細(xì)胞皮質(zhì)的一個(gè)顯著特點(diǎn)是含有大量的肌動(dòng)蛋白,并組裝成與質(zhì)膜平行的網(wǎng)狀微絲凝膠(actingel)。在微絲凝膠中F-actin一方面在橋聯(lián)蛋白的作用下構(gòu)成微絲網(wǎng),另一方面通過銜接分子(adaptormolecules)與受體、粘合分子等跨膜糖蛋白結(jié)合,保證了細(xì)胞皮質(zhì)與質(zhì)膜在結(jié)構(gòu)和功能上的整合。細(xì)胞皮質(zhì)(Cellcortex)7細(xì)胞表面的特化結(jié)構(gòu):細(xì)胞連接(celljunction)

細(xì)胞黏附(celladhesion)第十三章

細(xì)胞連接與細(xì)胞黏附

(celljunctionandcelladhesion)8

細(xì)胞連接(celljunction):相鄰細(xì)胞之間、細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)之間在質(zhì)膜接觸區(qū)域特化形成的連接結(jié)構(gòu)。分布:人和動(dòng)物體內(nèi)除結(jié)締組織和血液外的各種組織。功能:加強(qiáng)細(xì)胞間的機(jī)械聯(lián)系,維持組織結(jié)構(gòu)的完整性和協(xié)調(diào)功能。第一節(jié)細(xì)胞連接概述9間隙連接化學(xué)突觸2.錨定連接3.通訊連接1.封閉連接緊密連接黏著連接:黏著帶、黏著斑橋粒連接:橋粒、半橋粒分類:根據(jù)結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)分三類10功能分類結(jié)構(gòu)分類主要特征主要分布封閉連接緊密連接相鄰細(xì)胞膜形成封閉索上皮細(xì)胞錨定連接黏著連接肌動(dòng)蛋白絲參與的錨定連接黏著帶細(xì)胞-細(xì)胞連接上皮細(xì)胞黏著斑細(xì)胞-細(xì)胞外基質(zhì)連接上皮細(xì)胞基底面橋粒連接中間纖維參與的錨定連接橋粒細(xì)胞-細(xì)胞連接心肌細(xì)胞、上皮細(xì)胞半橋粒細(xì)胞-細(xì)胞外基質(zhì)連接上皮細(xì)胞基底面通訊連接間隙連接由連接子介導(dǎo)細(xì)胞通訊連接大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞化學(xué)突觸神經(jīng)細(xì)胞突觸通訊連接神經(jīng)元和神經(jīng)-肌細(xì)胞間細(xì)胞連接的類型11一、封閉連接(occludingjunction)121.概念:是相鄰細(xì)胞間的局部緊密結(jié)合,在連接處兩細(xì)胞膜發(fā)生點(diǎn)狀融合,形成與外界隔離的封閉帶.由相鄰細(xì)胞的跨膜連接糖蛋白組成對合的封閉鏈。2.分布:廣泛分布于各種上皮細(xì)胞管腔面,細(xì)胞間隙的頂端緊密連接(tightjunction)13Modeloftightjunction電鏡下緊密連接結(jié)構(gòu)143.分子組成閉合蛋白(occludin)

密封蛋白(claudin)連接黏附分子(junctionaladhesionmolecules,JAMs)

緊密連接模式圖154.緊密連接的主要功能(1)封閉上皮細(xì)胞間隙,保證組織內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。(2)形成上皮細(xì)胞質(zhì)膜蛋白與膜質(zhì)分子側(cè)向擴(kuò)散的屏障,維持上皮細(xì)胞的極性。(3)將上皮細(xì)胞連接成整體的機(jī)械連接作用。16緊密連接限制膜脂和膜蛋白的側(cè)向擴(kuò)散171819緊密連接與疾病的關(guān)系緊密連接參與多種重要病生理過程,例如:血管內(nèi)皮細(xì)胞的緊密連接參與炎癥細(xì)胞的出血管過程。中樞神經(jīng)系統(tǒng)的許多疾病,如多發(fā)性硬化(multiplesclerosis),均與緊密連接受損所致血腦屏障功能損害有關(guān)。腸道上皮細(xì)胞緊密連接屏障功能損害與多種自身免疫性疾病有關(guān),包括I型糖尿病、IgA腎病、強(qiáng)直性脊柱炎、潰瘍性結(jié)腸炎等。與病毒感染途徑的選擇性有關(guān)。參與緊密連接形成的基因缺陷可引起先天性皮膚病,這與皮膚的通透屏障破壞有關(guān)。二、錨定連接(anchoringjunction)概念:是由細(xì)胞骨架纖維參與,存在于相互接觸的細(xì)胞之間,或細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)之間的連接。分布:廣泛分布,如心肌、上皮、子宮頸等。功能:形成能夠抵抗機(jī)械張力的牢固黏合,參與組織器官形態(tài)和功能的維持,細(xì)胞的遷移運(yùn)動(dòng)及發(fā)育分化。20

