細(xì)胞生物學(xué)第四細(xì)胞骨架詳解演示文稿

細(xì)胞生物學(xué)第四版細(xì)胞骨架詳解演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有89頁\編輯于星期三（優(yōu)選）細(xì)胞生物學(xué)第四版細(xì)胞骨架現(xiàn)在是2頁\一共有89頁\編輯于星期三第一節(jié)微絲與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)

微絲（microfilament,MF）又稱肌動(dòng)蛋白絲（actinfilament）或纖維狀肌動(dòng)蛋白（fibrous,F-actin），是真核細(xì)胞中由肌動(dòng)蛋白單體組裝而成的，直徑為7nm的纖維狀結(jié)構(gòu)。微絲網(wǎng)絡(luò)的空間結(jié)構(gòu)與功能取決于微絲的組裝/去組裝以及與之相結(jié)合的微絲結(jié)合蛋白（MFbindingprotein）。微絲功能幾乎與所有形式的細(xì)胞運(yùn)動(dòng)有關(guān)，諸如參與細(xì)胞變形運(yùn)動(dòng)、胞質(zhì)分裂、吞噬作用、細(xì)胞遷移、肌肉收縮以及細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)然顒?dòng)。一、微絲的組成及其組裝二、微絲網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)三、肌球蛋白：依賴于微絲的分子馬達(dá)四、肌細(xì)胞的收縮運(yùn)動(dòng)現(xiàn)在是3頁\一共有89頁\編輯于星期三一、微絲的組成及其組裝（一）微絲的結(jié)構(gòu)與成分（二）微絲的組裝及其動(dòng)力學(xué)特性（三）影響微絲組裝的特異性藥物現(xiàn)在是4頁\一共有89頁\編輯于星期三（一）微絲的結(jié)構(gòu)與成分微絲的主要結(jié)構(gòu)成分：肌動(dòng)蛋白（actin）。肌動(dòng)蛋白在細(xì)胞內(nèi)有2種存在形式：①球狀肌動(dòng)蛋白（G-actin）：肌動(dòng)蛋白單體；②纖維狀肌動(dòng)蛋白（F-actin）：由多個(gè)單體組裝而成。肌動(dòng)蛋白單體：球狀，但中間有一裂縫。裂縫內(nèi)部有1個(gè)核苷酸（ATP或ADP，但常為ATP）的結(jié)合位點(diǎn)和1個(gè)二價(jià)陽離子（Mg2+或Ca2+，但常為Mg2+）結(jié)合位點(diǎn)。微絲是一條直徑約為7nm的扭鏈，由肌動(dòng)蛋白單體組裝而成：在電鏡下觀察，整根微絲在外觀上是由2股纖維以右手螺旋同向盤繞而成，螺距為36nm。在纖維內(nèi)部，每個(gè)肌動(dòng)蛋白單體周圍都有4個(gè)單體，上、下各1個(gè)，另外2個(gè)位于一側(cè)?，F(xiàn)在是5頁\一共有89頁\編輯于星期三微絲在結(jié)構(gòu)上具有極性：肌動(dòng)蛋白分子上的裂縫使得該蛋白本身在結(jié)構(gòu)上具有不對稱性，在整根微絲上每一個(gè)單體上的裂縫都朝向微絲的同一端，從而使微絲在結(jié)構(gòu)上具有極性。具有裂縫的一端為負(fù)極，而相反一端為正極。在哺乳動(dòng)物和鳥類中至少已分離到6種肌動(dòng)蛋白：4種為α-肌動(dòng)蛋白，分別為橫紋肌、心肌、血管平滑肌和腸道平滑肌所特有，它們均組成細(xì)胞的收縮性結(jié)構(gòu)；另2種為β-肌動(dòng)蛋白和γ-肌動(dòng)蛋白，存在于所有肌細(xì)胞和非肌細(xì)胞中。其中β-肌動(dòng)蛋白通常位于細(xì)胞的邊緣，而γ-肌動(dòng)蛋白與張力纖維有關(guān)。對于一個(gè)正在遷移的細(xì)胞，β-肌動(dòng)蛋白在細(xì)胞的前緣組成微絲。肌動(dòng)蛋白在進(jìn)化上高度保守但功能上差異大：盡管來源于不同生物的肌動(dòng)蛋白具有很高的同源性，但微小的差異可能會(huì)導(dǎo)致功能上的變化。微絲與微絲結(jié)合蛋白互作：在細(xì)胞內(nèi)，多種微絲結(jié)合蛋白與微絲的表面相互作用，調(diào)節(jié)微絲的結(jié)構(gòu)和功能?，F(xiàn)在是6頁\一共有89頁\編輯于星期三肌動(dòng)蛋白和微絲的結(jié)構(gòu)（圖10-2）現(xiàn)在是7頁\一共有89頁\編輯于星期三（二）微絲的組裝及其動(dòng)力學(xué)特性微絲的功能依賴于肌動(dòng)蛋白的組裝與去組裝的動(dòng)態(tài)平衡。通常，只有結(jié)合ATP的G-肌動(dòng)蛋白才能參與F-肌動(dòng)蛋白的組裝；微絲正極（＋）的組裝速度比負(fù)極（－）快。肌動(dòng)蛋白單體組裝成微絲的過程：①緩慢成核期：肌動(dòng)蛋白單體與起始復(fù)合物結(jié)合，緩慢形成一段可供肌動(dòng)蛋白繼續(xù)組裝的寡聚體（至少2~3個(gè)單體）。Arp2/3起始復(fù)合物包括2種肌動(dòng)蛋白相關(guān)蛋白（Arp2/3）和5種其它蛋白。②快速延長期：肌動(dòng)蛋白單體具有ATP酶活性，可利用水解ATP釋放的能量來快速組裝單體。當(dāng)微絲的組裝速度快于肌動(dòng)蛋白水解ATP的速度時(shí)，在延長的微絲末端形成一個(gè)由肌動(dòng)蛋白-ATP亞基組成的帽，使微絲比較穩(wěn)定，利于繼續(xù)組裝；相反，當(dāng)末端的肌動(dòng)蛋白亞基所結(jié)合的是ADP時(shí)，則利于解聚。③穩(wěn)定期：即組裝與去組裝的肌動(dòng)蛋白數(shù)目相當(dāng)，微絲的長度保持不變?，F(xiàn)在是8頁\一共有89頁\編輯于星期三臨界濃度（Cc）：當(dāng)纖維正極組裝的速度與負(fù)極解聚的速度相同即纖維的長度保持不變時(shí)，組裝體系中肌動(dòng)蛋白單體的濃度稱為臨界濃度。踏車行為（treadmilling）：在體外組裝過程中有時(shí)可以見到微絲正極由于肌動(dòng)蛋白亞基的不斷組裝（添加）而延長，負(fù)極則由于肌動(dòng)蛋白亞基去組裝（解聚）而縮短，這種現(xiàn)象稱為踏車行為?，F(xiàn)在是9頁\一共有89頁\編輯于星期三肌動(dòng)蛋白組裝過程中發(fā)生的踏車行為（圖10-3）

