細胞膜與細胞表面

細胞膜與細胞表面演示文稿本文檔共118頁；當前第1頁；編輯于星期日\22點33分（優(yōu)選）細胞膜與細胞表面本文檔共118頁；當前第2頁；編輯于星期日\22點33分第一節(jié)細胞膜與細胞表面特化結(jié)構(gòu)一、細胞膜概念、結(jié)構(gòu)模型發(fā)現(xiàn)史二、細胞膜化學組成三、膜脂、膜蛋白的性質(zhì)四、細胞表面特化結(jié)構(gòu)微絨毛皺褶內(nèi)褶纖毛和鞭毛本文檔共118頁；當前第3頁；編輯于星期日\22點33分一、細胞膜概念、結(jié)構(gòu)模型發(fā)現(xiàn)史（一）細胞膜（cellmembrane）概念又稱質(zhì)膜（plasmamembrane）包在細胞外面，主要由脂類和蛋白質(zhì)構(gòu)成的一種生物膜作用：屏障；更物質(zhì)、信息交換通道1、細胞內(nèi)膜：圍繞各種細胞器的膜2、生物膜（biomembrane）：質(zhì)膜和內(nèi)膜在起源、結(jié)構(gòu)和化學組成等方面具有相似性，故總稱為生物膜

本文檔共118頁；當前第4頁；編輯于星期日\22點33分（二）質(zhì)膜結(jié)構(gòu)的研究歷史

1、脂肪柵欄模型

E.Overton1895發(fā)現(xiàn)：脂溶性物質(zhì)容易透過質(zhì)膜水溶性物質(zhì)難以通過質(zhì)膜本文檔共118頁；當前第5頁；編輯于星期日\22點33分2.

脂雙層構(gòu)成的膜1925年荷蘭人E.Gorter和F.Grendel發(fā)現(xiàn)：有機溶劑提取了人紅細胞膜的脂類，將其鋪展在水面膜脂展開的面積為細胞表面積二倍本文檔共118頁；當前第6頁；編輯于星期日\22點33分3、蛋白質(zhì)-脂類-蛋白質(zhì)的三明治模型J.Danielli&H.Davson1935發(fā)現(xiàn)：質(zhì)膜的表面張力低于油－水界面，推測含蛋白質(zhì)認為：雙層脂分子在中內(nèi)外表面附著的蛋白質(zhì)1959年提出了修正模型:膜上有貫穿脂雙層的蛋白質(zhì)通道蛋白質(zhì)雙層脂本文檔共118頁；當前第7頁；編輯于星期日\22點33分4、“單位膜”模型J.D.Robertson1959用超薄切片技術(shù)觀察細胞膜照片，顯示暗-明-暗三層結(jié)構(gòu)：總厚約7.5nm中厚3.5nm雙層脂內(nèi)外表面蛋白質(zhì)各厚2nm構(gòu)成不足：把膜的動態(tài)結(jié)構(gòu)描寫成靜止紅細胞膜的結(jié)構(gòu)

本文檔共118頁；當前第8頁；編輯于星期日\22點33分5、流動鑲嵌模型S.J.Singer&G.Nicolson1972年據(jù)免疫熒光技術(shù)、冰凍蝕刻技術(shù)的研究，在”單位膜”的基礎(chǔ)上提出：”流動鑲嵌模型”強調(diào)：膜的流動性和膜蛋白分布不對稱性本文檔共118頁；當前第9頁；編輯于星期日\22點33分質(zhì)膜流動鑲嵌模型內(nèi)容

（1）構(gòu)成：流動的脂雙層和嵌在其中的蛋白質(zhì)（2）磷脂分子：以疏水性尾部相對，極性頭部朝向水相（內(nèi)外表面）組成生物膜骨架（3）蛋白質(zhì)嵌在脂雙層表面；或嵌在其內(nèi)部，或橫跨整個脂雙層，具有分布的不對稱性

本文檔共118頁；當前第10頁；編輯于星期日\22點33分（二）質(zhì)膜的化學組成

主要組成:1、膜脂膜脂是膜的基本骨架

2、膜蛋白膜蛋白是膜功能的主要體現(xiàn)者

3、少量糖類主要以糖脂和糖蛋白的形式存在本文檔共118頁；當前第11頁；編輯于星期日\22點33分一）膜脂

磷脂、糖脂和膽固醇三種類型

（一）、磷脂

膜脂的基本成分，占整膜脂的50％

1、磷脂分子的主要特征：1）有一個極性頭和兩個非極性的尾（脂肪酸鏈）

2）特例：線粒體內(nèi)膜和某些細菌質(zhì)膜上的

心磷脂具有4個非極性區(qū)域3）脂肪酸碳鏈為偶數(shù)，多由16，18、20個碳，常含有不飽和脂肪酸（如油酸）

磷脂酰乙醇胺的分子結(jié)構(gòu)本文檔共118頁；當前第12頁；編輯于星期日\22點33分2、磷脂主要包括甘油磷脂；鞘磷脂

甘油磷脂特征：1甘油為骨架2骨架上結(jié)合兩個脂肪酸鏈和一個磷酸基團3膽堿、乙醇胺、絲氨酸或肌醇等分子連接到磷酸基上

本文檔共118頁；當前第13頁；編輯于星期日\22點33分3、甘油磷脂分類1磷脂酰膽堿（phosphatidylcholine，PC，舊稱卵磷脂）2磷脂酰絲氨酸（phosphatidylserine，PS）3磷脂酰乙醇胺（phosphatidylethanolaminePE，舊稱腦磷脂）4磷脂酰肌醇（phosphatidylinositol，PI）5

