细胞骨架与细胞运动

张安平教授，细胞生物学，medicaimolecularbology，the cytoskeeton，细胞骨架和细胞运动，Cytoskeletonandsports，窄：细胞质骨架，微管，微丝，微丝广义：核骨骼、细胞质骨骼、细胞膜骨骼和细胞外基质。细胞骨架：蛋白质纤维交织的三维网格结构。1。微管，3 .微丝，2 .中间纤维，1，细胞骨架是以蛋白质纤维为主要成分的网络结构，内质网，核糖体，线粒体，一节细胞骨架(cytoskeleton)概述，细胞质骨架由单体蛋白质弱非共价结合构成纤维型多糖体。Thethreetypesofprotein，第二，细胞骨架在细胞的形态维持、运动和信息传递中起着重要作用。例如，微丝决定细胞表面特性，使细胞能够运动和收缩。微管决定膜性小器官的位置和用膜纸输送的导杆。中间纤维给细胞张力和剪切力。第二节微管Microtubule，MT，微管是Slautlerback和Porter于1963年首次在动物和植物细胞中发现并命名的细胞质内形成网络结构，起到运输轨道的作用并支持。afluorescenelystainedimarcgeofculturedepithelalcellsshowingthenucleus(yellow)andmic rotubules(red)，(a)每种纤维在微管蛋白二聚体中呈线性排列，微管蛋白二聚体中由相似结构的和球蛋白组成。微管蛋白：球形，酸性，约450个氨基酸，结合部位，1。由微管的形态结构和分子组成，与alpha球蛋白结合的GTP绝不会发生水解或交换。球蛋白也是g蛋白，结合GTP可水解，结合GDP交换为GTP。作为25S复合体存在于秋水仙碱、-TUC (-TuRC)、微管组织中心角色中：促进微管细胞核的形成，稳定微管的负端，微管的存在形态，1 .微管结合蛋白种及特性图谱分子包含至少一个碱性微管结合区和一个向外方向，为与其他细胞成分(如微管束、中间纤维、原生质膜)结合而挤出微管外的部分。微管结合蛋白：map-1；map-2；陶和贴图-4。(b)微管结合蛋白microtubuleaciatedproteinsmaps，2 .微管结合蛋白功能，促进微管组装；提高微管的稳定性和强度。包裹和粒子沿微管在细胞内输送。细胞外信号的目标部位。微管有极性，长得很快，(-)长得很慢。()极的最外层是球蛋白，(-)极的最外层是球蛋白。微管像微丝一样做胎面动作。微管形成的部分结构由于微管结合蛋白的作用和酶改性的结果比较稳定。轴突，纤毛，鞭毛。第二，微管的自我组装是一个非常有序的生命活动过程。(1)微管的自组装3期：延迟期(成熟)聚合期稳定期，原纤维，二聚体，聚合，微管，(13)，1。微管的体外组装，1972年魏森伯首次从小鼠脑组织中分离微管蛋白，-，tred，2。微管的体内组装，泰奥多里他汀oftubulinacell，MTOCs，microtubuleorganizingcenter是微管的组装区域，MTOC是中心、粒子、鞭毛、鞭毛中心体由互相垂直的两个中心蛋和周围被称为中心心球外周物质(PCM)的一些无定形物质组成。美心蛋由9个发挥PCM调用作用的微笑管组成。都是微管球蛋白MTOC的微管蛋白，将环丙球蛋白复合物核化为模板，先组装(-)极，然后生长。在微酸性环境、适当温度、GTP、Mg2和Ca2去除条件下自发装配到11个纤维小管的微管。(b)影响微管组装和解聚的许多因素导致大多数微管动态组装和分解(例如主轴)。GTP和微管蛋白浓度、适当的t和PH、Ca离子浓度、Mg2离子等。秋水仙碱和儿茶素抑制微管组装。Taxonol(酒精)促进微管的组装，稳定已经形成的微管。thefunctionofgtp-tubulin cap，gtphydrolysissnotrequiredformicrotubule assembly，WHY？