現(xiàn)在是10頁\一共有89頁\編輯于星期三（三）影響微絲組裝的特異性藥物細(xì)胞松弛素（cytochalasin）：一組真菌的代謝產(chǎn)物，切斷微絲，結(jié)合末端，阻抑聚合，對解聚無明顯影響，用于是破壞微絲網(wǎng)絡(luò)，阻止細(xì)胞運(yùn)動(dòng)。鬼筆環(huán)肽（phalloidin）：一種毒蘑菇產(chǎn)生的雙環(huán)桿肽，只與F-肌動(dòng)蛋白結(jié)合，阻止微絲解聚，保持微絲穩(wěn)定，用于顯示微絲分布，阻止細(xì)胞運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)在是11頁\一共有89頁\編輯于星期三二、微絲網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)（一）非肌肉細(xì)胞內(nèi)微絲的結(jié)合蛋白（二）細(xì)胞皮層（三）應(yīng)力纖維（四）細(xì)胞偽足的形成與細(xì)胞遷移（五）微絨毛（六）胞質(zhì)分裂環(huán)現(xiàn)在是12頁\一共有89頁\編輯于星期三（一）非肌肉細(xì)胞內(nèi)微絲的結(jié)合蛋白大多數(shù)非肌細(xì)胞的微絲是一種動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)，它們持續(xù)地進(jìn)行組裝和去組裝，這與細(xì)胞形態(tài)的持續(xù)變化和細(xì)胞運(yùn)動(dòng)有密切的關(guān)系。肌動(dòng)蛋白結(jié)合蛋白（actinbindingprotein）：與肌動(dòng)蛋白單體或肌動(dòng)蛋白絲結(jié)合的蛋白，對微絲的組裝、物理性質(zhì)及其功能具有調(diào)控作用。現(xiàn)在是13頁\一共有89頁\編輯于星期三體內(nèi)肌動(dòng)蛋白的組裝在2個(gè)水平上受到微絲結(jié)合蛋白的調(diào)節(jié)：①可溶性肌動(dòng)蛋白的存在狀態(tài)；②微絲結(jié)合蛋白的種類及其存在狀態(tài)。細(xì)胞內(nèi)微絲網(wǎng)絡(luò)的組織形式和功能通常取決于與其結(jié)合的微絲結(jié)合蛋白，而不是微絲本身。根據(jù)微絲結(jié)合蛋白作用方式的不同，可將其分成如下幾種類型：現(xiàn)在是14頁\一共有89頁\編輯于星期三1.肌動(dòng)蛋白單體結(jié)合蛋白：儲(chǔ)存在細(xì)胞內(nèi)的肌動(dòng)蛋白單體常與單體結(jié)合蛋白結(jié)合在一起，只在存在需求信號時(shí)才加以利用。

胸腺素β4是由僅43個(gè)氨基酸殘基組成的小肽，主要與（帶ATP的）肌動(dòng)蛋白單體結(jié)合并封閉其聚合位點(diǎn)，使單體隔離，阻斷微絲的正、負(fù)極兩端的組裝。

前纖維蛋白（抑制蛋白）（profilin）主要與肌動(dòng)蛋白單體底部（正極端）結(jié)合，阻斷負(fù)極端的組裝，相對促進(jìn)正極端的組裝?，F(xiàn)在是15頁\一共有89頁\編輯于星期三

2.成核蛋白：成核過程受Arp2/3復(fù)合物和形成蛋白等的催化。

Arp（肌動(dòng)蛋白相關(guān)蛋白）2/3復(fù)合物：Arp2/3復(fù)合物中的Arp2/3類似于微絲正極端肌動(dòng)蛋白2個(gè)亞基的結(jié)構(gòu)，從而可啟動(dòng)肌動(dòng)蛋白的成核過程，新的肌動(dòng)蛋白亞基在正極端加入，而Arp2/3復(fù)合物則位于纖維的負(fù)極端；Arp2/3復(fù)合物可結(jié)合在微絲的中部啟動(dòng)分支的組裝，促進(jìn)微絲網(wǎng)絡(luò)的形成。

形成蛋白（formin）：該蛋白家族啟動(dòng)肌動(dòng)蛋白的成核和組裝過程，結(jié)合于正極提高微絲的組裝速度，保護(hù)正極端免受加帽蛋白的干擾。現(xiàn)在是16頁\一共有89頁\編輯于星期三肌動(dòng)蛋白結(jié)合蛋白與微絲的組裝（圖10-4）現(xiàn)在是17頁\一共有89頁\編輯于星期三微絲的成核與加帽（圖10-5）現(xiàn)在是18頁\一共有89頁\編輯于星期三3.加帽蛋白：與微絲的末端結(jié)合從而阻止微絲解聚或過度組裝的蛋白。在微絲的負(fù)極端常有Arp2/3復(fù)合物或原肌球調(diào)節(jié)蛋白（tropomodulin）結(jié)合而穩(wěn)定；在微絲的正極端常有CapZ或凝溶膠蛋白（gelsolin）結(jié)合而加帽。

4.交聯(lián)蛋白：決定微絲排列成束狀還是網(wǎng)狀。成束蛋白將相鄰的微絲交聯(lián)成束狀結(jié)構(gòu)。成束蛋白的2個(gè)肌動(dòng)蛋白結(jié)合域之間的區(qū)域都是僵直的。絲束蛋白（fimbrin）和絨毛蛋白（villin）等交聯(lián)而成的微絲束為緊密包裝型，肌球蛋白不能進(jìn)入，因而沒有收縮能力。α-輔肌動(dòng)蛋白交聯(lián)形成的微絲束相鄰的纖維之間比較寬松，肌球蛋白可以進(jìn)入與微絲相互作用，這種類型的微絲束是可收縮的。

成網(wǎng)的蛋白將微絲交聯(lián)成網(wǎng)狀或凝膠樣結(jié)構(gòu)。細(xì)絲蛋白（filamin）和血影蛋白（spectrin）的2個(gè)肌動(dòng)蛋白結(jié)合域之間的區(qū)域都是柔軟的，或者本身就是彎曲的?，F(xiàn)在是19頁\一共有89頁\編輯于星期三交聯(lián)蛋白與微絲的相互作用（圖10-6）

5.割斷及解聚蛋白：凝溶膠蛋白（gelsolin）可能將較長微絲切成片段，使肌動(dòng)蛋白由凝膠狀態(tài)向溶膠狀態(tài)轉(zhuǎn)化。微絲片段的形成或加速微絲的解聚或加速微絲的組裝。絲切蛋白/肌動(dòng)蛋白解聚因子（cofilin/ADF）能與肌動(dòng)蛋白單體或微絲結(jié)合，提高微絲的解聚速度。現(xiàn)在是20頁\一共有89頁\編輯于星期三

（二）細(xì)胞皮層

細(xì)胞內(nèi)微絲主要集中在緊貼細(xì)胞質(zhì)膜的細(xì)胞質(zhì)區(qū)域，并由微絲交聯(lián)蛋白交聯(lián)成凝膠態(tài)三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該區(qū)域通常稱為細(xì)胞皮層（cellcortex）。細(xì)胞皮層有助于維持細(xì)胞形狀。皮層內(nèi)一些微絲與質(zhì)膜蛋白連接，從而限制膜蛋白的流動(dòng)性。細(xì)胞的多種運(yùn)動(dòng)，如胞質(zhì)環(huán)流、阿米巴運(yùn)動(dòng)、變皺膜運(yùn)動(dòng)、吞噬以及膜蛋白的定位等都與皮層內(nèi)肌動(dòng)蛋白的凝膠態(tài)-溶膠態(tài)轉(zhuǎn)化相關(guān)。現(xiàn)在是21頁\一共有89頁\編輯于星期三（三）應(yīng)力纖維