雙磷脂酰甘油（DPG，舊稱心磷脂）

磷脂酰乙醇胺

PE磷脂酰絲氨酸

PS

磷脂酰膽堿

PC磷脂酰肌醇

PI

本文檔共118頁；當前第14頁；編輯于星期日\22點33分心磷脂（雙磷脂酰甘油）1黃色部分代表以甘油為骨架2R1、R2、R3、R4代表四條脂肪酸鏈即

（4個非極性的區(qū)域）

線粒體內(nèi)膜和某些細菌質(zhì)膜上的心磷脂具有4個非極性區(qū)域本文檔共118頁；當前第15頁；編輯于星期日\22點33分鞘磷脂（sphingomyelin，SM）

分布：在腦和神經(jīng)細胞膜中豐富，亦稱神經(jīng)醇磷脂特征：1以鞘胺醇（sphingoine）為骨架2一條脂肪酸鏈組成疏水尾部3親水頭部含膽堿與磷酸結(jié)合4原核細胞和植物中沒有鞘磷脂本文檔共118頁；當前第16頁；編輯于星期日\22點33分二）、糖脂

1、糖脂組成含糖而不含磷酸的脂類

2、含量原核和真核細胞的質(zhì)膜上，其含量膜脂總量的5％以下神經(jīng)細胞膜上含量占5-10％3、存在部位位于細胞質(zhì)膜的外表面內(nèi)膜系統(tǒng)中的糖脂則位于內(nèi)表面本文檔共118頁；當前第17頁；編輯于星期日\22點33分4、幾種重要的糖脂1、半乳糖腦苷脂有一個半乳糖(Gal)殘基為極性頭部，在髓鞘的多層膜中含量多2、神經(jīng)節(jié)苷脂頭部有一個或幾個唾液酸和糖的殘基。神經(jīng)節(jié)苷脂是神經(jīng)元質(zhì)膜中特征性的成分兒童所患的家族性白癡病（Tay-sachsdisease）

1.半乳糖腦苷脂，2.GM1神經(jīng)節(jié)苷脂，3.唾液酸本文檔共118頁；當前第18頁；編輯于星期日\22點33分神經(jīng)節(jié)苷脂兒童所患的家族性白癡?。═ay-sachsdisease）：因為在其細胞內(nèi)缺乏氨基己糖脂酶，不能將神經(jīng)節(jié)苷脂GM2

加工成為GM3，結(jié)果大量的GM2累積在神經(jīng)細胞中，導致中樞神經(jīng)系統(tǒng)退化神經(jīng)節(jié)苷脂本身就是一類膜上的受體，已知破傷風毒素、霍亂毒素、干擾素、促甲狀腺素、絨毛膜促性腺激素和5-羥色胺等的受體就是不同的神經(jīng)節(jié)苷脂本文檔共118頁；當前第19頁；編輯于星期日\22點33分5、糖脂的功能

1）提高膜的穩(wěn)定性2）幫助膜蛋白進行正確的折疊和維持正確的三維構(gòu)型3）糖脂也參與細胞的信號識別、細胞的粘著（膜蛋白中的糖基是細菌和病毒感染時的識別和結(jié)合位點）ABO血型抗原，它是一種糖脂，其寡糖部分具有決定抗原特異性的作用本文檔共118頁；當前第20頁；編輯于星期日\22點33分6、ABO血型決定子人的血型是由紅細胞膜脂中的糖基決定的A血型：人紅細胞膜脂寡糖鏈的末端是N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)B血型：寡糖鏈的末端是半乳糖(Gal)O型：

沒有這兩種糖基AB型：具有這兩種糖糖類成因本文檔共118頁；當前第21頁；編輯于星期日\22點33分ABO血型糖類的成因ABO血型決定子是短的、分支寡糖鏈A血型的人具有一種酶，此酶能將N-乙酰半乳糖胺添加到糖鏈的末端B血型的人具有的酶，能將半乳糖加在糖鏈末端AB血型的人同時具有上述兩種酶O血型的人缺少上述兩種酶本文檔共118頁；當前第22頁；編輯于星期日\22點33分7、糖的存在方式■糖的存在方式：1、通過共價鍵同膜脂或膜蛋白相連以糖脂或糖蛋白的形式存在2、糖同氨基酸的連接主要有兩種形式O-連接：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個糖基

N-連接：糖鏈與肽鏈中天冬酰胺殘基相連N-連接的糖鏈一般有10個以上的糖基N連接的方式較O連接普遍本文檔共118頁；當前第23頁；編輯于星期日\22點33分糖與多肽連接的兩種方式

上圖：N-乙酰葡萄糖胺為N連接N－乙酰半乳糖胺為O連接●N-連接:糖鏈與肽鏈中天冬酰胺殘基相連

●O-連接:糖鏈與肽鏈中的絲氨酸或蘇氨酸殘基相連本文檔共118頁；當前第24頁；編輯于星期日\22點33分（三）、膽固醇

1、含量膽固醇僅存在真核細胞膜上，含量不超過膜脂的1/3植物細胞膜中含量較少2、功能1）提高脂雙層的力學穩(wěn)定性2）調(diào)節(jié)脂雙層流動性膽固醇的含量增加會降低膜的流動性3）降低水溶性物質(zhì)的通透性如：在缺少膽固醇培養(yǎng)基中，不能合成膽固醇的細胞株很快發(fā)生自溶本文檔共118頁；當前第25頁；編輯于星期日\22點33分3、膽固醇分子排布親水頭部朝向膜的外側(cè)

Hydrophilicregion疏水尾部埋在脂雙層的中央

Hydrophobicregion

本文檔共118頁；當前第26頁；編輯于星期日\22點33分（四）、脂質(zhì)體（liposome）

脂質(zhì)體是一種人工膜在水中磷脂分子親水頭部插入水中，疏水尾部伸向空氣，攪動后形成雙層脂分子的球形脂質(zhì)體，直徑25~1000nm不等1、用途用于轉(zhuǎn)基因細胞融合制備的藥物，利用脂質(zhì)體可以和細胞膜融合的特點，將藥物送入細胞內(nèi)部

