細(xì)胞生物學(xué)101-5-34.3 細(xì)胞識別與粘著1-6_2841.pptx

1、4. 細(xì)胞環(huán)境與互作: 第三節(jié)名詞,1. 細(xì)胞識別(cell recognition),細(xì)胞識別是指細(xì)胞對同種或異種細(xì)胞、同源或異源細(xì)胞、以及對自己和異己分子的 認(rèn)識。多細(xì)胞生物有機(jī)體中有三種識別系統(tǒng):抗原-抗體的識別、酶與底物的識別、細(xì)胞 間的識別。第三類包括通過細(xì)胞表面受體與胞外信號分子的選擇性相互作用,從而導(dǎo) 致一系列的生理生化反應(yīng)的信號傳遞。無論是那一種識別系統(tǒng),都有一個共同的基本,特性,就是具有選擇性,或是說具有特異性。,細(xì)胞識別是細(xì)胞發(fā)育和分化過程中一個十分重要的環(huán)節(jié)，細(xì)胞通過識別和粘著形,成不同類型的組織,由于不同組織的功能是不同的,所以識別本身就意味著選擇。,2. 神經(jīng)細(xì)胞粘著

2、分子(neural cell adhesion molecule,N-CAM) N-CAM 是膜糖蛋白,至少以三種形式存在,但都是由同一基因編碼。其中兩種是,跨膜蛋白,第三種共價結(jié)合在細(xì)胞質(zhì)膜的外表面。無論是何種存在方式,N-CAM 分子 都有一部分伸出到細(xì)胞外表面。三種 N-CAM 在細(xì)胞外的結(jié)構(gòu)都一樣,都含有與細(xì)胞,1,粘著相關(guān)的結(jié)合位點。,將分離純化的 N-CAM 加入到人工磷脂脂質(zhì)體中, 這種人工脂質(zhì)體能夠相互粘著,但是加入了相應(yīng)的抗體就不會發(fā)生粘著, 不加 N-CAM 的人工脂質(zhì)體也不會發(fā)生粘 著。由此可以推測:細(xì)胞粘著是由細(xì)胞質(zhì)膜中的蛋白分子介導(dǎo)的,N-CAM 是介導(dǎo)細(xì)胞 粘著的分

3、子。,3. 鈣粘著蛋白(cadherin),鈣粘著蛋白(cadherin)是細(xì)胞質(zhì)膜中的細(xì)胞粘著分子,但是這種分子介導(dǎo)的細(xì)胞,粘著受 Ca2+的調(diào)節(jié)。鈣粘著分子家族中比較熟知的屬于膜整合糖蛋白的成員有:E-鈣 粘著蛋白(主要在表皮組織中)、N-鈣粘著蛋白(存在神經(jīng)組織中)、P-鈣粘著蛋白(主要 存在于胎盤)。鈣粘著蛋白的細(xì)胞外部分有 600 個氨基酸殘基,組成四個重復(fù)的 Ca2+ 結(jié)合結(jié)構(gòu)域,細(xì)胞質(zhì)部分有 150 個氨基酸。,4. 凝集素(lectin),凝集素是動物細(xì)胞和植物細(xì)胞都能夠合成和分泌的、能與糖結(jié)合的蛋白質(zhì),在細(xì),2,胞識別和粘著反應(yīng)中起重要作用,主要是促進(jìn)細(xì)胞間的粘著。凝集素具有

4、一個以上同 糖結(jié)合的位點，因此能夠參與細(xì)胞的識別和粘著,將不同的細(xì)胞聯(lián)系起來。,5. 細(xì)胞粘著(cell adhesion),在細(xì)胞識別的基礎(chǔ)上, 同類細(xì)胞發(fā)生聚集形成細(xì)胞團(tuán)或組織的過程叫細(xì)胞粘著。,它對于胚胎發(fā)育及成體的正常結(jié)構(gòu)和功能都有重要的作用。在發(fā)育過程中,由于細(xì)胞 間細(xì)胞粘著的強(qiáng)度不同,決定著細(xì)胞在內(nèi)、中、外三胚層的分布。在器官形成過程中, 通 過細(xì)胞粘著,使具有相同表面特性的細(xì)胞聚集在一起形成器官。,6. 細(xì)胞粘著分子(cell adhesion molecule, CAM) 參與細(xì)胞粘著的分子稱為細(xì)胞粘著分子。,自從 N-CAM 被發(fā)現(xiàn)之后,陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一些新的細(xì)胞粘著分子,如 N

5、g-CAM 是神,經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞粘著分子,L-CAM 是肝細(xì)胞的細(xì)胞粘著分子,I-CAM 是普遍存在的一種細(xì) 胞粘著分子,它的配體是 LFA-1;而 LEC-CAM 是白細(xì)胞及其它循環(huán)細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞 粘著分子。上述細(xì)胞粘著分子都是糖蛋白,在細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域都有與肽共價結(jié)合的糖基。,3,根據(jù)細(xì)胞粘著分子的作用方式可分為三個家族 : 免疫球蛋白超家族 ,如 V- CAM、Ng-CAM、I-CAM 和 L1 等; 鈣粘著蛋白家族，如 E-鈣粘著蛋白、P-鈣粘著蛋 白、N-鈣粘著蛋白；選擇素家族,如 L-選擇素、LEU-CAM1 等。后兩種家族的細(xì)胞粘 著分子是鈣依賴性的,而免疫球蛋白超家族則是非鈣依賴性的

