第15章 细胞社会的联系-3版

开始上课了！ 同学们，您好，细胞生物学，生命科学与技术学院张晓军教授，第15章细胞社会的联系，细胞cell，膜性结构(生物膜) biomembrane，非膜性结构，细胞膜或细胞质膜(plasmamembrane )，细胞内膜(endomembrane )， 内质网高尔基体容酶体核膜微小体气泡与小泡叶绿体膜线粒体膜粗糙面内质网滑面内质网、细胞壁核糖体细胞骨架、封闭连接(occludingjunctions) ) )紧密连接(tightjunction) ) )锚定连接(anchorhoringjunctions ) 通信连接(communicingjunctions )间隙连接(gapjunction) ) )神经细胞间化学突触(chemicalsynapse )植物细胞中的细胞间丝(plasmomatta )、一、闭合连接-紧密连接(tightjunction )、一、 存在部位的紧密接触是封闭连接的主要形式，存在于上皮细胞间，紧密结构存在于丘线的两种蛋白质：超越封闭蛋白(occludin )膜4次的膜蛋白(60KD)claudin蛋白家族(目前发现15种以上) 3，紧密功能形成渗漏屏障， 发挥重要的封闭作用隔离作用，游离端和基底面质膜上的膜蛋白分别发挥不同的膜功能支持功能，通过卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡锚连接形成邻接细胞的骨架系统，或者将细胞和基质连接起来，形成坚固有序的细胞群。 2、锚杆连接的类型、结构和功能；(1)连接中间纤维的锚杆连接桥粒：铆接邻接细胞，提供细胞内中间纤维的锚点，形成整体网络，起到支持和抵抗外部压力和张力的作用。 半桥：半桥类似于桥的形式，但其功能和化学组成不同。 通过细胞质膜上的膜蛋白质整合子使上皮细胞固定在基底膜上，在半桥粒中，中间纤维不贯通，在半桥粒的致密斑内停止。2、锚杆连接类型、结构和功能；(2)与丝切蛋白纤维相连的锚杆连接胶带：位于紧密连接之下，在相邻细胞之间形成连续的带状结构。 间隙约15-20nm，又称带状桥粒(beltdesmosome )。 黏斑：细胞介于肌红蛋白纤维、整联蛋白与细胞外基质之间的连接方式。 3、锚固连接的结构组成、跨膜粘附蛋白(glycoprotein )桥粒和粘附带：降钙素桥粒和粘附斑：整合子在细胞内的部分与细胞内锚固蛋白相连，细胞外的部分与邻接细胞的跨膜粘附蛋白相互作用或与细胞外基质相互作用细胞内锚定蛋白(attachmentproteins )交联粒、胶带、半桥粒、粘斑圆板状细胞质致密斑：将特定细胞骨架成分(中间纤维或微丝)与连接复合体结合. (3)通信连接、间隙连接广泛分布，大多数动物组织都存在间隙连接。 化学突触(神经细胞间)存在于可兴奋细胞间的细胞连接方式中，通过释放神经递质来传导神经脉冲。 细胞间连线高等植物细胞间通过细胞间连线相互连接，完成细胞间的通信联系。 1、间隙连结、间隙连结结构的间隙连结的蛋白成分间隙连结的功能及其调节机构间隙连结的透过性可以调节，(1)间隙连结结构、间隙连结部的邻接细胞质膜间的间隙为23nm的连结子(connexon )作为间隙连结的基本单位的连结子为6个连结蛋白connexin分子连接单位由两个连接符的对接构成。 (2)连接到间隙的蛋白成分已经分离出构成20多种连接子的蛋白，属于同一个蛋白家族，其分子量不是2660KD。连接子蛋白具有4个螺旋的跨膜区，是该蛋白家族最保守的区域。 连接子蛋白的初级结构保守，具有类似的抗原性。 不同类型的细胞表达不同的连接子蛋白，间隙连接孔径和调控机制不同。 (3)间隙结合的功能及其调节机构； 间隙耦合作用于代谢耦合的间隙耦合允许小分子代谢物和信号分子通过的细胞间代谢耦合的基础代谢耦合现象与体外培养细胞中代谢耦合作用在协调细胞群生物学功能中发挥重要作用的细胞间信号通信间隙的连接调节相互独立通过快速实现神经元群的行为间隙，为早期胚胎发育和细胞分化过程中作用胚胎发育中的细胞间耦合提供信号物质通道，为某些特定细胞提供其“位置信息”，并根据其位置影响其分化。 肿瘤细胞间隙连接明显减少或消失，间隙连接类似于“肿瘤抑制因子”。 