本文檔共118頁；當前第27頁；編輯于星期日\22點33分脂質(zhì)體

本文檔共118頁；當前第28頁；編輯于星期日\22點33分二)膜蛋白核基因組編碼的蛋白質(zhì)膜蛋白30%1、膜蛋白與脂分子的結(jié)合方式分為:A：整合蛋白（integralprotein）又稱內(nèi)在蛋白(intrinsicprotein)B：外周蛋白（peripheralprotein）C：脂錨定蛋白（lipid-anchoredprotein）本文檔共118頁；當前第29頁；編輯于星期日\22點33分A整合蛋白

1、特點A:為跨膜蛋白（tansmembraneproteins），又稱內(nèi)在蛋白B:為兩性分子疏水部分位于脂雙層內(nèi)部親水部分位于脂雙層外部C:存在疏水結(jié)構(gòu)域整合蛋白與膜的結(jié)合緊密，部分或全部鑲嵌D:整合蛋白的跨膜結(jié)構(gòu)域可以是1或多個疏水的α螺旋本文檔共118頁；當前第30頁；編輯于星期日\22點33分去垢劑

分為離子型和非離子型1、離子型去垢劑十二烷基磺酸鈉(SDS)

作用可使細胞膜崩潰并與膜蛋白的疏水部分結(jié)合使其分離，還破壞膜蛋白內(nèi)部的非共價鍵，使蛋白變性不宜用于分離有功能的膜蛋白本文檔共118頁；當前第31頁；編輯于星期日\22點33分2、非離子型去垢劑TritonX-100是溫和性去垢劑作用可使膜脂溶解不使蛋白變性可分離有生物功能的膜蛋白本文檔共118頁；當前第32頁；編輯于星期日\22點33分B外周蛋白

特點1）靠離子鍵或其它較弱的鍵與膜表面親水部分結(jié)合；較易分離方法：

改變?nèi)芤旱碾x子強度提高溫度2）一個蛋白質(zhì)可由多個亞基構(gòu)成有的亞基為跨膜蛋白有的則結(jié)合在膜的外部本文檔共118頁；當前第33頁；編輯于星期日\22點33分C脂錨定蛋白

同脂的結(jié)合有兩種方式1、一種方式：蛋白質(zhì)直接結(jié)合于脂雙分子層2、另一種方式：蛋白不直接同脂結(jié)合，通過一個糖分子間接同脂結(jié)合C脂錨定蛋白蛋白與膜的結(jié)合方式本文檔共118頁；當前第34頁；編輯于星期日\22點33分膜蛋白的功能

功能蛋白

示例作用方式運輸?shù)鞍譔a＋泵主動將Na+泵出細胞，K+泵入細胞

連接蛋白整合素將細胞內(nèi)肌動蛋白與細胞外基質(zhì)蛋白相連

受體蛋白血小板生長因子(PDGF)受體同細胞外的PDGF結(jié)合、在細胞質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生信號，引起細胞的生長與分裂

酶腺苷酸環(huán)化酶在細胞外信號作用下，導致細胞內(nèi)cAMP產(chǎn)生本文檔共118頁；當前第35頁；編輯于星期日\22點33分三）質(zhì)膜的流動性

質(zhì)膜的流動性由兩個方面組成:1、膜脂分子運動2、蛋白質(zhì)分子運動本文檔共118頁；當前第36頁；編輯于星期日\22點33分1、膜脂分子的運動

1.側(cè)向擴散：同一平面上相鄰的脂分子交換位置2.旋轉(zhuǎn)運動：膜脂分子圍繞與膜平面垂直的軸進行快速旋轉(zhuǎn)3.擺動運動：膜脂分子圍繞與膜平面垂直的軸進行左右擺動4.伸縮震蕩：脂肪酸鏈沿著與縱軸進行伸縮震蕩運動5.翻轉(zhuǎn)運動：膜脂分子從脂雙層的一層翻轉(zhuǎn)到另一層。是在翻轉(zhuǎn)酶（flippase）的催化下完成6.

旋轉(zhuǎn)異構(gòu)：脂肪酸鏈圍繞C-C鍵旋轉(zhuǎn)，導致異構(gòu)化運動本文檔共118頁；當前第37頁；編輯于星期日\22點33分2、影響膜流動性的因素

1.膽固醇：含量增加膜的流動性降低2.脂肪酸鏈的飽和度：脂肪酸鏈含雙鍵越多越不飽和，膜流動性增加3.脂肪酸鏈的鏈長：長鏈脂肪酸相變溫度高，膜流動性降低4.卵磷脂/鞘磷脂比例比例高則膜流動性增加，是因為鞘磷脂粘度高于卵磷脂5.其他因素：膜蛋白和膜脂的結(jié)合方式、溫度、酸堿度、離子強度等本文檔共118頁；當前第38頁；編輯于星期日\22點33分3、膜蛋白的分子運動

主要兩種運動方式:側(cè)向擴散1光脫色恢復技術(shù)（fluorescence

recoveryafterphotobleaching，F(xiàn)RAP）和細胞融合技術(shù)檢測側(cè)向擴散2膜蛋白的側(cè)向運動受細胞骨架的限制，破壞微絲的藥物如（CB）能促進膜蛋白的側(cè)向運動旋轉(zhuǎn)擴散

指膜蛋白圍繞與膜平面垂直的軸進行旋轉(zhuǎn)運動

本文檔共118頁；當前第39頁；編輯于星期日\22點33分4、影響膜蛋白運動的因素

①細胞質(zhì)膜下的骨架結(jié)構(gòu)與膜整合蛋白結(jié)合限制膜蛋白移動②細胞外基質(zhì)中的某些分子與膜整合蛋白結(jié)合限制列膜蛋白的移動③膜蛋白與另一細胞的膜蛋白作用限制了自身的移動④膜中其他不動蛋白限制了膜蛋白的移動