錨定連接的蛋白質(zhì)兩大類:

細(xì)胞內(nèi)錨定蛋白:一端將特定的細(xì)胞骨架成分與連接復(fù)合體相連接,另一端與穿膜黏著蛋白連接。

穿膜黏著蛋白:胞內(nèi)區(qū)與細(xì)胞內(nèi)錨定蛋白連接,胞外區(qū)域相鄰特異的穿膜黏連蛋白或與細(xì)胞外基質(zhì)蛋白結(jié)合。21錨定連接的兩類蛋白示意圖2223有四種類型,分為兩組:與肌動(dòng)蛋白微絲相連者: 黏著帶(Adhesionbelt)黏著斑(Adhesionplaque,orfocaladhesions)與中等纖維相連者: 橋粒(Desmosome)半橋粒(Hemidesmosome)錨定連接

AnchoringJunction(一)黏著連接:與肌動(dòng)蛋白纖維相連的錨定連接。包括黏著帶和黏著斑。1.黏著帶分布部位:位于上皮細(xì)胞頂端緊密連接的下方24緊密連接

黏著帶肌動(dòng)蛋白纖維細(xì)胞間隙(15-20nm)形態(tài)特征:分子結(jié)構(gòu)組成:

穿膜黏著蛋白:鈣黏著蛋白細(xì)胞內(nèi)錨定蛋白:α、β、γ聯(lián)蛋白,黏著斑蛋白等功能:使相鄰細(xì)胞的微絲束通過細(xì)胞內(nèi)錨定蛋白和跨

膜黏連蛋白連成廣泛的跨膜網(wǎng),連接組織為一個(gè)堅(jiān)

固的整體。抵抗機(jī)械張力,傳遞細(xì)胞收縮力。25小腸上皮細(xì)胞之間黏著帶結(jié)構(gòu)模式圖262.黏著斑(

FocalAdhesion)概念:細(xì)胞通過肌動(dòng)蛋白纖維和整合素蛋白與細(xì)胞外基質(zhì)之間的連接方式。存在部位:位于上皮細(xì)胞基底部分子組成:穿膜黏著蛋白:整聯(lián)蛋白錨定蛋白:踝蛋白,肌動(dòng)蛋白,黏著斑蛋白等功能:介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的黏著;信號傳導(dǎo)功能272829(二)橋粒連接:

與中間纖維相連的錨定連接。包括橋粒和半橋粒。1.橋粒(desmosome)分布部位:位于上皮細(xì)胞黏著帶下方,是相鄰細(xì)胞接觸點(diǎn)上一種類似紐扣狀結(jié)構(gòu)。形態(tài)特征:相鄰細(xì)胞呈紐扣狀鉚連結(jié)構(gòu)。30橋粒的結(jié)構(gòu)A.橋粒的電鏡照片B.橋粒結(jié)構(gòu)模式圖

31分子組成:

細(xì)胞內(nèi)錨定蛋白:橋粒斑珠蛋白,橋粒斑蛋白穿膜黏著蛋白:橋粒黏蛋白,橋粒膠蛋白功能:形成堅(jiān)韌、牢固的細(xì)胞連接。為整個(gè)上皮層提供結(jié)構(gòu)上的連續(xù)性和抗張性。322.半橋粒(hemidesmosome)33功能:

將上皮細(xì)胞鉚接在基底膜上,防止機(jī)械力造成的上皮與下方的組織剝離。概念:半橋粒與橋粒形態(tài)類似,但功能和化學(xué)組成不同。它通過細(xì)胞質(zhì)膜上的膜蛋白整合素將上皮細(xì)胞固著在基底膜上,在半橋粒中,中間纖維不是穿過而是終止于半橋粒的致密斑內(nèi)。半橋粒結(jié)構(gòu)A.半橋粒結(jié)構(gòu)照片B.半橋粒結(jié)構(gòu)模式圖34分子組成:錨定蛋白:網(wǎng)蛋白,構(gòu)成胞質(zhì)斑,可與細(xì)胞內(nèi)的中

間纖維相連。穿膜黏著蛋白:整聯(lián)蛋白,與基底膜層黏連蛋白黏

附性結(jié)合。與疾病的關(guān)系:

大皰性類天皰瘡353637三、通訊連接(communicatingjunction)通迅連接:生物體上大多數(shù)組織相鄰細(xì)胞膜上存在特殊通道,以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間電信號和化學(xué)信號的通迅聯(lián)系,從而完成群體細(xì)胞間的合作與協(xié)調(diào),這種連接方式為通迅連接。類型:間隙連接(gapjunction)

化學(xué)突觸(chemicalsynapse)389~10nm細(xì)胞膜細(xì)胞間隙2~4nm連接子跨膜蛋白亞單位孔道φ1.5nm(縫隙連接的基本單位)(一)間隙連接(gapjunction)基本結(jié)構(gòu)單位:連接子存在部位:普遍存在于動(dòng)物組織細(xì)胞間39間隙連接404142分布:廣泛分布于各種動(dòng)物組織細(xì)胞間功能:除連接細(xì)胞之外,主要功能是偶聯(lián)細(xì)胞通訊包括電偶聯(lián)和代謝偶聯(lián)。間隙連接通透性受細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度等調(diào)節(jié)間隙連接

GapJunction間隙連接的通訊方式:

代謝偶聯(lián):小分子代謝物和信號分子(分子量小于1500Da)即可通過縫隙連接的通道,由一個(gè)細(xì)胞進(jìn)入與之相鄰的另一個(gè)細(xì)胞。電偶聯(lián):帶電離子通過縫隙連接通道由一個(gè)細(xì)胞直接進(jìn)入另一個(gè)細(xì)胞,使動(dòng)作電位迅速在細(xì)胞之間傳播。eg.竇房結(jié)產(chǎn)生的脈沖心肌同步收縮。功能:加強(qiáng)相鄰細(xì)胞之間的連接,介導(dǎo)細(xì)胞間的通訊。43(二)化學(xué)突觸(chemicalsynapse)特點(diǎn):化學(xué)突觸介導(dǎo)的細(xì)胞通訊,有一個(gè)“電信號-化學(xué)信號-電信號”的轉(zhuǎn)換過程,是一種間接而慢速的信息傳遞形式。功能:可興奮細(xì)胞間的連接方式,通過釋放神經(jīng)遞質(zhì)來傳導(dǎo)神經(jīng)沖動(dòng)。存在部位:神經(jīng)細(xì)胞之間及神經(jīng)細(xì)胞與肌細(xì)胞的接觸部位44化學(xué)突觸模式圖45細(xì)胞連接的不同方式46細(xì)胞黏附(celladhesion)細(xì)胞通過黏附分子介導(dǎo)的細(xì)胞與細(xì)胞或細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)之間的黏著。細(xì)胞黏附分子(celladhesionmolecular,CAM)一類廣泛存在于細(xì)胞膜上的穿膜糖蛋白,介導(dǎo)細(xì)胞之間或細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)之間相互結(jié)合,并起黏附作用的一類細(xì)胞表面分子。第二節(jié)細(xì)胞黏附47細(xì)胞黏附分子(celladhesionmolecular,CAM)

根據(jù)分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及作用方式,可分為四大類:鈣黏著蛋白(cadherin)選擇素(selectin)免疫球蛋白超家族(IgSF)整聯(lián)蛋白(integrin)48細(xì)胞黏附分子結(jié)構(gòu)組成:胞外區(qū)(N端):帶有糖鏈較長,與配體識別的部位。穿膜區(qū):多為一次穿膜的疏水區(qū)。胞內(nèi)區(qū)(C端):較短,可與質(zhì)膜下的細(xì)胞骨架成分及與胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子結(jié)合,介導(dǎo)細(xì)胞之間、細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)之間的黏著。