應(yīng)力纖維（stressfiber）指緊貼在黏著斑的細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)側(cè)的大量成束狀排列的微絲。應(yīng)力纖維中相鄰的微絲呈反向平行排列并且呈現(xiàn)周期性帶紋。應(yīng)力纖維通過黏著斑與細(xì)胞外基質(zhì)相連，可能在細(xì)胞形態(tài)發(fā)生、細(xì)胞分化和組織建成等方面發(fā)揮作用?，F(xiàn)在是22頁\一共有89頁\編輯于星期三星形膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)應(yīng)力纖維和黏著斑的分布（圖10-7）現(xiàn)在是23頁\一共有89頁\編輯于星期三（四）細(xì)胞偽足的形成與細(xì)胞遷移以成纖維細(xì)胞為例，細(xì)胞在基質(zhì)表面或相鄰細(xì)胞表面的遷移過程通常包含以下幾個(gè)相繼發(fā)生的事件：①細(xì)胞前端伸出突起；②突起附著在基質(zhì)表面；③以附著點(diǎn)為支點(diǎn)前移；④細(xì)胞后部的附著點(diǎn)與基質(zhì)脫離使細(xì)胞尾部前移。片狀偽足（lamellipodium）：指遷移（運(yùn)動(dòng)）的成纖維細(xì)胞的前緣，因微絲組裝形成的寬而扁平的凸起。絲狀偽足（filopodium）：片狀偽足常呈波形運(yùn)動(dòng)，在其前端還有一些比較纖細(xì)的突起，稱為絲狀偽足。絲狀偽足內(nèi)的微絲是同向緊密排列的平行束。片狀偽足和絲狀偽足的形成依賴于肌動(dòng)蛋白的聚合（組裝），并由此產(chǎn)生推動(dòng)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的力。現(xiàn)在是24頁\一共有89頁\編輯于星期三動(dòng)物細(xì)胞邊緣的偽足及其微絲的排列方式（圖10-8）現(xiàn)在是25頁\一共有89頁\編輯于星期三非肌細(xì)胞前緣肌動(dòng)蛋白聚合和偽足形成（9）

WASP（Wiskott-Aldrichsyndromeprotein）：即Wiskott-Aldrich綜合癥蛋白，能激活A(yù)rp2/3復(fù)合物。

1.信號轉(zhuǎn)導(dǎo)；2.啟動(dòng)微絲的組裝；3.微絲延伸；4.啟動(dòng)微絲側(cè)支的組裝；5.微絲不斷延伸而形成偽足；6.微絲解聚現(xiàn)在是26頁\一共有89頁\編輯于星期三（五）微絨毛在小腸上皮細(xì)胞的游離面存在大量的微絨毛（microvilli），其軸心是一束平行排列的微絲，微絲束正極指向微絨毛的頂端，其下端終止于中間絲形成的端網(wǎng)結(jié)構(gòu)（terminalweb）。（六）胞質(zhì)分裂環(huán)胞質(zhì)分裂環(huán)（收縮環(huán)）是有絲分裂末期在2個(gè)即將分裂的子細(xì)胞之間的質(zhì)膜內(nèi)側(cè)形成的一個(gè)起收縮作用的環(huán)形結(jié)構(gòu)。胞質(zhì)分裂環(huán)是由大量平行排列的但極性相反的微絲組成。胞質(zhì)分裂的動(dòng)力來源于收縮環(huán)上肌球蛋白所介導(dǎo)的極性相反的微絲之間的滑動(dòng)。隨著收縮環(huán)的收縮，兩個(gè)子細(xì)胞被縊縮分開。胞質(zhì)分裂完成后，收縮環(huán)即消失。現(xiàn)在是27頁\一共有89頁\編輯于星期三微絨毛的微絲和微絲交聯(lián)蛋白（圖10-10）A：微絨毛結(jié)構(gòu)模式圖B：小腸上皮細(xì)胞表面微絨毛C：耳蝸毛細(xì)胞頂端的微絨毛（實(shí)心箭頭示微絲斷面，空心箭頭示微絨毛膜）現(xiàn)在是28頁\一共有89頁\編輯于星期三胞質(zhì)分裂環(huán)（圖10-11）A：胞質(zhì)分裂環(huán)和細(xì)胞皮層（均為紅色）B：胞質(zhì)分裂環(huán)模式圖現(xiàn)在是29頁\一共有89頁\編輯于星期三三、肌球蛋白：依賴于微絲的分子馬達(dá)

在細(xì)胞內(nèi)參與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)鸟R達(dá)蛋白（motorprotein），即能夠利用水解ATP釋放的能量驅(qū)動(dòng)自身有規(guī)則地沿微絲或微管定向運(yùn)動(dòng)的蛋白，如沿微絲運(yùn)動(dòng)的肌球蛋白（myosin）、沿微管運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)蛋白（kinesin）和動(dòng)力蛋白（dynein）。馬達(dá)蛋白具有2種結(jié)構(gòu)域：①與微絲或微管結(jié)合的馬達(dá)結(jié)構(gòu)域；②與大分子復(fù)合物或膜性細(xì)胞器特異結(jié)合的“貨物”結(jié)構(gòu)域。

（一）肌球蛋白的種類（二）肌球蛋白的結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是30頁\一共有89頁\編輯于星期三（一）肌球蛋白的種類Ⅱ型肌球蛋白（myosinⅡ）：由2條具有馬達(dá)結(jié)構(gòu)域和“貨物”結(jié)構(gòu)域的重鏈和4條起調(diào)節(jié)作用的輕鏈構(gòu)成，形成一個(gè)高度不對稱的結(jié)構(gòu)（形似黃豆芽）。肌球蛋白的頭部和組成微絲的肌動(dòng)蛋白亞基之間的相互作用導(dǎo)致粗絲與細(xì)絲之間的滑動(dòng)。肌球蛋白分子的結(jié)構(gòu)特征：所有的肌球蛋白分子都具有相似的馬達(dá)結(jié)構(gòu)域，但它們的C端和某些成員的N端擴(kuò)展部分卻是多種多樣的?；隈R達(dá)結(jié)構(gòu)域多肽鏈一級結(jié)構(gòu)的同源性進(jìn)行分類：至少可以將肌球蛋白超家族的成員分成18種家族，一些類群還可以進(jìn)一步分成多個(gè)呀家族?，F(xiàn)在是31頁\一共有89頁\編輯于星期三Ⅱ型肌球蛋白分子（A）和粗肌絲的結(jié)構(gòu)（B）示意圖（圖10-12）現(xiàn)在是32頁\一共有89頁\編輯于星期三部分肌球蛋白超家族成員的結(jié)構(gòu)示意圖（圖10-13）

