王紅霞-第九章 細(xì)胞骨架(二)

第九章細(xì)胞骨架授課教師：王紅霞副教授E-mail：whongxia888@163.com醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)目錄第九章細(xì)胞骨架

第二節(jié)微管第三節(jié)中間絲第一節(jié)微絲第二節(jié)微管一、微管的結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成二、微管的裝配過(guò)程三、微管結(jié)合蛋白四、微管的主要功能一、微管的結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成

（一）微管（microtubule）的形態(tài)結(jié)構(gòu)

12345678910111213橫斷面立體結(jié)構(gòu)微管蛋白(tubulin)（二）微管的化學(xué)組成異二聚體2個(gè)鳥嘌呤核苷酸（GTP)結(jié)合位點(diǎn)。二價(jià)陽(yáng)離子（Mg2+與Ca2+）的結(jié)合位點(diǎn)秋水仙素、長(zhǎng)春花堿的結(jié)合位點(diǎn)微管蛋白的三維結(jié)構(gòu)

微管是有極性的結(jié)構(gòu)＋－

12345678910111213單管

AB二聯(lián)管

ABC三聯(lián)管大部分微管為單管，二聯(lián)管、三聯(lián)管只存在于特定的細(xì)胞結(jié)構(gòu)中。如纖毛、鞭毛的周圍小管（二聯(lián)管），中心粒、基體（三聯(lián)管）。（三）微管類型

纖毛或鞭毛內(nèi)微管的排列（“9×2＋2”方式）中心粒小輪（“9×3＋0”方式）纖毛本體基體（9×3＋0）纖毛小根二、微管的裝配過(guò)程

（一）微管的體外組裝微管蛋白異二聚體首位相連原纖維微管（13）

體外組裝過(guò)程分為成核期、延伸期和穩(wěn)定期短的絲狀結(jié)構(gòu)增加異二聚體擴(kuò)展成片狀成核期延伸期合攏穩(wěn)定期

微管長(zhǎng)度處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)

踏車（二）微管的體內(nèi)組裝

微管的體內(nèi)組裝除遵循體外裝配的規(guī)律外，還受嚴(yán)格的時(shí)間和空間的控制。1.時(shí)間控制：細(xì)胞生命活動(dòng)的特殊時(shí)刻。（紡錘絲微管的聚合與解聚發(fā)生在細(xì)胞分裂期）。

2.空間控制微管裝配的特殊始發(fā)區(qū)域的影響微管組織中心（MTOC）：微管裝配的起始點(diǎn)。中心體是動(dòng)物細(xì)胞中主要的微管組織中心?；w是纖毛、鞭毛的微管組織中心。中心體中心球中心粒電鏡：圓柱狀小體（中心粒）

中心體細(xì)胞核中心體的結(jié)構(gòu)（三）影響微管裝配的因素1.微管蛋白的濃度和GTP；2.Mg2+和Ca2+濃度；3.溫度和pH；4.藥物：秋水仙素，長(zhǎng)春花堿、紫杉醇。三、微管結(jié)合蛋白

MAP1：神經(jīng)元軸突中

MAP2：神經(jīng)元樹突中

MAP4：普遍存在于各類細(xì)胞中

Tau蛋白：神經(jīng)元軸突中（一）MAPs的分子結(jié)構(gòu)

至少包含兩個(gè)結(jié)構(gòu)域：①結(jié)合微管的結(jié)構(gòu)域②向外突出的結(jié)構(gòu)域微管結(jié)合蛋白結(jié)構(gòu)（二）MAPs的主要功能1.促進(jìn)微管組裝。2.抑制微管解聚。3.增加微管穩(wěn)定性。臨床癥狀：不可逆進(jìn)行性記憶和認(rèn)知功能喪失。病理變化：神經(jīng)纖維纏結(jié)，出現(xiàn)神經(jīng)變性斑。發(fā)病原因：Tau蛋白的異常，失去和微管蛋白的結(jié)合活性，導(dǎo)致正常的微管蛋白解聚，從而使正常的軸突轉(zhuǎn)運(yùn)受損。（三）常見(jiàn)病例—阿爾茨海默病AD阿爾茨海默病的發(fā)病機(jī)理四、微管的主要功能1、支持作用：構(gòu)成細(xì)胞的網(wǎng)狀支架維持細(xì)胞形態(tài)。2、參與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸（高爾基體分泌泡運(yùn)輸）。微管在蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)中的作用3、參與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)，也是纖毛、鞭毛等細(xì)胞運(yùn)動(dòng)器官的主體結(jié)構(gòu)成分。纖毛和鞭毛的結(jié)構(gòu)示意圖鞭毛與纖毛在來(lái)源和結(jié)構(gòu)上基本相同，少而長(zhǎng)的叫鞭毛；多而短的叫纖毛。4、參與紡錘體的形成與染色體的運(yùn)動(dòng)中期后期

5、參與細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

近年來(lái)，研究表明微管參與了細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（ERK）、蛋白激酶（PKA）等多條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程。信號(hào)分子可通過(guò)與微管直接或間接的相互作用，進(jìn)而影響胞內(nèi)的囊泡運(yùn)輸、細(xì)胞器的定位及細(xì)胞的極化等一系列重要的生物學(xué)活動(dòng)。

第三節(jié)中間絲

（intermediatefilaments,IF）一、中間絲的結(jié)構(gòu)、成分及類型二、中間絲的組裝三、中間絲的主要功能中間絲細(xì)胞骨架的結(jié)構(gòu)示意圖中間絲直徑介與微管與微絲之間，也叫中間纖維。一、中間絲的結(jié)構(gòu)、成分及類型

（一）中間絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)

該結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，既不受秋水仙素也不受細(xì)胞松弛B素影響，并且也沒(méi)有極性。

繩索樣結(jié)構(gòu)中間絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)模式圖

中間絲的化學(xué)成分是中間絲蛋白。中間絲蛋白存在于絕大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)。不同類型的細(xì)胞以及同一類型細(xì)胞的不同部位的中間絲蛋白的組成都有可能不同。（二）中間絲的化學(xué)成分

（三）中間絲的類型順序類型名稱分子量(kD)多肽數(shù)組織分布

I酸性角蛋白40-5715上皮細(xì)胞II堿性/中性角蛋白53-6715上皮細(xì)胞III結(jié)蛋白531肌細(xì)胞膠質(zhì)纖維酸性蛋白501膠質(zhì)細(xì)胞和星形細(xì)胞波形蛋白571間充質(zhì)細(xì)胞外周蛋白571神經(jīng)元IV神經(jīng)纖維蛋白62-1103成熟的外周和中樞神經(jīng)元Internexin661發(fā)育中的中樞神經(jīng)系統(tǒng)V核纖層蛋白A.B.C60-703真核細(xì)胞VInestin2401中樞神經(jīng)系統(tǒng)干細(xì)胞

中間絲的分布具有嚴(yán)格的組織特異性

據(jù)此可應(yīng)用于腫瘤臨床診斷，以鑒別腫瘤細(xì)胞的組織來(lái)源。結(jié)蛋白抗體與肌細(xì)胞的中間絲結(jié)合，診斷來(lái)源于橫紋肌和平滑肌的癌癥。角蛋白抗體只能與上皮細(xì)胞內(nèi)中間絲結(jié)合，診斷角化和非角化上皮癌。神經(jīng)纖維蛋白抗體只能與神經(jīng)元的中間絲結(jié)合，診斷神經(jīng)母細(xì)胞瘤、神經(jīng)節(jié)母細(xì)胞瘤。共同結(jié)構(gòu)域

-螺旋桿狀區(qū)非螺旋