49細(xì)胞黏附分子介導(dǎo)細(xì)胞識別與黏著的方式:同親型結(jié)合:相鄰細(xì)胞表面的同種黏附分子間的相互識別與黏著,如鈣黏著蛋白。異親型結(jié)合:兩相鄰細(xì)胞表面的不同種黏附分子間的相互識別與黏著,如選擇素和整聯(lián)蛋白。連接分子依賴性結(jié)合:即相鄰細(xì)胞黏附分子間的通過連接分子中介才能相互識別與黏著。5051一、鈣黏著蛋白(cadherin)是一類依賴于Ca2+的同親型細(xì)胞黏附分子。

1.分類:主要有E-鈣黏著蛋白、N-鈣黏著蛋白、P-鈣黏著蛋白、VE-鈣黏著蛋白等。522.

分子結(jié)構(gòu)單次穿膜蛋白,由700~750個(gè)氨基酸殘基組成在質(zhì)膜中常以同源二聚體的形式存在具有很高的結(jié)構(gòu)同源性胞外區(qū)常折疊成5個(gè)重復(fù)結(jié)構(gòu)域,可結(jié)合鈣離子,賦予鈣黏著蛋白分子剛度和強(qiáng)度,鈣離子結(jié)合越多,剛性越強(qiáng)。53A.鈣黏著蛋白分子B.鈣黏著蛋白重復(fù)子的三維結(jié)構(gòu)C.Ca2+對鈣黏著蛋白的影響543.鈣黏著蛋白的功能介導(dǎo)細(xì)胞間同親型細(xì)胞黏附在個(gè)體發(fā)育過程中影響細(xì)胞分化,參與組織器官形成參與細(xì)胞之間穩(wěn)定的特化連接結(jié)構(gòu)的形成554.鈣黏著蛋白與疾病

鈣黏素功能的喪失在惡性腫瘤中的擴(kuò)散中起很重要的作用。如缺失E-鈣黏素可導(dǎo)致上皮性腫瘤的發(fā)生。56二、選擇素(selectin)選擇素:是一類依賴于Ca2+的異親性細(xì)胞黏附分子,能特異性識別其他細(xì)胞表面的寡糖鏈中的特定糖基。選擇素家族成員

主要有L-選擇素、P-選擇素、E-選擇素等。572.選擇素的分子結(jié)構(gòu)單次穿膜蛋白胞外區(qū)由三個(gè)獨(dú)立結(jié)構(gòu)域組成:

N末端凝集素樣結(jié)構(gòu)域:識別特異糖基,參與細(xì)胞之間選擇性黏附的重要活性部位。

表皮生長因子樣結(jié)構(gòu)域:加強(qiáng)分子間黏附

補(bǔ)體結(jié)合蛋白結(jié)構(gòu)域:參與補(bǔ)體系統(tǒng)調(diào)節(jié)作用胞內(nèi)區(qū)可通過錨定蛋白與細(xì)胞內(nèi)微絲結(jié)合。58三種已知選擇素的結(jié)構(gòu)示意圖59

3.選擇素的功能參與白細(xì)胞或血小板與血管內(nèi)皮的識別,幫助白細(xì)胞進(jìn)入炎癥部位。選擇素及整聯(lián)蛋白介導(dǎo)白細(xì)胞遷移60三、免疫球蛋白超家族(IgSF)

是一類結(jié)構(gòu)中含有類似免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)域,不依賴于Ca2+的細(xì)胞黏附分子。1.IgSF家族成員同親型黏附分子:神經(jīng)細(xì)胞黏附分子(N-CAM)

血小板-內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子(PE-CAM)異親型黏附分子:細(xì)胞間黏附分子(I-CAM),血管細(xì)胞黏附分子(V-CAM)612.IgSF分子結(jié)構(gòu)胞外區(qū)由一個(gè)或多個(gè)免疫球蛋白(Ig)樣結(jié)構(gòu)域組成,每個(gè)Ig結(jié)構(gòu)域均由90-110個(gè)氨基酸殘基形成緊密折疊結(jié)構(gòu),其間有二硫鍵相連接。3.黏附機(jī)制同親型黏著機(jī)制:N-CAM及PE-CAM。異親型黏著機(jī)制:I-CAM及V-CAM等。626364免疫球蛋白(immunoglobulin,IgG)的結(jié)構(gòu)4.Ig-SF黏附分子的功能(1)神經(jīng)細(xì)胞黏附分子(N-CAM)胞外區(qū)有5個(gè)免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域通過同親型黏著機(jī)制與相鄰細(xì)胞同類分子結(jié)合黏附在一起神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育、軸突的生長及突觸的形成有重要作用。65(2)血管細(xì)胞黏附分子(V-CAM)通過異親型細(xì)胞黏著機(jī)制參與細(xì)胞黏附。與白細(xì)胞表面的整聯(lián)蛋白結(jié)合,使白細(xì)胞沿內(nèi)皮滾動(dòng)并固著于炎癥部位的血管內(nèi)皮,發(fā)生鋪展,進(jìn)而分泌水解酶而穿過血管壁。66(3)細(xì)胞間黏附分子(I-CAM)