本文檔共118頁；當前第40頁；編輯于星期日\22點33分4、膜流動性的研究方法

●人、鼠細胞融合實驗(證明膜蛋白的流動)

●淋巴細胞的成斑和成帽反應(膜蛋白在膜平面?zhèn)认驍U散)●光脫色熒光恢復技術(shù)(fluorescencerecoveryafterphotobleachingFRAP)

(能證明膜的流動性，能測量膜蛋白擴散的速率)●電子自旋共振譜技術(shù)(electronspin-resonancespectrocopy，SER)(證明脂雙層中脂的流動性)本文檔共118頁；當前第41頁；編輯于星期日\22點33分1）人、鼠細胞融合實驗

1970年，L.DavidFrye和MichaelEdidin進行實驗細胞融合(cellfusion)原理自發(fā)條件下或人工誘導下,兩個不同基因型的細胞或原生質(zhì)體融合形成一個雜種細胞基本過程細胞融合導致異核體的形成異核體通過有絲分裂導致核的融合形成單核的雜種細胞本文檔共118頁；當前第42頁；編輯于星期日\22點33分人、鼠細胞融合實驗過程（1）用熒光染料標記抗體∶將小鼠的抗體與發(fā)綠色熒光的熒光素結(jié)合,人的抗體與發(fā)紅色熒光的羅丹明結(jié)合；（2）將小鼠細胞和人細胞在滅活的仙臺病毒的誘導下進行融合（3）將標記的抗體加入到融合細胞中，讓標記抗體同融合細胞膜上相應的抗原結(jié)合開始,融合的細胞一半是紅色,一半是綠色在37℃下40分鐘后,兩種顏色的熒光在融合細胞表面呈均勻分布，這說明抗原蛋白在膜平面內(nèi)經(jīng)擴散運動而重新分布。這種過程不需要ATP將融合細胞置于低溫(1℃)下培育,則抗原蛋白基本停止運動實驗結(jié)果證明了膜整合蛋白的側(cè)向擴散運動本文檔共118頁；當前第43頁；編輯于星期日\22點33分人-鼠細胞融合實驗

本文檔共118頁；當前第44頁；編輯于星期日\22點33分2）淋巴細胞的成斑和成帽反應

原理:淋巴細胞產(chǎn)生抗體對外源蛋白進行應答,抗體分子位于細胞質(zhì)膜上小鼠的抗體注入兔子中,兔子會產(chǎn)生抗小鼠抗體的抗體分離兔子的血液中抗體,并將這種抗體連接熒光染料,可以通過熒光顯微鏡進行觀察本文檔共118頁；當前第45頁；編輯于星期日\22點33分成斑(patching)、成帽(capping)反應

當兔子的抗小鼠的抗體與小鼠的淋巴細胞混合時,帶有標記的抗體同小鼠淋巴細胞質(zhì)膜上的抗體結(jié)合,并分布在整個淋巴細胞的表面,但很快就會成塊或成斑。成因:（小鼠膜中抗體蛋白的進行側(cè)向擴散）抗體是多價的,一個兔子抗體能同小鼠膜多個抗體反應,在小鼠淋巴細胞的細胞質(zhì)膜表面形成“兔抗小鼠抗體分子-小鼠膜結(jié)合抗體”的斑斑逐漸聚集擴大,當小鼠膜表面抗體全部同兔子的抗小鼠抗體結(jié)合后,會在細胞表面的一側(cè)形成“帽子”結(jié)構(gòu)本文檔共118頁；當前第46頁；編輯于星期日\22點33分3）光脫色熒光恢復技術(shù)(fluorescencerecoveryafterphotobleachingFRAP)

(1)用熒光物質(zhì)標記膜蛋白或膜脂(2)后用激光束照射細胞表面某一區(qū)域,使被照射區(qū)域的熒光淬滅變暗成一個漂白斑。由于膜的流動性,漂白斑周圍的熒光物質(zhì)因膜蛋白或膜脂的流動逐漸將漂白斑覆蓋，亮度逐漸增加,最后恢復到與周圍的熒光光強度相等本文檔共118頁；當前第47頁；編輯于星期日\22點33分FRAP技術(shù)的不足之處（1）只能檢測膜蛋白的群體移動,不能觀察單個蛋白的移動（2）不能證明膜蛋白在移動時是否受局部條件的限制單顆粒示綜(single-particletracking,SPT)技術(shù),可以用抗體金(直徑15～40nm)來標記單個膜蛋白,然后通過計算機控制的攝像顯微鏡進行觀察本文檔共118頁；當前第48頁；編輯于星期日\22點33分4）電子自旋共振譜技術(shù)(electronspin-resonancespectrocopy，SER)

本世紀60年代HardenMcConnell和O.HayesGriffith用電子自旋共振技術(shù)1先標記非膜脂肪2讓這種脂分別處于室溫和零下65℃去檢測共振譜3同時將標記的脂插入到細胞膜中再檢測共振譜

將一個含有不配對的電子基團(硝基氧基團)加到磷脂的脂肪酸尾端，就是自旋標記當將這種脂暴露于外加磁場時，由于不配對電子基團能夠自旋產(chǎn)生順磁場信號，這種共振能夠被儀器檢測獲得共振譜如果被標記的脂位于脂雙層，根據(jù)共振譜就可以判斷膜脂的流動性本文檔共118頁；當前第49頁；編輯于星期日\22點33分5、膜的流動性的生理意義①是生物膜正常功能的必要條件胞內(nèi)合成的胞外物質(zhì)及廢物外運胞外的營養(yǎng)物質(zhì)進入②酶活性與流動性有極大的關(guān)系，流動性大活性高③膜流動性與信息傳遞有著極大的關(guān)系④膜的流動性與發(fā)育和衰老過程都有一定的關(guān)系