注意：Ⅵ型是唯一向微絲負(fù)極端移動(dòng)的肌球蛋白成員現(xiàn)在是33頁\一共有89頁\編輯于星期三在進(jìn)化過程中，不同類型肌球蛋白成員逐步適應(yīng)于特殊的細(xì)胞功能：（1）Ⅰ型：將膜脂和微絲結(jié)構(gòu)相連接，在一些細(xì)胞膜突起的形成過程中發(fā)揮作用；參與內(nèi)吞作用以及吞噬泡的運(yùn)輸；某些成員對Ca2+通道的活性具有調(diào)控作用。（2）Ⅱ型：在骨骼肌、心肌和平滑肌中能產(chǎn)生強(qiáng)大的收縮力；也在收縮環(huán)和張力纖維等具有收縮能力的細(xì)胞結(jié)構(gòu)中發(fā)揮作用。（3）Ⅲ型：與光感受器的信號分子相互作用。（4）Ⅴ型：在細(xì)胞內(nèi)膜泡和其它細(xì)胞器的運(yùn)輸方面發(fā)揮作用?！，F(xiàn)在是34頁\一共有89頁\編輯于星期三（5）Ⅵ型：參與內(nèi)吞作用以及吞噬泡的運(yùn)輸；與耳朵感覺細(xì)胞中的微絲結(jié)構(gòu)相關(guān)。（6）Ⅶ型：參與黏著斑的動(dòng)態(tài)變化；與耳朵感覺細(xì)胞中的微絲結(jié)構(gòu)相關(guān)。（7）Ⅸ和Ⅹ型：參與內(nèi)吞作用以及吞噬泡的運(yùn)輸。（8）XV型：一些成員與耳朵感覺細(xì)胞中的微絲結(jié)構(gòu)相關(guān)，基因突變有可能造成聽力障礙現(xiàn)在是35頁\一共有89頁\編輯于星期三（二）肌球蛋白的結(jié)構(gòu)

肌球蛋白是沿微絲運(yùn)動(dòng)的分子馬達(dá)，通常含有3個(gè)功能結(jié)構(gòu)域：與運(yùn)動(dòng)相關(guān)的馬達(dá)結(jié)構(gòu)域（頭部）和調(diào)控結(jié)構(gòu)域（頸部）；與肌球蛋白復(fù)合體的組裝相關(guān)或選擇性地與所運(yùn)輸?shù)摹柏浳铩苯Y(jié)合的“貨物”結(jié)構(gòu)域（尾部）。①頭部的馬達(dá)結(jié)構(gòu)域：包含1個(gè)肌動(dòng)蛋白亞基結(jié)合位點(diǎn)（有一個(gè)裂隙）和1個(gè)具有ATP酶活性的ATP結(jié)合位點(diǎn)，負(fù)責(zé)將ATP水解所釋放的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。當(dāng)ATP與肌球蛋白結(jié)合時(shí)，頭部的裂隙稍稍開啟，馬達(dá)結(jié)構(gòu)域與微絲的親和力下降。②頸部的調(diào)控結(jié)構(gòu)域：即連接馬達(dá)結(jié)構(gòu)域和尾部桿狀區(qū)的一段α螺旋，這里正是輕鏈（鈣調(diào)蛋白家族）的結(jié)合部位，它在肌球蛋白分子上發(fā)揮杠桿作用；③尾部的“貨物”結(jié)構(gòu)域：位于尾部桿狀區(qū)的最末端區(qū)域，主要是攜帶要運(yùn)輸?shù)摹柏浳铩薄，F(xiàn)在是36頁\一共有89頁\編輯于星期三

除Ⅵ型肌球蛋白外，所有類型的肌球蛋白都是沿微絲向正極端移動(dòng)的。

1.傳統(tǒng)型肌球蛋白：Ⅱ型肌球蛋白由頭、頸、尾三部組成的形似“黃豆芽”Ⅱ型肌球蛋白，①用胰蛋白酶處理后，可產(chǎn)生重酶解肌球蛋白（HMM）（包括頭部、頸部和前桿部）和輕酶解肌球蛋白（LMM）（后桿部）；②重酶解肌球蛋白（HMM）經(jīng)木瓜蛋白酶處理后，形成肌球蛋白頭部（HMM-S1）和前桿部（HMM-S2）。當(dāng)反應(yīng)體系中有ATP存在時(shí)，固定在蓋玻片上的S1片段可以驅(qū)動(dòng)肌動(dòng)蛋白絲移位。

Ⅱ型肌球蛋白分子的尾部主要起結(jié)構(gòu)支撐作用。雙極肌球蛋白纖維組裝時(shí)其尾部位于纖維的中央，而頭部則朝向兩側(cè)（如粗肌絲）?，F(xiàn)在是37頁\一共有89頁\編輯于星期三肌球蛋白的體外運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ綀D（圖10-14）現(xiàn)在是38頁\一共有89頁\編輯于星期三2.非傳統(tǒng)型肌球蛋白

Ⅰ型肌球蛋白：只有1個(gè)頭部（馬達(dá)結(jié)構(gòu)域）和1個(gè)尾部（不能組裝成纖維；其多樣性與所運(yùn)輸“貨物”的種類不同有關(guān)）。參與膜泡運(yùn)輸和與質(zhì)膜結(jié)合而牽引質(zhì)膜和皮層微絲相對運(yùn)動(dòng)。