6、。鈣粘著蛋白家族是主,要的一類粘著蛋白，分布極為廣泛(表 4M-1)。 表 4M-1 哺乳動物中主要的鈣粘著蛋白分子,粘著分子,主要的細(xì)胞分布,E-鈣粘著蛋白,植入前胚胎,表皮細(xì)胞(特別是在完全橋粒處),(桑椹粘著蛋白) P-鈣粘著蛋白 N-鈣粘著蛋白 R-鈣粘著蛋白 M-鈣粘著蛋白,滋養(yǎng)層,心臟,肺和腸,神經(jīng)系統(tǒng),肺,中胚層,神經(jīng)外胚層 視網(wǎng)膜神經(jīng)和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞,成肌細(xì)胞(肌細(xì)胞前體),和成熟的骨骼肌細(xì)胞,7. 選擇蛋白(selectins),選擇蛋白是膜整合糖蛋白的一個家族，它能夠識別從另外一個細(xì)胞表面伸展出,來的特異的糖基團(tuán)，并與之特異性結(jié)合，因此它也是細(xì)胞表面受體。選擇蛋白有一,個小的

7、細(xì)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域，一個單次跨膜的結(jié)構(gòu)域，一個大的細(xì)胞外片段，在這個片段,4,上可分為幾個結(jié)構(gòu)域，包括最外端的具有凝集素作用的結(jié)構(gòu)域。,已知有三種類型的選擇蛋白E-選擇蛋白，它在內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)；P-選擇蛋白，在,血小板和內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)；L-選擇蛋白，在各種類型的白細(xì)胞中表達(dá)。這三種選擇蛋白 都是識別小的出現(xiàn)在某些糖蛋白或糖脂的四糖基團(tuán)，選擇蛋白同糖配體的結(jié)合是 Ca2+依賴性的。選擇蛋白主要介導(dǎo)循環(huán)中的白細(xì)胞在有炎癥和血塊的血管壁部位暫 時性相互作用。與選擇蛋白起作用的靶細(xì)胞上的蛋白通常稱為粘蛋白(mucin)。,8. 免疫球蛋白超家族,抗體是一類稱之為免疫球蛋白(或 Ig)的蛋白質(zhì)分子,是由一些相似的

8、小結(jié)構(gòu)域組,成的多肽分子。在 Ig 的每個結(jié)構(gòu)域中，都是由 70110 個氨基酸組成的緊密折疊的 結(jié)構(gòu)。后來在很多不同種類的蛋白質(zhì)中也都發(fā)現(xiàn)有類 Ig 結(jié)構(gòu)域的存在，這些結(jié)構(gòu)同 Ig 抗體一起構(gòu)成了免疫球蛋白超家族(immunoglobulins superfamily,IgSF)。IgSF 的大多數(shù)成員是整合膜蛋白，存在于淋巴細(xì)胞的表面，參與各種免疫活動。它們中 的某些整合蛋白參與非鈣依賴性的細(xì)胞之間的粘著。事實上，在缺少免疫系統(tǒng)的無 脊椎動物細(xì)胞粘著分子中發(fā)現(xiàn)類 Ig 結(jié)構(gòu)域，說明類 Ig 蛋白在原始進(jìn)化過程中作為,5,細(xì)胞粘著中介物，只是后來才在脊椎動物的免疫系統(tǒng)中增加了一項免疫功能。

9、大多數(shù) IgSF 細(xì)胞粘著分子介導(dǎo)淋巴細(xì)胞與需要進(jìn)行免疫反應(yīng)的細(xì)胞(如巨嗜細(xì),胞及別的淋巴細(xì)胞)間的粘著反應(yīng)；然而，某些 IgSF 成員，如 VCAM(vascular cell-adhesion molecule)、NCAM(neural cell-adhesion molecule)和 L1,在神經(jīng) 系統(tǒng)發(fā)育過程中,對于神經(jīng)突起、突觸形成等都有重要作用。象纖粘連蛋白以及其他一,些參與細(xì)胞粘著的蛋白一樣,IgSF 細(xì)胞粘著分子含有幾個相同的結(jié)構(gòu)域。,IgSF 粘著蛋白分子既能介導(dǎo)同嗜性的細(xì)胞粘著,又能介導(dǎo)異嗜性的細(xì)胞粘著, 但,多數(shù)是介導(dǎo)同嗜性的細(xì)胞粘著。如果介導(dǎo)同嗜性的細(xì)胞粘著,是非 Ca2+依賴性的,如 果介導(dǎo)異嗜性的細(xì)胞粘著,則是 Ca2+依賴性的。一個細(xì)胞上的 IgSF 蛋白能夠同另一 細(xì)胞上相同或