本文檔共118頁；當前第50頁；編輯于星期日\22點33分6、膜的各部分的名稱

樣品經(jīng)冰凍斷裂處理后，各部分都有固定的名稱：ES：質(zhì)膜的細胞外表面（extrocytopasmicsurface）PS，質(zhì)膜的原生質(zhì)表面（protoplasmicsurface）EF（extrocytopasmicface），質(zhì)膜的細胞外小頁斷裂面PF（protoplasmicface），原生質(zhì)小頁斷裂面本文檔共118頁；當前第51頁；編輯于星期日\22點33分7、膜的不對稱性(membraneasymmetry)

（1）細胞質(zhì)膜的不對稱性概念指細胞質(zhì)膜脂雙層中各種成分不均勻分布，包括種類和數(shù)量的不均勻（2）不對稱性的表現(xiàn):膜的主要成分是蛋白、脂和糖成分分布的不對稱分子在方向上的不對稱

本文檔共118頁；當前第52頁；編輯于星期日\22點33分

8、膜脂的不對稱性

表現(xiàn):脂雙層中分布的各類脂的比例不同各種細胞的膜脂不對稱性差異很大

本文檔共118頁；當前第53頁；編輯于星期日\22點33分9、膜蛋白的不對稱

膜蛋白不對稱性的主要因素是:

（1）膜蛋白在膜中都有特定的排布方向

（2）膜蛋白的不對稱性包括：外周蛋白分布的不對稱整合蛋白內(nèi)外兩側(cè)氨基酸殘基數(shù)目的不對稱

紅細胞血型糖蛋白A在質(zhì)膜中不對稱分布

本文檔共118頁；當前第54頁；編輯于星期日\22點33分

10膜糖的不對稱

膜糖以糖蛋白或糖脂的形式存在糖蛋白（糖脂）的糖基都是位于膜的外表面

膜糖分布的不對稱性

本文檔共118頁；當前第55頁；編輯于星期日\22點33分磷脂與糖脂分布的不對稱性

本文檔共118頁；當前第56頁；編輯于星期日\22點33分第二節(jié)細胞連接1、細胞連接（celljunction）概念細胞與細胞間或細胞與細胞外基質(zhì)的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)2、分類電鏡下可分為三大類1封閉連接（occludingjunction）2錨定連接（anchoringjunction）3通訊連接（communicatingjunction）本文檔共118頁；當前第57頁；編輯于星期日\22點33分細胞的組織結(jié)構(gòu)及相互作用

本文檔共118頁；當前第58頁；編輯于星期日\22點33分動物細胞中主要幾種類型的細胞連接

本文檔共118頁；當前第59頁；編輯于星期日\22點33分一、封閉連接（緊密連接）1、發(fā)現(xiàn)和

在1963年發(fā)現(xiàn)的2、存在部位:脊椎動物的上皮頂端兩相鄰細胞間3、結(jié)構(gòu)長度約50-400nm，質(zhì)膜緊密結(jié)合，沒縫隙連接區(qū)域具有焊接線網(wǎng)絡（嵴線）焊接線由跨膜粘附分子構(gòu)成主要的為claudin和occludin本文檔共118頁；當前第60頁；編輯于星期日\22點33分4、緊密連接的功能

1）連接細胞2）防止物質(zhì)雙向滲漏，保證機體內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定主要部位：消化道上皮、膀胱上皮、腦毛細血管內(nèi)皮以及睪丸支持細胞之間腦血屏障和睪血屏障，能保護這些重要器官和組織免受異物侵害

3）限制了膜蛋白在脂分子層的流動，維持細胞的極性，有利于物質(zhì)的跨細胞轉(zhuǎn)運

本文檔共118頁；當前第61頁；編輯于星期日\22點33分肌組織毛細管的細胞間的緊密連接

(a)上皮細胞切片觀察到的緊密連接;(b)掃描電子顯微鏡觀察的上皮頂部細胞周圍的環(huán)狀緊密連接。本文檔共118頁；當前第62頁；編輯于星期日\22點33分緊密連接在葡萄糖跨細胞轉(zhuǎn)運中的作用

本文檔共118頁；當前第63頁；編輯于星期日\22點33分5、間壁連接（septatejunctions）(補充)

1）存在部位無脊椎動物上皮細胞的緊密連接2）結(jié)構(gòu)連接蛋白呈梯子狀排列連接的細胞內(nèi)骨架成分為肌動蛋白纖維本文檔共118頁；當前第64頁；編輯于星期日\22點33分二、錨定連接1、分類1）粘著連接：連接作用涉及細胞質(zhì)中的骨架部分是肌動蛋白的連接方式分為粘著帶(粘合帶)和粘著斑(粘合斑)

2）橋粒連接：細胞通過中間纖維錨定到細胞骨架上的粘著連接方式分為橋粒和半橋粒本文檔共118頁；當前第65頁；編輯于星期日\22點33分粘合帶（adhesionbelt）(粘著帶)

1）部位：上皮細胞頂側(cè)面的緊密連接下方2）形態(tài)結(jié)構(gòu)呈帶狀環(huán)繞細胞在相鄰細胞的間隙約15～20nm靠鈣粘著蛋白同肌動蛋白相互作用本文檔共118頁；當前第66頁；編輯于星期日\22點33分粘合斑(粘著斑)（adhesionplaque）

1、部位位于細胞與細胞外基質(zhì)間是細胞與細胞外基質(zhì)進行連接2、結(jié)構(gòu)通過整合素把細胞中的肌動蛋白束和基質(zhì)(纖粘連蛋白)連接連接處的質(zhì)膜呈盤狀，故為粘合斑本文檔共118頁；當前第67頁；編輯于星期日\22點33分

橋粒(desmosome)(完全橋粒)

又稱為斑點粘著(maculaeadherens)1）主要部位承受強拉力的組織中如皮膚、口腔、食管等處的復層鱗狀上皮細胞之間和心肌中相鄰細胞間細胞膜之間的間隙約30nm；細胞間形成鈕扣式結(jié)構(gòu)橋粒連接的電子顯微鏡照片