I-CAM在淋巴系統(tǒng)抗原識別、細(xì)胞毒T細(xì)胞功能發(fā)揮及淋巴細(xì)胞的募集方面起重要作用。內(nèi)皮細(xì)胞I-CAM可通過與白細(xì)胞表面的整聯(lián)蛋白分子結(jié)合,在炎癥反應(yīng)中發(fā)揮作用。67四、整聯(lián)蛋白(integrin)

又稱整合素,是一類依賴于Ca2+和Mg2+的異親性細(xì)胞黏附因子,介導(dǎo)細(xì)胞之間以及細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)間的相互黏著和識別,具有聯(lián)系細(xì)胞外部因素與細(xì)胞骨架的作用。681.整聯(lián)蛋白的分子結(jié)構(gòu)

由α

和β兩個(gè)亞基形成的異二聚體跨膜蛋白,α

和β亞基均由胞外區(qū)、跨膜區(qū)和胞內(nèi)區(qū)三個(gè)部分組成。胞外區(qū):球狀頭部區(qū),是整聯(lián)蛋白分子與配體結(jié)合部位,可通過自身結(jié)構(gòu)域與含有Arg-Gly-Asp(RGD)三肽序列的細(xì)胞外基質(zhì)成分結(jié)合,介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的黏著,如黏著斑和半橋粒。69胞內(nèi)區(qū):可通過胞內(nèi)的連接蛋白與細(xì)胞內(nèi)的肌動(dòng)蛋白絲等細(xì)胞骨架成分相互作用。70

2.整聯(lián)蛋白的功能介導(dǎo)細(xì)胞間的相互作用介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的相互作用在信號傳遞中發(fā)揮作用細(xì)胞內(nèi)部信號可以調(diào)控整聯(lián)蛋白與配體的結(jié)合71血小板整聯(lián)蛋白與纖維蛋白原結(jié)合介導(dǎo)血小板的相互黏附723.整聯(lián)蛋白與醫(yī)學(xué)

利用整聯(lián)蛋白胞外區(qū)具有通過自身結(jié)構(gòu)域識別含有RGD三肽序列配體的特性,開辟以配體-受體相互作用為基礎(chǔ)的疾病治療的新手段。73銀屑病(牛皮癬)當(dāng)基底層細(xì)胞像表皮表面遷移時(shí),b1整聯(lián)蛋白的合成沒有停止,細(xì)胞這繼續(xù)分裂,此處表皮非正常增厚,產(chǎn)生類似銀屑病的癥狀。思考題

1.試述動(dòng)物細(xì)胞間特化的連接方式及特點(diǎn)。

2.什么是細(xì)胞黏附,細(xì)胞黏附分子的分類作用方式和主要功能。74第十四章細(xì)胞外基質(zhì)

(extracellularmatrix)75內(nèi)容概述第一節(jié)氨基聚糖和蛋白聚糖第二節(jié)膠原與彈性蛋白第三節(jié)非膠原性黏合蛋白7677細(xì)胞外基質(zhì)

ExtracellularMatrix,ECM是由一些不溶性大分子構(gòu)成的、結(jié)構(gòu)精細(xì)而錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)?;颍悍植加诩?xì)胞外空間,細(xì)胞分泌的由蛋白質(zhì)和多糖構(gòu)成的高度水合性纖維網(wǎng)絡(luò)凝膠結(jié)構(gòu)。來源:成纖維細(xì)胞(主),特化組織細(xì)胞