3、微管组装的动态调节模型、微管组装的微管dp-tubulinareexposed、微管组装的异常动力学模型、体外实验：微管蛋白二聚合法的双分子GTP、GTP分子是tubulinareexposed另一个GTP分子结合在-微球蛋白的e部位，它可以水解，在GDP和GTP之间置换。与GTP结合的微管蛋白对微管末端亲和力大，容易聚合。n、GTP、不能水解，可能与微管蛋白的结构有关。与、E、GTP、E、GTP、GDP Pi、GTPGDP替代、GTP结合的微管蛋白对微管友好且易于聚合。-GTP帽。4，微管的功能，(a)使用网状支架并保持细胞形态的afluorescentslystainedimgeofculturedepithelalcellshowingthenucleus(yellow)andmicrotus需要两种类型的马达蛋白：驱动蛋白kinesin、电源蛋白dyenin和ATP。Kinesin在1985年发现了一个四量链380KD，它由两条轻链和两条重链组成，可以向微管输送小气泡。kinesin walk alcong microstubuletootubuletward spusend，dyein在1963年发现了它的名字，是关于鞭毛和纤毛的运动。两种相同的重链和几种不同的轻链和结合蛋白(10万)。角色：1。促进细胞分裂中染色体的分离，2 .引导鞭毛的运动，3 .向微管输送(-)微管。(3)微管维持细胞内小器官的位置和分布，驱动蛋白和内质网膜-动力蛋白和高尔基。向c-近核区域拉动以形成纺锤，从细胞分裂中拉动染色体以达到分裂极。微管与细胞运动有密切关系，纤毛和鞭毛是两种相似的细胞外长。由矩阵和鞭子两部分组成。矩阵的微管为9 0结构鞭毛的微管为9 2结构。两个微管a管由13根纤维组成，b管由10根纤维组成。管子a向相邻的b管挤出两个动力蛋白臂，在鞭毛中央释放一个辐条。鞭毛和纤毛的运动原理：动态蛋白癌的dynein水解ATP操作，两个相邻的微管相互滑动(P203)。第3节microfilament，MF(也称为肌动蛋白纤维肌动蛋白filament)是由线性排列的肌动蛋白链形成的螺旋，其直径约为7nm，类似2线绞弦。一、微丝的分子结构(microfilament、MF)、肌动蛋白单体和多体、G-actin、F-actin、否定端、双端、ADP、ATP、聚合物称为纤维肌动蛋白F-actin。根据等电点分为三类。分布在肌肉细胞中。和分布在肌细胞和非肌细胞中。Actin在进化上非常保守，酵母和兔子肌肉的肌动蛋白中有88%具有同源性。肌动蛋白(肌动蛋白)在翻译后必须变形，例如N-末端乙酰化或组氨酸残基的甲基化。第二，在核形成、生长、平衡的各种因素调整下，微丝组装(a)的组装过程。条件：ATP、适当温度、存在k和Mg2离子。过程：2-3个actin聚合到一个核心(核化)中。ATP-actin分子在核心的两端结合。微导线具有极性，ATP-actin添加到(-)极的速度比添加到(-)极的速度快5-10倍。，球形单体分子，三聚体，-，溶液中ATP-液肌蛋白的浓度为临界浓度时，ATP-液动蛋白被添加到()端并从(-)端分离，从而出现“胎面”现象。细胞中的大部分微丝结构处于动态组装和拆卸过程中，并以此方式执行其功能。Treadmilling，(2)微丝组装ATP，适当t，存在k和Mg2离子，G-actin浓度细胞松弛素(cytochalasin)阻断微丝纤维，抑制与微丝纤维结合的肌肉肌动蛋白，特定抑制微丝鬼针笔环肽和微丝可以是稳定微丝纤维并抑制其功能的特定结合。荧光标记的鬼笔环肽能特异性地显示微丝。-，(3)两种模型说明了微电线组件的动态调节机制1。