本文檔共118頁；當前第68頁；編輯于星期日\22點33分2）結(jié)構(gòu)：參與橋粒連接的鈣粘著蛋白分別稱為橋粒芯蛋白(desmoglein)和橋粒芯膠粘蛋白(desmocollin)在細胞質(zhì)膜的內(nèi)表面有一致密的細胞質(zhì)斑，作為錨定細胞骨架中間纖維的位點本文檔共118頁；當前第69頁；編輯于星期日\22點33分半橋粒(hemidesmosomes)

1）部位：上皮細胞的底面作用是把上皮細胞與其下方的基膜連接2）結(jié)構(gòu)：與橋粒的不同之處在于：①只在質(zhì)膜內(nèi)側(cè)形成橋粒斑結(jié)構(gòu)，另一側(cè)為基膜②穿膜連接蛋白為整合素而不是鈣粘素③細胞內(nèi)的附著蛋白為角蛋白(中間纖維的一種)本文檔共118頁；當前第70頁；編輯于星期日\22點33分3、細胞骨架在細胞連接中的作用1）細胞骨架的參與，使同一組織的細胞緊密的結(jié)合2）中間纖維網(wǎng)絡通過橋粒和半橋粒錨定在質(zhì)膜上，加固了上皮細胞之間及上皮細胞與其下方結(jié)締組織之間的連接3）骨架成份肌動蛋白通過粘著帶和粘著斑將相鄰細胞的質(zhì)膜或質(zhì)膜與細胞外基質(zhì)蛋白聯(lián)接4）增強了組織的機械強度，形成了組織網(wǎng)絡和組織整體本文檔共118頁；當前第71頁；編輯于星期日\22點33分三、通訊連接(communicatingjunction)

一種特殊的細胞連接方式1、作用：維持機械的細胞連接作用具有傳遞信息作用2、分類：（一）間隙連接

（二）胞間連絲

（三）化學突觸

本文檔共118頁；當前第72頁；編輯于星期日\22點33分（一）間隙連接

（gapjunction）1、部位：大多數(shù)動物組織相鄰細胞間2～4nm縫隙2、組成單位連接子（connexon），由6個跨膜蛋白亞單位環(huán)繞成直徑8nm，中心孔道直徑1.5nm本文檔共118頁；當前第73頁；編輯于星期日\22點33分3、間隙連接的通道的通透性A：允許分子量小于1.5KD的分子通過如無機鹽離子、糖、氨基酸、核苷酸和維生素等由于cAMP和Ca2+信號分子可通過（通訊作用）B：通透性是可調(diào)節(jié)的降低細胞PH值，可降低間隙連接的通透性升高鈣離子濃度，可降低間隙連接的通透性當細胞破損時，大量鈣離子進入，導致間隙連接關(guān)閉，避免正常細胞受傷害

本文檔共118頁；當前第74頁；編輯于星期日\22點33分4、間隙連接的功能

1）參與細胞分化：胚胎發(fā)育的早期，小分子物質(zhì)（cAMP和Ca2+）可在一定細胞群范圍內(nèi)，以分泌源為中心，建立遞變的擴散濃度梯度，為處于梯度范圍內(nèi)的細胞提供”位置信息”從而誘導細胞向著一定方向分化2）協(xié)調(diào)代謝：不能利用外源次黃嘌呤合成核酸的突變型細胞共培養(yǎng)利用外源次黃嘌呤合成核酸野生型細胞均能吸收次黃嘌呤合成核酸破壞細胞間的間隙連接，突變型細胞不能吸收次黃嘌3)構(gòu)成電緊張突觸：存在于平滑肌、心肌、神經(jīng)末梢間,稱為電緊張突觸不依賴神經(jīng)遞質(zhì)或信息物質(zhì)可傳遞電興奮到相鄰的細胞本文檔共118頁；當前第75頁；編輯于星期日\22點33分（二）胞間連絲（plasmodesmata）

植物細胞特有的通訊連接1、組成是由穿過細胞壁的質(zhì)膜圍成的細胞質(zhì)通道，直徑約20～40nm。植物體細胞可看作是一個巨大的合胞體通道中有一由膜圍成的筒狀結(jié)構(gòu)，稱為連絲小管（desmotubule）連絲小管由光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)特化而成，管的兩端與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連

本文檔共118頁；當前第76頁；編輯于星期日\22點33分2、作用A通透性：允許分子量小于800Da的分子通過，運輸也受控在相鄰細胞間起通訊作用B：對細胞分化起一定作用頂端分生組織的細胞分化與胞間連絲的分布有關(guān)側(cè)壁上的胞間連絲逐漸減少橫壁上的卻仍保持很多。C：植物相鄰細胞間的細胞核可經(jīng)胞間連絲穿壁本文檔共118頁；當前第77頁；編輯于星期日\22點33分胞間連絲的電子顯微鏡照片本文檔共118頁；當前第78頁；編輯于星期日\22點33分（三）化學突觸

（synapse）1、存在部位存在于可興奮細胞間（如神經(jīng)元）的連接方式2、作用：通過釋放神經(jīng)遞質(zhì)（如乙酰膽堿）來傳導興奮3、組成三部分突觸前膜(presynapticmembrane)突觸后膜(postsynapticmembrane)突觸間隙(synapticcleft)本文檔共118頁；當前第79頁；編輯于星期日\22點33分1、突觸前膜突觸前神經(jīng)元的突起末梢膨大稱突觸小體，其膜稱突觸前膜突觸小體內(nèi)有許多突觸小泡，內(nèi)含神經(jīng)遞質(zhì)

神經(jīng)沖動傳到---突觸前膜----突觸小泡釋放神經(jīng)遞質(zhì)---突觸后膜的受體接受---引起突觸后膜離子通透性改變---膜去極化或超極化（鈉內(nèi)流；鉀外流）本文檔共118頁；當前第80頁；編輯于星期日\22點33分各種連接的比較