功能:對細(xì)胞支持、連接、保護(hù)、營養(yǎng)為細(xì)胞的生存及活動(dòng)提供適宜的場所通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)影響細(xì)胞的形狀、代謝、功能、遷移、增殖和分化。

一,概述含量種類差別大、決定組織物理性狀適合其功能上皮組織肌組織腦,脊髓含量少:含量多:結(jié)締組織平滑肌78二、細(xì)胞外基質(zhì)的組成成分1.氨基聚糖和蛋白聚糖——凝膠樣基質(zhì)2.膠原和彈性蛋白——纖維網(wǎng)架3.非膠原糖蛋白(纖連蛋白和層粘連蛋白)——粘著成分成分:79細(xì)胞外基質(zhì)80細(xì)胞外基質(zhì)-細(xì)胞整體結(jié)構(gòu)關(guān)系

上皮細(xì)胞基底膜巨噬細(xì)胞成纖維細(xì)胞蛋白多糖膠原纖維彈性纖維肥大細(xì)胞結(jié)締組織中的細(xì)胞外基質(zhì)81第一節(jié)氨基聚糖和蛋白聚糖一、氨基聚糖(glycosaminoglycan,GAG)

由重復(fù)二糖單位構(gòu)成的直鏈多糖,多數(shù)糖基硫酸化并帶有羧基,呈強(qiáng)負(fù)電性。二糖單位氨基己糖(N-乙酰氨基葡萄糖/乙酰氨基半乳糖)糖醛酸(葡萄糖醛酸/艾杜糖醛酸)8283氨基聚糖組成

艾杜糖醛酸N-乙酰半乳糖-4-硫酸硫酸皮膚素二糖重復(fù)單位84透明質(zhì)酸(hyaluronicacid,HA)N-乙酰氨基葡萄糖葡萄糖醛酸85透明質(zhì)酸(hyaluronicacid,HA)86結(jié)構(gòu):最簡單不發(fā)生硫酸化含有大量親水基團(tuán)、負(fù)電荷形態(tài):呈無規(guī)則卷曲狀降解:透明質(zhì)酸酶功能:賦予組織彈性、抗壓性促進(jìn)細(xì)胞遷移、增殖創(chuàng)傷修復(fù)愈合透明質(zhì)酸(hyaluronicacid,HA)87二、蛋白聚糖(proteoglycan,PG)

1.組成結(jié)構(gòu):氨基聚糖核心蛋白共價(jià)結(jié)合一條核心蛋白可結(jié)合100條以上相同或不同的氨基聚糖蛋蛋白聚糖單體蛋白聚糖單體8889

蛋白聚糖單體連接蛋白透明質(zhì)酸非共價(jià)蛋白聚糖多聚體蛋白聚糖多聚體902.蛋白聚糖的合成

核心蛋白在RER核糖體上合成,高爾基體內(nèi)裝配直鏈多糖(GAG)。硫酸化、異構(gòu)化修飾。核心蛋白Ser-連接四糖-糖基轉(zhuǎn)移酶合成糖鏈91氨基聚糖和蛋白聚糖功能:構(gòu)成水合凝膠樣基質(zhì)

1.使組織具有彈性和抗壓性

2.對物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)有選擇滲透性

3.傳遞信息/抗凝血功能

4.角膜中的PG有透光性

5.組織老化有關(guān)92第二節(jié)膠原與彈性蛋白一、膠原(collagen)高度特化、不溶性的纖維蛋白家族。體內(nèi)含量最多的蛋白(30%)。分布于各種組織細(xì)胞間。不同組織中膠原的含量差別很大。成纖維細(xì)胞、成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞合成分泌。93膠原在不同組織中的含量

/組織膠原的含量(克100克干重)脫鈣骨88.0跟腱86.0皮膚71.9角膜68.1軟骨46~63韌帶17.0主動(dòng)脈12~24肺10肝4膠原纖維束三肽重復(fù)序列:Gly-X-YX=Pro、Y=Hypro或(Hylys)(一)膠原的結(jié)構(gòu)1.原膠原分子:三條-螺旋肽鏈組成的3股螺旋結(jié)構(gòu)。