间隙连接的透过性可以调节，细胞质中的pH值下降，自由Ca2的浓度上升，可以使间隙连接的透过性受到两侧电压梯度的控制和细胞外化学信号的控制，由3、细胞间连线、3.1细胞间连线结构邻接细胞质膜构成的直径20-40nm的管状结构。 3.2细胞间丝的功能实现细胞间信号介导的物质选择性转运。 实现细胞间的电传导。 在发育过程中，细胞间丝结构的变化可以调节植物细胞间的物质转运。 第二节细胞黏附及其分子基础、同种细胞之间的粘连是许多组织结构的基本特征。 细胞和细胞的粘连是由特定的细胞粘连分子介导的。 粘连分子的特征和类型粘连分子都是综合膜蛋白，在细胞内与细胞骨架成分相连。 多数依赖于Ca2或Mg2工作。 粘连分子类型和细胞间黏附方式。 类型粘接方式、(1)类型、己酮(Cadherins) )、选择素(Selectin) )、免疫球蛋白超家族的CAM(IgSuperfamily，IgSF) ) )整合子(integins )质膜整合子也通过细胞间粘接。Cadherins :同性属于依赖于Ca2的细胞粘附糖蛋白，通过依赖于Ca2的细胞粘附和ECM向细胞质的信号转导。 在胚胎发育中的细胞识别、迁移和组织分化以及成体组织器官构成中起着主要作用。 (30多名成员糖蛋白家族) E-Cadherins(epithelial )、N-Cadherins(neural )、P-Cadherins(placental )、交联粒降钙素。 Selectin :异性取决于能够与Ca2的特异糖基识别结合的糖蛋白，细胞外部分具有凝集素样结构域(lectin-likedomain )。 主要参与白细胞与脉管内皮细胞之间的识别和黏附。 p (平板)元素，E(Endothelial )元素L(Leukocyte )元素。 Ig-Superfamily，IgSF :分子结构中具有与免疫球蛋白类似区域的CAM超家族。 通过同性细胞粘附或通过异性细胞粘附，其粘附作用不依赖于Ca2，其中N-CAMs在神经组织细胞间的粘附中起着主要作用。 由、Integrins :和两个亚基组成的异源二聚糖蛋白。 人体细胞已发现24种亚基和9种亚基，与不同的配体结合，通过细胞与基质、细胞与细胞的粘附。(二)黏附方式，细胞中主要黏附分子家族和与细胞锚定连接相关的黏附分子非锚定连接的细胞黏附分子及其作用部位，细胞中主要黏附分子家族，与细胞锚定连接相关的黏附分子，非锚定连接的细胞黏附分子及其作用部位(深色)，非锚定连接的细胞间黏附方式的示意图1 .降钙素； 2 .免疫球蛋白类细胞粘附分子3 .选择素4 .整合素5 .质膜整合蛋白聚糖、第三节细胞外基质、细胞外基质概况和功能概念细胞外基质的成分真核细胞的细胞外结构、二、细胞外基质的成分， 动物细胞结构蛋白：胶原蛋白、弹性蛋白糖和蛋白糖粘附糖蛋白：纤维蛋白、层粘蛋白基底膜和细胞外皮植物细胞壁，(一)胶原蛋白(collagen )，胶原蛋白是细胞外基质最基本的结构成分之一，是动物体内含量最丰富的蛋白质胶原蛋白类型及其组织中分布胶原的分子结构胶原合成和组织胶原功能的组合包括糖基聚糖和蛋白质组合、糖基聚糖(glycocosaminglycan，GAGs) ) )蛋白质组合(proteoglycan (4)纤维连接蛋白和纤维连接蛋白、纤维连接蛋白(fibronectin) )、纤维连接蛋白(laminin )，(2)弹性蛋白(elastin )、纤维连接蛋白主要存在于纤维连接蛋白的主要成分脉管壁和肺。 弹性纤维与胶原纤维共存，赋予组织弹性和耐张性。 57348； 弹性蛋白是一种高度疏水的非糖基化蛋白，具有两个明显特征的：序列通过呈不规则卷曲状态的Lys残基相互交联形成网状结构。 (6)植物细胞壁、细胞壁的化学组成和结构指初生细胞壁和次生细胞壁植物细胞壁的功能，一是细胞外基质的概念和功能，细胞外基质(extracellularmatrix )分布于细胞外空间，由细胞分泌的蛋白质和多糖类组成的网络结构。 主要功能构成支撑细胞的框架，负责组织的构建。 细胞外基质三维结构和成分的变化，会改变细胞的微环境，对其相邻细胞的生存、迁移、增殖、分化、形态及其他功能产生重要的调控作用。 