細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架微絲

1Chapter8cytoskeleton

細(xì)胞骨架本文檔共59頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分2本文檔共59頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分Nucleus

microtubulesmicrofilaments3本文檔共59頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分Nucleus

Microfilaments

intermediatefilaments4本文檔共59頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分NucleusMicrofilamentsmitochondria5本文檔共59頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分NucleusMicrofilaments

Golgicomplex6本文檔共59頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分Nucleus

Microfilamentsperoxisome7本文檔共59頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分8微管組裝的基本單位——微管蛋白本文檔共59頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分9單管：微管管壁由13條原纖維包圍而成。纖毛、鞭毛中心粒、基體本文檔共59頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分10本文檔共59頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分微管體外組裝——“踏車現(xiàn)象”本文檔共59頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分第二節(jié)

微絲(Microfilament，MF)12本文檔共59頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分13微絲組成微絲（Microfilament，MF），又稱肌動蛋白纖維（Actinfilament），是指真核細(xì)胞中由肌動蛋白（actin）組成，呈雙股螺旋狀，直徑為7nm的骨架纖維，主要分布在細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)側(cè)。37nm本文檔共59頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分14微絲(Microfilament，MF)一、組成成分——肌動蛋白二、微絲結(jié)構(gòu)與組裝三、微絲結(jié)合蛋白四、微絲的功能五、藥物對微絲的影響本文檔共59頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分15

為微絲的基本組成成分分類：α-、β-和γ-肌動蛋白真核細(xì)胞中含量最豐富，不同物種中最為保守的蛋白質(zhì)之一在裂口處有一個ATP結(jié)合位點(diǎn)

一、肌動蛋白(actin)

本文檔共59頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分16exchange

ofATPforADPATP→ADP+Pi。TheG-actincanexchangeboundADPforATP.

本文檔共59頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分17肌動蛋白存在方式游離狀態(tài)—球狀肌動蛋白（globularactin,G-actin)微絲中—纖維狀肌動蛋白（filamentousactin,F-actin)，由球狀肌動蛋白組成G-actinF-actinG-actin與F-actin之間可以相互轉(zhuǎn)換。本文檔共59頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分18二、微絲的結(jié)構(gòu)兩條肌動蛋白單鏈盤繞而成的雙螺旋結(jié)構(gòu)，直徑約7nm，螺距為37nm。本文檔共59頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分19肌動蛋白與微絲均有極性肌動蛋白分子具有極性，有氨基和羧基的暴露一端為正端（plusend），另一端則為負(fù)端（minusend）。裝配時呈頭尾相連，故微絲也有極性。本文檔共59頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分20三、微絲的組裝裝配過程:成核(nucleation)、延伸(elongation)、穩(wěn)定狀態(tài)(steadystate)。1、成核期（Nucleationphase)

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限速過程，又稱延遲期。二聚體（不穩(wěn)定）三聚體（核心形成）本文檔共59頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分21ATP-actin和ADP-actinATP-actin易于聚合，ATP-actin濃度與其聚合速度成正比，聚合到微絲上后水解為ADP-actin，ADP-actin易于從微絲上解聚下來。本文檔共59頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分22生長期（Growthphase)2、ATP-actin濃度高時，微絲兩端都加ATP-actin，正極-聚合快，負(fù)極-聚合慢，這樣在正極ATP-actin聚合的速度大于水解成ADP-actin的速度，形成ATP帽。負(fù)極-聚合慢，不形成ATP帽。這樣微絲延長。

本文檔共59頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分23動態(tài)平衡（steadystate

）3、ATP-actin濃度下降到一定的臨界值，在正極聚合速度下降，仍在延長。而在負(fù)極聚合速度更慢，小于水解成ADP-actin的速度，ADP-actin暴露，負(fù)極解聚，并且負(fù)極解聚速度等于正極聚合速度，微絲長度不變。本文檔共59頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分24踏車現(xiàn)象(Treadmilling)當(dāng)添加到正極的肌動蛋白分子速率=從負(fù)極上失去的速率，此過程稱為肌動蛋白踏車現(xiàn)象(Treadmilling)本文檔共59頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分25去組裝——微絲縮短