Ⅴ型肌球蛋白：結(jié)構(gòu)似Ⅱ型肌球蛋白，但3倍頸長。在運(yùn)動(dòng)過程中，Ⅴ型肌球蛋白的步幅正好是微絲上由13個(gè)肌動(dòng)蛋白亞基所組成的重復(fù)結(jié)構(gòu)的長度。參與膜泡或細(xì)胞器的短距離運(yùn)輸?，F(xiàn)在是39頁\一共有89頁\編輯于星期三四、肌細(xì)胞的收縮運(yùn)動(dòng)（一）肌纖維的結(jié)構(gòu)（二）肌肉收縮的滑動(dòng)模型現(xiàn)在是40頁\一共有89頁\編輯于星期三（一）肌纖維的結(jié)構(gòu)肌纖維（musclefiber）：即一個(gè)骨骼肌細(xì)胞，內(nèi)含由數(shù)百條更細(xì)的肌原纖維組成的集束，具有多個(gè)細(xì)胞核，外形呈纖維狀。肌原纖維（myofibril）：每根肌原纖維由呈線性重復(fù)排列的肌節(jié)組成肌節(jié)（sarcomere）：肌原纖維的收縮單元，主要由粗肌絲和細(xì)肌絲組成。由于它們具有帶狀與條紋狀圖案，從而使得骨骼肌細(xì)胞呈現(xiàn)出橫紋狀外觀。粗肌絲（thickfilament）：組成肌節(jié)的兩種特征性纖維之一，主要由肌球蛋白構(gòu)成。在橫切面上粗肌絲被呈六角形排列的6根細(xì)肌絲所包圍。細(xì)肌絲（thinfilament）：組成肌節(jié)的兩種特征性纖維之一，主要由肌動(dòng)蛋白，輔以原肌球蛋白和肌鈣蛋白構(gòu)成。在橫切面上細(xì)肌絲按六角形排列包圍在粗肌絲周圍。粗肌絲與細(xì)肌絲之間有橫橋：肌球蛋白的頭部突出于粗肌絲的表面，并與細(xì)肌絲上肌動(dòng)蛋白亞基結(jié)合，構(gòu)成粗肌絲與細(xì)肌絲之間的橫橋?，F(xiàn)在是41頁\一共有89頁\編輯于星期三肌原纖維的結(jié)構(gòu)（圖10-15）現(xiàn)在是42頁\一共有89頁\編輯于星期三骨骼肌細(xì)胞中肌球蛋白（粗肌絲）與肌動(dòng)蛋白（細(xì)肌絲）間的橫橋（圖10-16）現(xiàn)在是43頁\一共有89頁\編輯于星期三原肌球蛋白（tropomyosin,Tm）：由2條平行的長度40nm的多肽鏈繞成α螺旋構(gòu)型。Tm鑲嵌于肌動(dòng)蛋白絲的螺旋狀溝槽內(nèi)，覆蓋相當(dāng)于7個(gè)肌動(dòng)蛋白單體的長度，對肌動(dòng)蛋白與肌球蛋白頭部的結(jié)合行使調(diào)節(jié)功能。肌鈣蛋白（troponin,Tn）：含3種亞基，其中Tn-C能與Ca2+結(jié)合，Tn-T與原肌球蛋白有高度親和力，Tn-I能抑制肌球蛋白馬達(dá)結(jié)構(gòu)域的ATP酶活性。細(xì)肌絲中每隔40nm有一個(gè)肌鈣蛋白復(fù)合體結(jié)合到原肌球蛋白上。將細(xì)肌絲錨定于Z盤或質(zhì)膜上的蛋白質(zhì)有：①CapZ：異二聚體，定位于Z盤，與肌動(dòng)蛋白絲正極端結(jié)合，起穩(wěn)定作用；②α-輔肌動(dòng)蛋白：Z盤主要成分之一，可將微絲橫向連接成束；③紐蛋白：存在于非骨骼肌中，介導(dǎo)微絲與細(xì)胞質(zhì)膜結(jié)合。在肌節(jié)中起結(jié)構(gòu)作用的蛋白質(zhì)還有：①肌聯(lián)蛋白（titin）：質(zhì)量約百萬，長度達(dá)1μm，具有彈性，連接粗肌絲與Z盤，使粗肌絲定位于肌節(jié)中央；②伴肌動(dòng)蛋白（nebulin）：從Z盤伸出，與肌動(dòng)蛋白絲伴行，并調(diào)節(jié)其組裝；③肌營養(yǎng)不良蛋白（dystrophin）：可能參與微絲與質(zhì)膜的錨定作用，對防止肌纖維退化也很重要?，F(xiàn)在是44頁\一共有89頁\編輯于星期三細(xì)肌絲的分子結(jié)構(gòu)示意圖（圖10-17）現(xiàn)在是45頁\一共有89頁\編輯于星期三（二）肌肉收縮的滑動(dòng)模型肌肉收縮的滑動(dòng)學(xué)說（slidingtheory）：肌肉收縮時(shí)肌節(jié)縮短，不是肌節(jié)內(nèi)的粗/細(xì)肌絲長度的縮短，而只是由神經(jīng)沖動(dòng)引發(fā)的粗/細(xì)肌絲之間的滑動(dòng)所致。肌肉收縮的分子機(jī)制：

1.動(dòng)作電位的產(chǎn)生：神經(jīng)沖動(dòng)通過神經(jīng)-肌肉接點(diǎn)傳到肌細(xì)胞，經(jīng)T小管再傳至肌質(zhì)網(wǎng)。神經(jīng)-肌肉接點(diǎn)（neuromuscularjunction）：神經(jīng)元軸突末與肌纖維之間的連接位點(diǎn)，同時(shí)也是神經(jīng)沖動(dòng)從軸突經(jīng)突觸間隙向肌纖維傳遞的位點(diǎn)。

2.Ca2+的釋放：神經(jīng)沖動(dòng)觸發(fā)肌質(zhì)網(wǎng)釋放Ca2+至肌漿中。

3.原肌球蛋白移位：

Ca2+通過Tn復(fù)合體使原肌球蛋白移位到肌動(dòng)蛋白螺旋溝槽的深處，暴露出細(xì)肌絲肌動(dòng)蛋白與橫橋結(jié)合活化位點(diǎn)。

4.細(xì)肌絲與粗肌絲之間的相對滑動(dòng)：在肌絲的滑動(dòng)過程中，肌球蛋白將ATP中儲(chǔ)存的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成肌絲滑動(dòng)的機(jī)械能。詳見滑動(dòng)模型（下一張片）。到達(dá)肌質(zhì)網(wǎng)的神經(jīng)沖動(dòng)一旦停止，肌質(zhì)網(wǎng)就通過Ca2+泵將Ca2+回收，收縮周期停止。現(xiàn)在是46頁\一共有89頁\編輯于星期三肌肉收縮過程圖解（圖10-18）滑動(dòng)模型1.ATP結(jié)合（1和2步）：肌球蛋白頭部與肌動(dòng)蛋白分開2.ATP水解（3和4步）：肌球蛋白頭部向前抬升并結(jié)合到靠近細(xì)肌絲正極端方向的一個(gè)肌動(dòng)蛋白亞基上3.Pi釋放（5步）：肌球蛋白頸部扭轉(zhuǎn)并拉動(dòng)細(xì)肌絲相對粗肌絲的滑動(dòng)4.ADP釋放（6步）：肌球蛋白頭部與細(xì)肌絲之間又回到僵直狀態(tài)現(xiàn)在是47頁\一共有89頁\編輯于星期三第十章細(xì)胞骨架

細(xì)胞骨架（cytoskeleton）是指存在于真核細(xì)胞中、由蛋白質(zhì)亞基組裝而成的纖維狀網(wǎng)絡(luò)體系，主要包括微絲（microfilament,MF）、微管（microtubule,MT）和中間絲（intermediatefilament,IF）等結(jié)構(gòu)組分。在細(xì)胞生命活動(dòng)過程中，細(xì)胞骨架是細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的組織者，它們通過蛋白亞基的組裝/去組裝過程來調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)骨架網(wǎng)絡(luò)的分布和結(jié)構(gòu)，通過與細(xì)胞骨架結(jié)合蛋白、馬達(dá)蛋白等的相互作用來行使其生物學(xué)功能。細(xì)胞骨架具有為細(xì)胞提供結(jié)構(gòu)支架、維持細(xì)胞形態(tài)、負(fù)責(zé)細(xì)胞內(nèi)生物大分子和細(xì)胞器轉(zhuǎn)運(yùn)和極性分布、細(xì)胞分化和細(xì)胞運(yùn)動(dòng)等功能。第一節(jié)微絲與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)第二節(jié)微管及其功能第三節(jié)中間絲現(xiàn)在是48頁\一共有89頁\編輯于星期三細(xì)胞骨架的基本類型及其分布（圖10-1）A：微絲B：微管C：中間絲D：三種細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)的疊加現(xiàn)在是49頁\一共有89頁\編輯于星期三第一節(jié)微絲與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)