L:300nm,Φ:1.5nm,每條約1000aa。96α鏈及原膠原分子97(二)膠原的類型I型:皮膚、肌腱、韌帶、骨中II型:軟骨III型:血管壁、疏松結(jié)締組織中IV型:基底膜有25種不同的鏈,每種鏈由一種基因編碼。每型膠原由3條相同或不同的鏈構(gòu)成。98(三)膠原的合成裝配與降解來源:成纖維細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞、上皮細(xì)胞等合成:細(xì)胞內(nèi)(細(xì)胞核-內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-高爾基體-分泌小泡)裝配:細(xì)胞外降解:細(xì)胞外99鏈基因細(xì)胞核hnRNAmRNA。粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-核糖體前體肽鏈內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔:切去信號肽前體鏈兩端有前肽前鏈。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)/高爾基體內(nèi):羥基化、糖基化、三股螺旋C端前肽以二硫鍵連接形成前膠原分子。細(xì)胞外基質(zhì):切去前肽原膠原分子自我裝配膠原原纖維膠原纖維100膠原的合成切去信號肽、N端和C端有前肽(前-鏈)。高爾基體羥基化、糖基化形成二硫鍵,以氫鍵連接形成三股螺旋的前膠原。前膠原合成后分泌進(jìn)入細(xì)胞間隙中切去前肽,形成直徑1.5nm、長300nm的原膠原分子前肽的功能:誘導(dǎo)裝配,分泌前防止交聯(lián)成膠原原纖維101102(四)膠原的功能皮下結(jié)締組織中,膠原成柳條狀有多向抗張性。肌腱中沿應(yīng)力主軸平行成束排列,具韌性、抗張性Ⅲ型膠原組成纖維網(wǎng)絡(luò),包圍于骨骼肌和平滑肌細(xì)胞周圍。Ⅳ型膠原構(gòu)成各種上皮細(xì)胞基膜的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。在成熟的骨骼、角膜和橫膈肌腱中,形成有序的膠合板樣結(jié)構(gòu)。

膠原經(jīng)細(xì)胞表面受體介導(dǎo)與細(xì)胞骨架相互作用。

103(五)膠原的發(fā)生與疾病遺傳性膠原病:膠原的表達(dá)或裝配異常,如成骨發(fā)育不全綜合癥病理性纖維化:膠原表達(dá)過度,分配比例失調(diào)

如肝硬化免疫性膠原病:類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、腎炎膠原纖維形成異常:壞血病

104105

彈性蛋白:非糖基化疏水纖維蛋白,富含甘氨酸、脯氨酸,很少羥化。肽鏈830個(gè)氨基酸,無Gly-X-Y重復(fù)序列。

呈無規(guī)則卷曲狀態(tài),相互交聯(lián)形成細(xì)胞外基質(zhì)中的彈性網(wǎng)絡(luò)。具高度彈性及回縮力。維持皮膚彈性。二、彈性蛋白(elastin)(自學(xué))106107二、彈性蛋白主要存在于脈管,肺非糖基化高度不溶性呈無規(guī)則卷曲狀態(tài)具彈性和回縮能力stretchrelaxcross-linksingleelastinmolecule彈性蛋白微原纖維殼(糖蛋白)彈性纖維108疏水性短肽交聯(lián)短肽(富含Lys)結(jié)構(gòu)第三節(jié)非膠原性黏合蛋白

細(xì)胞外基質(zhì)中一類多功能大分子。發(fā)現(xiàn)數(shù)十種。共同特點(diǎn):既可以與細(xì)胞結(jié)合又可以與細(xì)胞外基質(zhì)中其他大分子結(jié)合,使細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)粘著,是細(xì)胞外基質(zhì)的組織者。纖連蛋白層黏連蛋白主要包括:109CellJunction&ExtracellularMetrix110粘著成分:纖連蛋白與層黏連蛋白纖連蛋白Fibronectin類型血漿纖連蛋白寡聚纖連蛋白基質(zhì)纖連蛋白CellJunction&ExtracellularMetrix111纖連蛋白結(jié)構(gòu):與細(xì)胞結(jié)合的最小結(jié)構(gòu)單位Arg—Gly—Asp(RGD結(jié)構(gòu))受體兩條多肽鏈非共價(jià)結(jié)合而成整聯(lián)蛋白家族FN及其通過整合素蛋白與細(xì)胞內(nèi)骨架系統(tǒng)結(jié)合113纖連蛋白功能:促使血液凝固創(chuàng)傷修復(fù)介導(dǎo)細(xì)胞

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