细胞膜融合机制

细胞膜融合机制第1页，共23页，2023年，2月20日，星期日植物体细胞杂交去除细胞壁，得到原生质体诱导原生质体融合筛选植物组织培养融合第2页，共23页，2023年，2月20日，星期日生物膜(质膜与细胞内膜系统)是由脂类、蛋白质和糖组成的超分子体系，它的出现是生命进化中一个重要事件，从此，细胞与外界环境相对独立开来，并使细胞内的生理生化活动高效而有序的进行。第3页，共23页，2023年，2月20日，星期日膜的融合是一个基本的生命过程，在生物的生长发育中有着重要作用。通过融合，两套独立的双层脂分子合二为一，完成一定的生物功能。第4页，共23页，2023年，2月20日，星期日主要讨论第5页，共23页，2023年，2月20日，星期日脂(50％)、蛋白质(42％)、糖(2～8％)（主要）水、无机盐、金属离子（少量）细胞膜的化学组成脂双分子层：膜的基本骨架蛋白质：体现膜功能糖：接收信号和保护作用第6页，共23页，2023年，2月20日，星期日功能复杂的膜，蛋白质含量所占比例大。细胞膜的化学组成55%76%线粒体-“能量工厂”髓鞘-“绝缘脂层”18%第7页，共23页，2023年，2月20日，星期日磷脂双分子层融合过程假说磷脂(phospholipid)的特点:

双亲性分子(amphipathicmolecule):亲水头＋疏水尾

含两条烃链(14-24C)，一条饱和，另一条不饱和

磷脂酰碱基＋磷酸基团＋甘油或鞘氨醇＋脂肪酸烃链headtails第8页，共23页，2023年，2月20日，星期日磷脂双分子层融合过程假说双分子层结构两套独立的膜要合二为一，必然要经历一系列复杂的中间过程，而对这一过程的理解，主要是从病毒一宿主细胞间融合过程的研究中总结得来的，并广泛应用于解释细胞间及细胞内膜间膜融合过程。第9页，共23页，2023年，2月20日，星期日磷脂双分子层融合过程假说经过很多的研究和总结表明，病毒入侵细胞时病毒膜与细胞膜一般会经历：膜的靠近，膜的局部接触，半融合，融合孔的形成，融合孔的扩大等过程(图1)。膜的靠近膜的局部接触半融合融合孔的形成融合孔的扩大第10页，共23页，2023年，2月20日，星期日病毒——宿主细胞间的膜融合细胞间的融合细胞内双层膜间（如线粒体）的融合

（包括内膜和细胞膜的融合）细胞内单层膜间的融合（包括内膜和细胞膜的融合）病毒——宿主细胞间的膜融合细胞间的融合天然的膜融合的分类膜融合的分子机制第11页，共23页，2023年，2月20日，星期日探索膜融合分子机制的关键是：包膜病毒的膜蛋白较少，而且筛选起来比较简单，因而对融合的分子机制的研究也是从此入手，研究的结果也为其他类的膜融合研究提供了有益的借鉴。介导膜融合的蛋白膜融合的分子机制第12页，共23页，2023年，2月20日，星期日病毒与细胞膜融合的分子机制包膜病毒Ⅰ类病毒Ⅱ类病毒其他类病毒细胞内膜系统细胞与细胞第13页，共23页，2023年，2月20日，星期日病毒与细胞膜融合的分子机制细胞内膜系统细胞与细胞Ⅰ类病毒Ⅱ类病毒在I、Ⅱ类病毒．寄主细胞融合过程中，融合蛋白一般要经历诱发，插入，变构等变化来促进膜的融合。第14页，共23页，2023年，2月20日，星期日病毒与细胞膜融合的分子机制细胞内膜系统细胞与细胞Ⅰ类病毒、Ⅱ类病毒与细胞融合机制的异同点异：融合前：融合糖蛋白前体结构不同融合过程：参与融合的蛋白质基本结构不同Ⅱ类病毒比Ⅰ类病毒膜融合过程进展快Ⅱ类病毒融合蛋白不形成“纤突”同：融合前：都含有无融合活性的融合糖蛋白前体融合过程：中间体及融合后结构相似融合肽与羧基端跨膜区都可相互拉近变构过程都是从高能量到低能量的不可逆的转变过程第15页，共23页，2023年，2月20日，星期日Sectionheader细胞内膜系统细胞与细胞病毒与细胞膜融合的分子机制类似亮氨酸拉链的四α一螺旋束的结构(核心SNAREs复合物)介导融合蛋白：第16页，共23页，2023年，2月20日，星期日Sectionheader细胞内膜系统细胞与细胞病毒与细胞膜融合的分子机制囊泡-目标膜融合与病毒-寄主细胞融合两个重要的不同：(1)介导融合的结构由囊泡和目标膜共同提供蛋白形成的，而病毒-宿主融合中融合蛋白只有病毒一方提供。(2)囊泡-目标膜融合中，拉链结构的组装就会导致融合(融合的动力可能来自于组装时C末端所储存的能量)，并不发生构型变化(有其他辅助因子)，而病毒-寄主细胞融合中，发夹要进行构型变化来促进融合。第17页，共23页，2023年，2月20日，星期日Sectionheader细胞内膜系统细胞与细胞病毒与细胞膜融合的分子机制第18页，共23页，2023年，2月20日，星期日病毒与细胞细胞内膜系统细胞与细胞膜融合的分子机制因为细胞表面比病毒包膜表面存在更多的糖蛋白，并且在细胞与细胞融合前细胞会发生分化、粘连和迁移，这些原因在一起，决定了寻找细胞表面的融合蛋白非常困难，尽管这样，这一领域目前仍取得了一些成果。CD9,CD81,GPI锚蛋白IzumoEFF-1,EFF-2第19页，共23页，2023年，2月20日，星期日病毒与细胞细胞内膜系统细胞与细胞膜融合的分子机制第20页，共23页，2023年，2月20日，星期日病毒与细胞细胞内膜系统膜融合的分子机制细胞与细胞根据目前所取得的研究结果，我们不妨做如下推测：(2)各类膜融合采用的分子机制应该是不同的。I、Ⅱ类病毒采用了类似的“发夹”结构，囊泡采用了“类亮氨酸拉链”，细胞间的融合很可能采用其它一种或多种结构，并且它的融合机制也更为复杂，牵涉到信号转导、特定基因的转录、细胞骨架的变化、核的变化等。(1)在生物体中，各种膜不仅基本组成类似，而且大多都形成脂质双分子层，因此，融合过程中脂质双