ATP-actin濃度較低時，在正極聚合速度小于水解速度，此時ATP-actin帽子不存在了，ADP-actin在正端暴露，正極也快速解聚，微絲縮短。本文檔共59頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分26體內(nèi)組裝的特點(diǎn)體內(nèi)裝配時，微絲呈現(xiàn)出動態(tài)不穩(wěn)定性，主要取決于游離的G-actin單體濃度與F-actin結(jié)合的ATP水解速度之間的關(guān)系。--ATP-actin:對纖維末端的親和力高，使纖維延長；--當(dāng)ATP水解為ADP+Pi，ATP-actin→ADP-actin--ADP-actin對纖維末端的親和力低，易脫落，使纖維縮短。ATP帽:--ATP-actin濃度與其聚合速度成正比，當(dāng)ATP-actin濃度高時,形成一連串的ATP-actin，被稱為ATP帽；后部為ADP-actin。ADP-actin從F-actin脫落后，其ADP可被ATP置換，重新參加聚合。本文檔共59頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分27微管達(dá)因蛋白：

微絲組裝中的ATP的作用A.ATP-actin高濃度時ATP-cap形成B.ATP-actin低濃度時ATP-cap消失本文檔共59頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分28四、微絲結(jié)合蛋白微絲結(jié)合蛋白影響微絲的形態(tài)、功能、組裝和去組裝，還能控制與其他細(xì)胞器的鏈接本文檔共59頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分（一）肌動蛋白單體結(jié)合蛋白

控制細(xì)胞內(nèi)未聚合的肌動蛋白數(shù)量，同時也控制著結(jié)合到肌動蛋白上的核苷轉(zhuǎn)換（二）肌動蛋白纖維加帽蛋白與肌動蛋白纖維的倒刺端或突出端結(jié)合，抑制亞單位聚合和解聚（三）切斷肌動蛋白纖維的蛋白（四）肌動蛋白纖維交聯(lián)蛋白

交聯(lián)蛋白有兩個肌動蛋白結(jié)合位點(diǎn)，能連接纖維并穩(wěn)定其組裝。本文檔共59頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分30（五）側(cè)面蛋白

側(cè)面結(jié)合蛋白穩(wěn)定肌動纖維，并調(diào)節(jié)和肌球蛋白的相互作用（六）銜接子蛋白（adapterprotein)

動物和真菌細(xì)胞利用多結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)作為肌動蛋白和其他蛋白（特別是Rho家族的小GTP結(jié)合蛋白和其他信號蛋白）的銜接子蛋白，如WASP和VASP本文檔共59頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分31五、微絲的功能（一）維持細(xì)胞形態(tài)（二）與細(xì)胞運(yùn)動有關(guān)（三）胞質(zhì)分裂（四）參與肌肉收縮（五）參與受精作用（六）參與物質(zhì)運(yùn)輸本文檔共59頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分32

細(xì)胞皮層（cellcortex）細(xì)胞膜下由微絲和各種微絲結(jié)合蛋白組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。具有很高的動態(tài)性，與肌動蛋白一起為細(xì)胞膜提供強(qiáng)度和韌度，維持細(xì)胞的形態(tài)。帶狀橋粒、微絨毛（一）維持細(xì)胞形態(tài)本文檔共59頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分33

（二）與細(xì)胞移動有關(guān)如胞質(zhì)環(huán)流阿米巴運(yùn)動，變皺運(yùn)動本文檔共59頁；當(dāng)前第33頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分34本文檔共59頁；當(dāng)前第34頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分35

（三）胞質(zhì)分裂胞質(zhì)分裂的結(jié)構(gòu)

模式圖本文檔共59頁；當(dāng)前第35頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分36（四）參與肌肉收縮本文檔共59頁；當(dāng)前第36頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分37（五）參與受精作用本文檔共59頁；當(dāng)前第37頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分38

（六）參與物質(zhì)運(yùn)輸本文檔共59頁；當(dāng)前第38頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分39本文檔共59頁；當(dāng)前第39頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分六、藥物對微絲的影響細(xì)胞松弛素B（CytochalasinsB）：破壞微絲，結(jié)合在微絲末端阻抑肌動蛋白聚合。鬼筆環(huán)肽（Phalloidin）：抑制解聚，與微絲有強(qiáng)親合力，使肌動蛋白纖維穩(wěn)定。本文檔共59頁；當(dāng)前第40頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分41