微絲（microfilament,MF）又稱肌動(dòng)蛋白絲（actinfilament）或纖維狀肌動(dòng)蛋白（fibrous,F-actin），是真核細(xì)胞中由肌動(dòng)蛋白單體組裝而成的，直徑為7nm的纖維狀結(jié)構(gòu)。微絲網(wǎng)絡(luò)的空間結(jié)構(gòu)與功能取決于微絲的組裝/去組裝以及與之相結(jié)合的微絲結(jié)合蛋白（MFbindingprotein）。微絲功能幾乎與所有形式的細(xì)胞運(yùn)動(dòng)有關(guān)，諸如參與細(xì)胞變形運(yùn)動(dòng)、胞質(zhì)分裂、吞噬作用、細(xì)胞遷移、肌肉收縮以及細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)然顒?dòng)。一、微絲的組成及其組裝二、微絲網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)三、肌球蛋白：依賴于微絲的分子馬達(dá)四、肌細(xì)胞的收縮運(yùn)動(dòng)現(xiàn)在是50頁\一共有89頁\編輯于星期三一、微絲的組成及其組裝（一）微絲的結(jié)構(gòu)與成分（二）微絲的組裝及其動(dòng)力學(xué)特性（三）影響微絲組裝的特異性藥物現(xiàn)在是51頁\一共有89頁\編輯于星期三（一）微絲的結(jié)構(gòu)與成分微絲的主要結(jié)構(gòu)成分：肌動(dòng)蛋白（actin）。肌動(dòng)蛋白在細(xì)胞內(nèi)有2種存在形式：①球狀肌動(dòng)蛋白（G-actin）：肌動(dòng)蛋白單體；②纖維狀肌動(dòng)蛋白（F-actin）：由多個(gè)單體組裝而成。肌動(dòng)蛋白單體：球狀，但中間有一裂縫。裂縫內(nèi)部有1個(gè)核苷酸（ATP或ADP，但常為ATP）的結(jié)合位點(diǎn)和1個(gè)二價(jià)陽離子（Mg2+或Ca2+，但常為Mg2+）結(jié)合位點(diǎn)。微絲是一條直徑約為7nm的扭鏈，由肌動(dòng)蛋白單體組裝而成：在電鏡下觀察，整根微絲在外觀上是由2股纖維以右手螺旋同向盤繞而成，螺距為36nm。在纖維內(nèi)部，每個(gè)肌動(dòng)蛋白單體周圍都有4個(gè)單體，上、下各1個(gè)，另外2個(gè)位于一側(cè)?，F(xiàn)在是52頁\一共有89頁\編輯于星期三微絲在結(jié)構(gòu)上具有極性：肌動(dòng)蛋白分子上的裂縫使得該蛋白本身在結(jié)構(gòu)上具有不對稱性，在整根微絲上每一個(gè)單體上的裂縫都朝向微絲的同一端，從而使微絲在結(jié)構(gòu)上具有極性。具有裂縫的一端為負(fù)極，而相反一端為正極。在哺乳動(dòng)物和鳥類中至少已分離到6種肌動(dòng)蛋白：4種為α-肌動(dòng)蛋白，分別為橫紋肌、心肌、血管平滑肌和腸道平滑肌所特有，它們均組成細(xì)胞的收縮性結(jié)構(gòu)；另2種為β-肌動(dòng)蛋白和γ-肌動(dòng)蛋白，存在于所有肌細(xì)胞和非肌細(xì)胞中。其中β-肌動(dòng)蛋白通常位于細(xì)胞的邊緣，而γ-肌動(dòng)蛋白與張力纖維有關(guān)。對于一個(gè)正在遷移的細(xì)胞，β-肌動(dòng)蛋白在細(xì)胞的前緣組成微絲。肌動(dòng)蛋白在進(jìn)化上高度保守但功能上差異大：盡管來源于不同生物的肌動(dòng)蛋白具有很高的同源性，但微小的差異可能會(huì)導(dǎo)致功能上的變化。微絲與微絲結(jié)合蛋白互作：在細(xì)胞內(nèi)，多種微絲結(jié)合蛋白與微絲的表面相互作用，調(diào)節(jié)微絲的結(jié)構(gòu)和功能?，F(xiàn)在是53頁\一共有89頁\編輯于星期三肌動(dòng)蛋白和微絲的結(jié)構(gòu)（圖10-2）現(xiàn)在是54頁\一共有89頁\編輯于星期三（二）微絲的組裝及其動(dòng)力學(xué)特性微絲的功能依賴于肌動(dòng)蛋白的組裝與去組裝的動(dòng)態(tài)平衡。通常，只有結(jié)合ATP的G-肌動(dòng)蛋白才能參與F-肌動(dòng)蛋白的組裝；微絲正極（＋）的組裝速度比負(fù)極（－）快。肌動(dòng)蛋白單體組裝成微絲的過程：①緩慢成核期：肌動(dòng)蛋白單體與起始復(fù)合物結(jié)合，緩慢形成一段可供肌動(dòng)蛋白繼續(xù)組裝的寡聚體（至少2~3個(gè)單體）。Arp2/3起始復(fù)合物包括2種肌動(dòng)蛋白相關(guān)蛋白（Arp2/3）和5種其它蛋白。②快速延長期：肌動(dòng)蛋白單體具有ATP酶活性，可利用水解ATP釋放的能量來快速組裝單體。當(dāng)微絲的組裝速度快于肌動(dòng)蛋白水解ATP的速度時(shí)，在延長的微絲末端形成一個(gè)由肌動(dòng)蛋白-ATP亞基組成的帽，使微絲比較穩(wěn)定，利于繼續(xù)組裝；相反，當(dāng)末端的肌動(dòng)蛋白亞基所結(jié)合的是ADP時(shí)，則利于解聚。③穩(wěn)定期：即組裝與去組裝的肌動(dòng)蛋白數(shù)目相當(dāng)，微絲的長度保持不變?，F(xiàn)在是55頁\一共有89頁\編輯于星期三臨界濃度（Cc）：當(dāng)纖維正極組裝的速度與負(fù)極解聚的速度相同即纖維的長度保持不變時(shí)，組裝體系中肌動(dòng)蛋白單體的濃度稱為臨界濃度。踏車行為（treadmilling）：在體外組裝過程中有時(shí)可以見到微絲正極由于肌動(dòng)蛋白亞基的不斷組裝（添加）而延長，負(fù)極則由于肌動(dòng)蛋白亞基去組裝（解聚）而縮短，這種現(xiàn)象稱為踏車行為?，F(xiàn)在是56頁\一共有89頁\編輯于星期三肌動(dòng)蛋白組裝過程中發(fā)生的踏車行為（圖10-3）