细胞外基质的信号功能。 (5)基底膜和细胞外复盖，基底膜的位置在上皮层的基底面，将上皮细胞和结缔组织分离。 基膜组分型胶原、蛋白聚糖、层粘蛋白及巢蛋白基膜功能调节对组织发挥支持作用的分子和细胞运动和渗透性障碍。 (五)基底膜和细胞外复盖、细胞外复盖(cellcoat )又称糖萼(glycocalyx )，是指复盖在细胞质膜外表面的粘多糖物质，实际上细胞表面与质膜中的蛋白或脂质分子共价键合的低聚糖链。 (5)基膜和细胞外皮，功能1 .细胞识别：低聚糖链的单糖残基以一定的序列顺序形成识别的分子基础，细胞表面有低聚糖的特异受体。 实质上分子识别2 .血型抗原3 .酶：糖蛋白4 .膜蛋白的保护作用5 .帮助蛋白的正确折叠，维持正确的三维结构，真核细胞的胞外结构(extracellularstructures )，胶原类型及其在组织中的分布，胶原是细胞外基质中最主要的水Iiii型胶原含量最丰富，形成类似的纤维结构，但并非所有胶原都形成纤维。 型胶原纤维束主要分布于皮肤、腱、韧带及骨骼，具有较强的拉伸强度。 型胶原主要存在于软骨中。 型胶原形成微细的原纤维网，广泛分布于伸展性组织，如疏结组织。 型胶原形成二维格子状结构，是基膜的主要成分和支架。分子结构，胶原纤维的基本结构单元是原胶原，胶原是三肽链缠绕的三螺旋结构，原胶原肽链具有Gly-x-y的重复序列，在胶原纤维高级结构的形成中重要的胶原纤维内部，胶原分子为1 与胶原的合成组合，前体肽链在粗糙面内网合成，形成前原胶原(preprocollagen )的前原胶原(preprocollagen )与原胶原的前体分泌形式。 粗糙面内网的合成、加工和组装，由高尔基体分泌。 前原胶原在细胞外用2种特异性不同的蛋白水解酶分别切除n末端前肽和c末端前肽，成为胶原蛋白(procollagen )。 胶原蛋白是进一步将胶原纤维(collagenfibril )和胶原纤维(collagenfiber )聚合组成的。 胶原蛋白的功能、胶原蛋白在细胞外基质中的含量最高，刚性和抗张强度最大，构成细胞外基质的骨架结构，细胞外基质中的其他成分与胶原结合形成结构和功能的复合体。 不同的组织将胶原蛋白组装成不同的纤维形态，以满足特定功能的需求。 胶原蛋白被胶原蛋白酶特异性降解，参与细胞外基质信号转导的调控网络。 糖胺聚糖、糖胺聚糖是由重复的二糖单元构成的支链多糖二糖单元之一是氨基己糖氨基葡萄糖或氨基半乳糖糖醛酸、硫酸软骨素和皮肤硫酸、硫酸肝素和硫酸角蛋白等透明质酸(hyaluronicacid )及其生物学功能透明质酸是增殖细胞和迁移细胞细胞外基质的主要成分，蛋白聚糖的主要组成成分透明质酸在结缔组织中得到强化，发挥弹力和润滑作用使细胞分离，使细胞的运动迁移和增殖变得容易，阻止细胞分化， 蛋白聚糖蛋白聚糖在所有结缔组织和细胞外基质中都可见，许多细胞表面的蛋白聚糖是氨基聚糖和核蛋白的丝氨酸残基共价键形成的巨大分子的一些蛋白聚糖单体通过连接蛋白以非共价键与透明质酸结合而成的多肽软骨中蛋白聚糖是最大的巨大分子之一，赋予软骨凝胶状特性和抗变形能力的蛋白聚糖可视为细胞外激素浓缩和储藏库，可与多种生长因子结合，完成信号传递。 层粘蛋白(laminin )、层粘蛋白是高分子糖蛋白(820KD )、动物胚胎和成体组织基底膜的主要结构成分之一层粘蛋白的结构是由重链和轻链组成的细胞通过层粘蛋白固定在基底膜上的层粘蛋白存在至少两个不同的受体结合部位：与iv型胶原的与细胞质膜上整合子结合的argglyasp (RGD )序列。 层粘蛋白在胚胎发育和组织分化中起着重要作用的层粘蛋白也与肿瘤细胞的转移有关。 纤维连接素(fibronectin )、纤维连接素是高分子量糖蛋白(220-250KD) ) )纤维连接素分型：纤维连接素的主要功能：通过细胞粘附调节细胞形状和细胞骨架组织，促进细胞扩散的胚胎发生过程中， 纤维蛋白在多种细胞移动和分化所必需的创伤修复中，纤维蛋白在巨噬细胞和其他免疫细胞促进移动到损伤部位的凝血块的形成中，促进纤维蛋白在血管损伤部位的附着。 血浆纤维蛋白是二聚体，由类似的a链和链构成，分子整体呈v形。 细胞纤