第三節(jié)中間纖維(intermediatefilament)本文檔共59頁；當(dāng)前第41頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分42中間纖維的結(jié)構(gòu)模式圖中間纖維在胞質(zhì)中形成一網(wǎng)狀支架，賦予細(xì)胞強(qiáng)大的機(jī)械強(qiáng)度，維持細(xì)胞的形態(tài)堅(jiān)固和功能，對細(xì)胞的生命活動有重要意義。本文檔共59頁；當(dāng)前第42頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分43

上皮中的角質(zhì)纖維本文檔共59頁；當(dāng)前第43頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分44中間纖維一、中間纖維的分子結(jié)構(gòu)二、中間纖維的類型三、中間纖維的組裝和動態(tài)四、中間纖維在特異性細(xì)胞中的表達(dá)五、中間纖維的分布和功能本文檔共59頁；當(dāng)前第44頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分45一、中間纖維的分子結(jié)構(gòu)

兩端是高度可變的非螺旋頭部和尾部

桿狀結(jié)構(gòu)域，由310個卷曲螺旋殘基組成。由3個非螺旋區(qū)隔開本文檔共59頁；當(dāng)前第45頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分46一.中間纖維的分子結(jié)構(gòu)平行且對齊反向平行四聚體（原絲）進(jìn)一步組裝橫切面上中間纖維有32個蛋白單體本文檔共59頁；當(dāng)前第46頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分47二、中間纖維的類型

纖維類型蛋白亞基細(xì)胞定位組織來源角蛋白纖維角蛋白，19-22種多肽細(xì)胞質(zhì)上皮細(xì)胞波形纖維波形纖維蛋白，一種多肽細(xì)胞質(zhì)間質(zhì)細(xì)胞和中胚層來源的細(xì)胞結(jié)蛋白纖維結(jié)蛋白，一種多肽細(xì)胞質(zhì)肌細(xì)胞神經(jīng)元纖維神經(jīng)元纖維蛋白，三種多肽細(xì)胞質(zhì)神經(jīng)元神經(jīng)膠質(zhì)纖維膠質(zhì)纖維酸性蛋白，一種多肽細(xì)胞質(zhì)神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞核纖層核纖層蛋白（lamina、、），細(xì)胞核大部分細(xì)胞本文檔共59頁；當(dāng)前第47頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分48膠質(zhì)纖維酸性蛋白（gliafibrillaryacidicprotein，GFAP）

本文檔共59頁；當(dāng)前第48頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分49三、中間纖維的組裝和穩(wěn)定性helicalarrayoftetramers,madeupof8protofilamentsor16heterodimerstwotetramerspackedtogether本文檔共59頁；當(dāng)前第49頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分50中等纖維的組裝各型IF的蛋白分子，先以平行且相互對齊的方式形成雙股超螺旋二聚體(coiled-coildimer)二聚體再以反向平行的方式組裝成四聚體(tetromer)，決定了中等纖維無極性。四聚體是中等纖維的基本結(jié)構(gòu)單位，首尾相接形成原纖維。8根原纖維相互纏圍攏，形成中等纖維。因此在中等纖維的橫斷面可見32個蛋白單體。本文檔共59頁；當(dāng)前第50頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分51中間纖維的穩(wěn)定性

IF的化學(xué)組成非常穩(wěn)定，可以抵抗極端溫度、高鹽和去垢劑的溶解作用IF蛋白亞單位的磷酸化會對多聚體的組裝和動態(tài)變化產(chǎn)生很大的影響磷酸化增加神經(jīng)纖維蛋白的穩(wěn)定性本文檔共59頁；當(dāng)前第51頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分52四、中間纖維在特殊細(xì)胞中的表達(dá)

不同類型的中間纖維嚴(yán)格地分布在不同類型的細(xì)胞中,可以根據(jù)中間纖維的種類區(qū)分:癌:細(xì)胞角質(zhì)蛋白;肌肉瘤:結(jié)蛋白；非肌肉瘤：波形纖維蛋白；神經(jīng)膠質(zhì)瘤：神經(jīng)膠質(zhì)纖維酸性蛋白；本文檔共59頁；當(dāng)前第52頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分53五、中間纖維的分布和功能(一)中間纖維提供細(xì)胞的機(jī)械強(qiáng)度作用(二).中間纖維維持細(xì)胞和組織完整性的作用(三).中間纖維與DNA復(fù)制有關(guān)本文檔共59頁；當(dāng)前第53頁；編輯于星期二\5點(diǎn)31分54在細(xì)胞內(nèi)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)維持細(xì)胞器的空間定位增強(qiáng)