現(xiàn)在是57頁\一共有89頁\編輯于星期三（三）影響微絲組裝的特異性藥物細(xì)胞松弛素（cytochalasin）：一組真菌的代謝產(chǎn)物，切斷微絲，結(jié)合末端，阻抑聚合，對解聚無明顯影響，用于是破壞微絲網(wǎng)絡(luò)，阻止細(xì)胞運(yùn)動(dòng)。鬼筆環(huán)肽（phalloidin）：一種毒蘑菇產(chǎn)生的雙環(huán)桿肽，只與F-肌動(dòng)蛋白結(jié)合，阻止微絲解聚，保持微絲穩(wěn)定，用于顯示微絲分布，阻止細(xì)胞運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)在是58頁\一共有89頁\編輯于星期三二、微絲網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)（一）非肌肉細(xì)胞內(nèi)微絲的結(jié)合蛋白（二）細(xì)胞皮層（三）應(yīng)力纖維（四）細(xì)胞偽足的形成與細(xì)胞遷移（五）微絨毛（六）胞質(zhì)分裂環(huán)現(xiàn)在是59頁\一共有89頁\編輯于星期三（一）非肌肉細(xì)胞內(nèi)微絲的結(jié)合蛋白大多數(shù)非肌細(xì)胞的微絲是一種動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)，它們持續(xù)地進(jìn)行組裝和去組裝，這與細(xì)胞形態(tài)的持續(xù)變化和細(xì)胞運(yùn)動(dòng)有密切的關(guān)系。肌動(dòng)蛋白結(jié)合蛋白（actinbindingprotein）：與肌動(dòng)蛋白單體或肌動(dòng)蛋白絲結(jié)合的蛋白，對微絲的組裝、物理性質(zhì)及其功能具有調(diào)控作用?，F(xiàn)在是60頁\一共有89頁\編輯于星期三體內(nèi)肌動(dòng)蛋白的組裝在2個(gè)水平上受到微絲結(jié)合蛋白的調(diào)節(jié)：①可溶性肌動(dòng)蛋白的存在狀態(tài)；②微絲結(jié)合蛋白的種類及其存在狀態(tài)。細(xì)胞內(nèi)微絲網(wǎng)絡(luò)的組織形式和功能通常取決于與其結(jié)合的微絲結(jié)合蛋白，而不是微絲本身。根據(jù)微絲結(jié)合蛋白作用方式的不同，可將其分成如下幾種類型：現(xiàn)在是61頁\一共有89頁\編輯于星期三1.肌動(dòng)蛋白單體結(jié)合蛋白：儲(chǔ)存在細(xì)胞內(nèi)的肌動(dòng)蛋白單體常與單體結(jié)合蛋白結(jié)合在一起，只在存在需求信號時(shí)才加以利用。

胸腺素β4是由僅43個(gè)氨基酸殘基組成的小肽，主要與（帶ATP的）肌動(dòng)蛋白單體結(jié)合并封閉其聚合位點(diǎn)，使單體隔離，阻斷微絲的正、負(fù)極兩端的組裝。

前纖維蛋白（抑制蛋白）（profilin）主要與肌動(dòng)蛋白單體底部（正極端）結(jié)合，阻斷負(fù)極端的組裝，相對促進(jìn)正極端的組裝。現(xiàn)在是62頁\一共有89頁\編輯于星期三

2.成核蛋白：成核過程受Arp2/3復(fù)合物和形成蛋白等的催化。

Arp（肌動(dòng)蛋白相關(guān)蛋白）2/3復(fù)合物：Arp2/3復(fù)合物中的Arp2/3類似于微絲正極端肌動(dòng)蛋白2個(gè)亞基的結(jié)構(gòu)，從而可啟動(dòng)肌動(dòng)蛋白的成核過程，新的肌動(dòng)蛋白亞基在正極端加入，而Arp2/3復(fù)合物則位于纖維的負(fù)極端；Arp2/3復(fù)合物可結(jié)合在微絲的中部啟動(dòng)分支的組裝，促進(jìn)微絲網(wǎng)絡(luò)的形成。

形成蛋白（formin）：該蛋白家族啟動(dòng)肌動(dòng)蛋白的成核和組裝過程，結(jié)合于正極提高微絲的組裝速度，保護(hù)正極端免受加帽蛋白的干擾。現(xiàn)在是63頁\一共有89頁\編輯于星期三肌動(dòng)蛋白結(jié)合蛋白與微絲的組裝（圖10-4）現(xiàn)在是64頁\一共有89頁\編輯于星期三微絲的成核與加帽（圖10-5）現(xiàn)在是65頁\一共有89頁\編輯于星期三3.加帽蛋白：與微絲的末端結(jié)合從而阻止微絲解聚或過度組裝的蛋白。在微絲的負(fù)極端常有Arp2/3復(fù)合物或原肌球調(diào)節(jié)蛋白（tropomodulin）結(jié)合而穩(wěn)定；在微絲的正極端常有CapZ或凝溶膠蛋白（gelsolin）結(jié)合而加帽。

4.交聯(lián)蛋白：決定微絲排列成束狀還是網(wǎng)狀。成束蛋白將相鄰的微絲交聯(lián)成束狀結(jié)構(gòu)。成束蛋白的2個(gè)肌動(dòng)蛋白結(jié)合域之間的區(qū)域都是僵直的。絲束蛋白（fimbrin）和絨毛蛋白（villin）等交聯(lián)而成的微絲束為緊密包裝型，肌球蛋白不能進(jìn)入，因而沒有收縮能力。α-輔肌動(dòng)蛋白交聯(lián)形成的微絲束相鄰的纖維之間比較寬松，肌球蛋白可以進(jìn)入與微絲相互作用，這種類型的微絲束是可收縮的。

成網(wǎng)的蛋白將微絲交聯(lián)成網(wǎng)狀或凝膠樣結(jié)構(gòu)。細(xì)絲蛋白（filamin）和血影蛋白（spectrin）的2個(gè)肌動(dòng)蛋白結(jié)合域之間的區(qū)域都是柔軟的，或者本身就是彎曲的?，F(xiàn)在是66頁\一共有89頁\編輯于星期三交聯(lián)蛋白與微絲的相互作用（圖10-6）

5.割斷及解聚蛋白：凝溶膠蛋白（gelsolin）可能將較長微絲切成片段，使肌動(dòng)蛋白由凝膠狀態(tài)向溶膠狀態(tài)轉(zhuǎn)化。微絲片段的形成或加速微絲的解聚或加速微絲的組裝。絲切蛋白/肌動(dòng)蛋白解聚因子（cofilin/ADF）能與肌動(dòng)蛋白單體或微絲結(jié)合，提高微絲的解聚速度?，F(xiàn)在是67頁\一共有89頁\編輯于星期三

（二）細(xì)胞皮層

細(xì)胞內(nèi)微絲主要集中在緊貼細(xì)胞質(zhì)膜的細(xì)胞質(zhì)區(qū)域，并由微絲交聯(lián)蛋白交聯(lián)成凝膠態(tài)三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該區(qū)域通常稱為細(xì)胞皮層（cellcortex）。細(xì)胞皮層有助于維持細(xì)胞形狀。皮層內(nèi)一些微絲與質(zhì)膜蛋白連接，從而限制膜蛋白的流動(dòng)性。細(xì)胞的多種運(yùn)動(dòng)，如胞質(zhì)環(huán)流、阿米巴運(yùn)動(dòng)、變皺膜運(yùn)動(dòng)、吞噬以及膜蛋白的定位等都與皮層內(nèi)肌動(dòng)蛋白的凝膠態(tài)-溶膠態(tài)轉(zhuǎn)化相關(guān)?，F(xiàn)在是68頁\一共有89頁\編輯于星期三（三）應(yīng)力纖維