封閉連接緊密連接上皮組織間壁連接只存在于無脊椎動物中錨定連接連接肌動蛋白粘合帶上皮組織粘合斑上皮細胞基部連接中間纖維橋粒心肌、表皮半橋粒上皮細胞基部通訊連接間隙連接大多數(shù)動物組織中化學突觸神經(jīng)細胞間和神經(jīng)—肌肉間胞間連絲植物細胞間本文檔共118頁；當前第81頁；編輯于星期日\22點33分(四）細胞粘附分子

同種及異種細胞間需通過彼此粘著：單個細胞---組織--器官，通過粘著和結(jié)合將細胞組織起來

哺乳動物腸壁細胞的組織結(jié)構(gòu)

本文檔共118頁；當前第82頁；編輯于星期日\22點33分1、細胞識別(cellrecognition)

1）細胞識別概念指細胞對同種或異種細胞、同源或異源細胞以及對自己和異己物質(zhì)分子的認識和鑒別2）海綿實驗細胞識別的研究（最早）--海綿實驗：1907年

黃色海綿紅色海綿混合紅黃海綿分開各自聚集到一起本文檔共118頁；當前第83頁；編輯于星期日\22點33分2、凝集素(lectin)在細胞粘著中的作用

凝集素：一種能與糖結(jié)合的蛋白質(zhì)，主要是促進細胞間的粘著，具有一個以上同糖結(jié)合的位點。動物細胞和植物細胞都能合成、分泌凝集素的作用機制

本文檔共118頁；當前第84頁；編輯于星期日\22點33分3、細胞粘著分子

(celladhesionmolecule，CAM)類型:1免疫球蛋白超家族(immunoglobulinssuperfamily，IgSF)2鈣粘著蛋白家族（cadherin）3選擇蛋白家族(selectins)4整合素(整聯(lián)蛋白）(integrin)

2、3、4的細胞粘著分子是鈣依賴性的而免疫球蛋白超家族是非鈣依賴性的本文檔共118頁；當前第85頁；編輯于星期日\22點33分4、細胞粘著分子的結(jié)構(gòu)1）都是跨膜糖蛋白2）分子結(jié)構(gòu)三部分組成：①胞外區(qū)：肽鏈的N端部分，帶有糖鏈，負責與配體的識別②跨膜區(qū)：多為一次跨膜③胞質(zhì)區(qū)：肽鏈的C端部分，或與骨架相連，或與胞內(nèi)的信號分子相連本文檔共118頁；當前第86頁；編輯于星期日\22點33分4、細胞粘附分子的作用機制

細胞粘附分子的作用機制有三種模式：1）兩相鄰細胞表面的同種CAM分子間的相互識別與結(jié)合（親同性粘附）2兩相鄰細胞表面的不同種CAM分子間的相互識別與結(jié)合（親異性粘附）3兩相鄰細胞表面的相同CAM分子借細胞外的連接分子相互識別與結(jié)合細胞粘附分子的作用方式

本文檔共118頁；當前第87頁；編輯于星期日\22點33分一、鈣粘素

（cadherin）鈣粘素屬親同性CAM，其作用依賴于Ca2＋

介導細胞粘著（粘著帶、橋粒）

鈣粘著蛋白介導的細胞粘著

橋粒粘著帶本文檔共118頁；當前第88頁；編輯于星期日\22點33分哺乳動物細胞表面的主要鈣粘素分子

名稱主要分布組織E-鈣粘素著床前的胚胎、上皮細胞（在帶狀粘合處特別集中）P-鈣粘素胎盤滋養(yǎng)層細胞、心、肺、小腸N-鈣粘素胚胎中胚層、神經(jīng)外胚層、神經(jīng)系統(tǒng)（腦、神經(jīng)節(jié)）、心、肺M-鈣粘素成肌細胞、骨骼肌細胞R-粘素視網(wǎng)膜神經(jīng)細胞、神經(jīng)膠質(zhì)細胞Ksp-鈣粘素腎OB-鈣粘素成骨細胞VB-鈣粘素脈管內(nèi)皮細胞desmoglein橋粒desmocollin橋粒本文檔共118頁；當前第89頁；編輯于星期日\22點33分鈣粘素的作用

1．介導細胞連接：E-鈣粘素是上皮細胞相互粘合（粘合帶）的主要CAM橋粒中的鈣粘素是desmoglein及desmocollin2．參與細胞分化:在發(fā)育過程中（上皮及神經(jīng)組織）通過調(diào)控鈣粘素表達的種類與數(shù)量可決定胚胎細胞間的相互作用（粘合、分離、遷移、再粘合），從而通過細胞的微環(huán)境，影響細胞的分化，參與器官形成過程3．抑制細胞遷移:(癌侵襲與轉(zhuǎn)移)多種癌組織中細胞表面的E鈣粘素減少或消失，以致癌細胞易從瘤塊脫落,E鈣粘素視為轉(zhuǎn)移抑制分子本文檔共118頁；當前第90頁；編輯于星期日\22點33分二、選擇素（selectin）