溶液中的ATP-肌动蛋白浓度为临界浓度时，ATP-肌动蛋白被添加到()端，从(-)端分离，显示出“胎面”现象；异常动态结构模型。Treadmilling，3，微丝结合蛋白，已知的微丝结合蛋白超过100种。1.核蛋白：自由actin核化，组装开始，ARP 2。单体隐藏蛋白：防止将自由actin添加到纤维中，thymosin 3。末端蛋白质：纤维稳定，capz 4。单体聚合蛋白：将结合的单体安装在纤维上，Profilin 5。微丝解聚合蛋白：微丝组装，cof ilin 6。交联蛋白：FIM Brin 7。纤维切断蛋白：微丝切断，gel solin 8。膜结合蛋白：vinculin。核蛋白，单体聚合蛋白，微丝解聚合蛋白，1。核化蛋白(Arp):玻璃actin核化，开始组装，4 .单聚合蛋白(profilin):在纤维上安装结合单体，5 .微丝解聚合蛋白(cofilin):组装微丝，纤维切断蛋白，交联蛋白，4，微丝的功能，(a)微丝构成细胞的支架，维持细胞形态细胞皮质(cellcortex)。应力纤维(stressfiber)形成微绒毛(microvilli)带状桥接粒子(bletdesmosome)，培养的上皮细胞的应力纤维(微丝红色，微小管绿色)，(2)微丝参与细胞运动(c)微丝参与细胞质分裂。(d)微丝参与受精(塔反应)。(e)微丝参与细胞内的信息传递。(6)，微丝参与肌肉收缩，肌肉由粗纤维组成。肌纤维包括粗根线和细根近似，粗近似的主要成分是肌球蛋白，微近似的主要成分是肌钙。肌肉收缩的基本单位是肌肉节。肌肉节是两个相邻z线之间的单位。主要结构为a带(暗带)、h区：I带(亮带)和z线。肌肉节是两个相邻z线之间的单位。a带(暗带):这是粗肌肉丝绸的地方。h区：a有中等颜色的浅部分，这里只有粗肌肉丝。I带(明带):只包括细肌丝部分。z线：薄肌肉丝绸的一端是自由的，一端附着在z线上。肌球蛋白属于马达蛋白，属于微丝的电极。已知类别15 (myosinI-XV)。MyosinII构成粗糙的肌肉丝。由两个重链和四个轻链组成，形状为两个球体的头部和一个螺旋的干燥，头部具有ATP酶活性。myosiniistructure、tworheavychains、twessential lightchains、andrtwo regulatoryhtchainsheavychastinhasdomain、neckMyosinI由一个重链和两个轻链组成。MyosinI，II，v都在非肌肉细胞中，II型参与应力纤维和细胞质收缩环的形成，I，v与膜结合，与液泡运输有关。1 .原肌球蛋白(tropomyosin)。Tm)每个Tm的长度表示相当于7个肌动蛋白(myosin.tm)的长杆形状。构成两个平行纤维的两个平行纤维主要作用于肌动蛋白双螺旋的沟中。其主要作用是加强和稳定肌动蛋白长丝，抑制肌动蛋白及肌球蛋白的结合。2.肌动蛋白，微近似：肌动蛋白osin，actinandtroponin，3。肌钙蛋白(TN)，包含3个亚基，肌钙c特异性结合，肌钙蛋白t和肌球蛋白的高亲和力，肌钙蛋白I抑制调节肌肉收缩的ATP酶活性。4 .肌肉收缩，肌球蛋白结合ATP导致头部与肌动蛋白纤维分离；ATP水解引起头部和肌动蛋白弱结合；肌动(束缚)，Pi释放，头部和肌动蛋白强烈结合，使头部向m线方向弯曲，使肌肉细丝向m线移动；结合ADP释放ATP，头部与肌动蛋白纤维分离。在这样的循环中，第四节中间纤维intermediatefilaments，IF，中间纤维在20世纪60年代中期哺乳动物中发现了直径在美善和微管之间的10纳米左右的纤维，并将其命名。IF是最稳定的细胞骨架成分，主要起到支撑作用。IF以细胞核为中心分布细胞核，用网捆绑，延伸到细胞质膜，与质膜连接。keratinfilmensofepihelalcellsaretightyanchoredte