應(yīng)力纖維（stressfiber）指緊貼在黏著斑的細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)側(cè)的大量成束狀排列的微絲。應(yīng)力纖維中相鄰的微絲呈反向平行排列并且呈現(xiàn)周期性帶紋。應(yīng)力纖維通過黏著斑與細(xì)胞外基質(zhì)相連，可能在細(xì)胞形態(tài)發(fā)生、細(xì)胞分化和組織建成等方面發(fā)揮作用。現(xiàn)在是69頁\一共有89頁\編輯于星期三星形膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)應(yīng)力纖維和黏著斑的分布（圖10-7）現(xiàn)在是70頁\一共有89頁\編輯于星期三（四）細(xì)胞偽足的形成與細(xì)胞遷移以成纖維細(xì)胞為例，細(xì)胞在基質(zhì)表面或相鄰細(xì)胞表面的遷移過程通常包含以下幾個(gè)相繼發(fā)生的事件：①細(xì)胞前端伸出突起；②突起附著在基質(zhì)表面；③以附著點(diǎn)為支點(diǎn)前移；④細(xì)胞后部的附著點(diǎn)與基質(zhì)脫離使細(xì)胞尾部前移。片狀偽足（lamellipodium）：指遷移（運(yùn)動(dòng)）的成纖維細(xì)胞的前緣，因微絲組裝形成的寬而扁平的凸起。絲狀偽足（filopodium）：片狀偽足常呈波形運(yùn)動(dòng)，在其前端還有一些比較纖細(xì)的突起，稱為絲狀偽足。絲狀偽足內(nèi)的微絲是同向緊密排列的平行束。片狀偽足和絲狀偽足的形成依賴于肌動(dòng)蛋白的聚合（組裝），并由此產(chǎn)生推動(dòng)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的力?，F(xiàn)在是71頁\一共有89頁\編輯于星期三動(dòng)物細(xì)胞邊緣的偽足及其微絲的排列方式（圖10-8）現(xiàn)在是72頁\一共有89頁\編輯于星期三非肌細(xì)胞前緣肌動(dòng)蛋白聚合和偽足形成（9）

WASP（Wiskott-Aldrichsyndromeprotein）：即Wiskott-Aldrich綜合癥蛋白，能激活A(yù)rp2/3復(fù)合物。

1.信號轉(zhuǎn)導(dǎo)；2.啟動(dòng)微絲的組裝；3.微絲延伸；4.啟動(dòng)微絲側(cè)支的組裝；5.微絲不斷延伸而形成偽足；6.微絲解聚現(xiàn)在是73頁\一共有89頁\編輯于星期三（五）微絨毛在小腸上皮細(xì)胞的游離面存在大量的微絨毛（microvilli），其軸心是一束平行排列的微絲，微絲束正極指向微絨毛的頂端，其下端終止于中間絲形成的端網(wǎng)結(jié)構(gòu)（terminalweb）。（六）胞質(zhì)分裂環(huán)胞質(zhì)分裂環(huán)（收縮環(huán)）是有絲分裂末期在2個(gè)即將分裂的子細(xì)胞之間的質(zhì)膜內(nèi)側(cè)形成的一個(gè)起收縮作用的環(huán)形結(jié)構(gòu)。胞質(zhì)分裂環(huán)是由大量平行排列的但極性相反的微絲組成。胞質(zhì)分裂的動(dòng)力來源于收縮環(huán)上肌球蛋白所介導(dǎo)的極性相反的微絲之間的滑動(dòng)。隨著收縮環(huán)的收縮，兩個(gè)子細(xì)胞被縊縮分開。胞質(zhì)分裂完成后，收縮環(huán)即消失?，F(xiàn)在是74頁\一共有89頁\編輯于星期三微絨毛的微絲和微絲交聯(lián)蛋白（圖10-10）A：微絨毛結(jié)構(gòu)模式圖B：小腸上皮細(xì)胞表面微絨毛C：耳蝸毛細(xì)胞頂端的微絨毛（實(shí)心箭頭示微絲斷面，空心箭頭示微絨毛膜）現(xiàn)在是75頁\一共有89頁\編輯于星期三胞質(zhì)分裂環(huán)（圖10-11）A：胞質(zhì)分裂環(huán)和細(xì)胞皮層（均為紅色）B：胞質(zhì)分裂環(huán)模式圖現(xiàn)在是76頁\一共有89頁\編輯于星期三三、肌球蛋白：依賴于微絲的分子馬達(dá)

在細(xì)胞內(nèi)參與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)鸟R達(dá)蛋白（motorprotein），即能夠利用水解ATP釋放的能量驅(qū)動(dòng)自身有規(guī)則地沿微絲或微管定向運(yùn)動(dòng)的蛋白，如沿微絲運(yùn)動(dòng)的肌球蛋白（myosin）、沿微管運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)蛋白（kinesin）和動(dòng)力蛋白（dynein）。馬達(dá)蛋白具有2種結(jié)構(gòu)域：①與微絲或微管結(jié)合的馬達(dá)結(jié)構(gòu)域；②與大分子復(fù)合物或膜性細(xì)胞器特異結(jié)合的“貨物”結(jié)構(gòu)域。

（一）肌球蛋白的種類（二）肌球蛋白的結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是77頁\一共有89頁\編輯于星期三（一）肌球蛋白的種類Ⅱ型肌球蛋白（myosinⅡ）：由2條具有馬達(dá)結(jié)構(gòu)域和“貨物”結(jié)構(gòu)域的重鏈和4條起調(diào)節(jié)作用的輕鏈構(gòu)成，形成一個(gè)高度不對稱的結(jié)構(gòu)（形似黃豆芽）。肌球蛋白的頭部和組成微絲的肌動(dòng)蛋白亞基之間的相互作用導(dǎo)致粗絲與細(xì)絲之間的滑動(dòng)。肌球蛋白分子的結(jié)構(gòu)特征：所有的肌球蛋白分子都具有相似的馬達(dá)結(jié)構(gòu)域，但它們的C端和某些成員的N端擴(kuò)展部分卻是多種多樣的?；隈R達(dá)結(jié)構(gòu)域多肽鏈一級結(jié)構(gòu)的同源性進(jìn)行分類：至少可以將肌球蛋白超家族的成員分成18種家族，一些類群還可以進(jìn)一步分成多個(gè)呀家族?，F(xiàn)在是78頁\一共有89頁\編輯于星期三Ⅱ型肌球蛋白分子（A）和粗肌絲的結(jié)構(gòu)（B）示意圖（圖10-12）現(xiàn)在是79頁\一共有89頁\編輯于星期三部分肌球蛋白超家族成員的結(jié)構(gòu)示意圖（圖10-13）

注意：Ⅵ型是唯一向微絲負(fù)極端移動(dòng)的肌球蛋白成員現(xiàn)在是80頁\一共有89頁\編輯于星期三在進(jìn)化過程中，不同類型肌球蛋白成員逐步適應(yīng)于特殊的細(xì)胞功能：（1）Ⅰ型：將膜脂和微絲結(jié)構(gòu)相連接，在一些細(xì)胞膜突起的形成過程中發(fā)揮作用；參與內(nèi)吞作用以及吞噬泡的運(yùn)輸；某些成員對Ca2+通道的活性具有調(diào)控作用。（2）Ⅱ型：在骨骼肌、心肌和平滑肌中能產(chǎn)生強(qiáng)大的收縮力；也在收縮環(huán)和張力纖維等具有收縮能力的細(xì)胞結(jié)構(gòu)中發(fā)揮作用。（3）Ⅲ