選擇素屬親異性CAM，其作用依賴于Ca2＋

1、作用參與白細胞與脈管內(nèi)皮細胞之間的識別與粘合

本文檔共118頁；當前第91頁；編輯于星期日\22點33分2、選擇素種類選擇素有三種L選擇素、E選擇素及P選擇素1）P選擇素A：部位貯存于血小板的α顆粒及內(nèi)皮細胞的Weibel-Palade小體B：作用炎癥時活化的內(nèi)皮細胞表面首先出現(xiàn)P選擇素，隨后出現(xiàn)E選擇素有召集白細胞到達炎癥部位的作用本文檔共118頁；當前第92頁；編輯于星期日\22點33分2）E選擇素A：部位存在于活化的血管內(nèi)皮細胞表面B：作用炎癥組織釋放的白細胞介素I（IL-1）及腫瘤壞死因子（TNF）等細胞因子可活化脈管內(nèi)皮細胞，刺激E選擇素的合成有召集白細胞到達炎癥部位的作用本文檔共118頁；當前第93頁；編輯于星期日\22點33分3）L選擇素A：部位廣泛存在于各種白細胞的表面B：作用參與炎癥部位白細胞的出脈管過程白細胞表面L選擇素分子上的sLeA與內(nèi)皮細胞表面的P選擇素及E選擇素之間的識別與結(jié)合，可使血液中白細胞在炎癥部位的脈管內(nèi)皮上減速滾動（即通過粘附、分離、再粘附），最后穿過血管進入炎癥部位本文檔共118頁；當前第94頁；編輯于星期日\22點33分三、免疫球蛋白超家族（Ig-superfamily，Ig-SF）

免疫球蛋白超家族包括分子結(jié)構(gòu)中含有免疫球蛋白（Ig）樣結(jié)構(gòu)域的所有分子一般不依賴于Ca2＋免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域指借二硫鍵維系的兩組反向平行β折疊結(jié)構(gòu)

本文檔共118頁；當前第95頁；編輯于星期日\22點33分四、整合素(整聯(lián)蛋白）(integrin)

1、存在部位幾乎所有動植物細胞均表達介導細胞間的及細胞與細胞外基質(zhì)間的相互作用（粘合斑、半橋粒）大多為親異性細胞粘附分子其作用依賴于Ca2＋粘合斑半橋粒本文檔共118頁；當前第96頁；編輯于星期日\22點33分2、結(jié)構(gòu)：A：跨膜的異質(zhì)二聚體B：由兩個非共價結(jié)合的跨膜亞基：α和β亞基C：胞外球形的頭部，頭部結(jié)合細胞外基質(zhì)蛋白D；胞內(nèi)的尾部，同肌動蛋白相連

本文檔共118頁；當前第97頁；編輯于星期日\22點33分3、整聯(lián)蛋白的α亞單位和β亞單位鑒定到17種不同的α亞單位和8種β亞單位1）α亞單位：N端有結(jié)合二價陽離子的結(jié)構(gòu)域，胞質(zhì)區(qū)近膜處都有一保守的KXGFFKR序列，與整合素活性的調(diào)節(jié)有關(guān)。2）β亞單位含β1亞單位的整合素主要介導細胞與細胞外基質(zhì)成分之間的粘附含β2亞單位的整合素主要存在于各種白細胞表面，介導細胞間的相互作用β3亞單位的整合素主要存在于血小板表面，介導血小板的聚集，并參與血栓形成β4可與肌動蛋白及其相關(guān)蛋白質(zhì)結(jié)合α6β4整合素以層粘連蛋白為配體，參與形成半橋粒本文檔共118頁；當前第98頁；編輯于星期日\22點33分半橋粒處的α6β4整合素

半橋粒本文檔共118頁；當前第99頁；編輯于星期日\22點33分第三節(jié)細胞外被與細胞外基質(zhì)細胞表面(cellsurface)：

結(jié)構(gòu)上:細胞外被和細胞質(zhì)膜功能上:1質(zhì)膜功能的擴展，保護細胞，提供相對穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境2負責細胞內(nèi)外的物質(zhì)交換和能量交換3并通過表面結(jié)構(gòu)進行細胞識別、信息的接收和傳遞、細胞運動以及維護細胞的各種形態(tài)，且與免疫、癌變都有系本文檔共118頁；當前第100頁；編輯于星期日\22點33分一、細胞外被(cellcoat)

1、概念由覆蓋在細胞表面的糖類構(gòu)成，起保護層作用，這種保護層成為細胞外被又稱為糖萼（glycocalyx)2、組成糖蛋白和蛋白聚糖都是在胞內(nèi)合成，后分泌出來并附著到細胞質(zhì)膜上本文檔共118頁；當前第101頁；編輯于星期日\22點33分糖被（細胞外被）的結(jié)構(gòu)和組成示意圖

本文檔共118頁；當前第102頁；編輯于星期日\22點33分3、細胞外被的功能

1）保護作用:A：動物組織如消化道、呼吸道、生殖腺等上皮細胞的外被有助于潤滑、防止機械損傷

保護上皮組織不受消化酶的作用和細菌的侵襲B：植物和細菌的細胞壁保護細胞質(zhì)膜和細胞器賦予細胞以特定的形狀2）其它功能參與細胞與環(huán)境的相互作用，物質(zhì)交換細胞識別等本文檔共118頁；當前第103頁；編輯于星期日\22點33分

植物微生物的細胞外結(jié)構(gòu):細胞壁（略）

細胞壁的化學組成與結(jié)構(gòu)：1纖維素(cellulose)

2半纖維素(hemicellulose)3果膠(pectin)4木質(zhì)素(lignin)5糖蛋白(glycoprotein)

本文檔共118頁；當前第104頁；編輯于星期日\22點33分二、細胞外基質(zhì)

(extracellularmatrix，ECM)

1、細胞外基質(zhì)概念是由細胞合成并分泌到胞外、分布在細胞之間的蛋白質(zhì)和多糖構(gòu)成的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)2、組成分類一、膠原（collagen）

二、纖粘連蛋白（fibronectin，F(xiàn)N）

三、層粘連蛋白（laminin，LN）

四、氨基聚糖與蛋白聚糖

（glycosaminoglycan，GAG）（proteoglycan）五、彈性蛋白（elastin）

本文檔共118頁；當前第105頁；編輯于星期日\22點33分細胞外基質(zhì)的組成本文檔共118頁；當前第106頁；編輯于星期日\22點33分一、膠原（collagen）1、特點A：水不溶性纖維蛋白，占蛋白質(zhì)總量的30％上B：遍布全身體內(nèi)各種器官和組織，是細胞外基