细胞生物学课件：13细胞外基质64h

中南大学生命科学学院李杰jlee@第十四章细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质细胞外基质的主要组分基膜与整联蛋白细胞外基质与细胞的相互作用第一节细胞外基质的主要组分细胞外基质分类纤维网架凝胶样基质粘附成分氨基聚糖多糖和糖蛋白蛋白聚糖弹性蛋白结构蛋白胶原粘着糖蛋白层粘连蛋白纤粘连蛋白细胞外基质重复二糖单位构成的直链多糖,其二糖单位通常由氨基已糖(氨基葡萄糖或氨基半乳糖)和糖醛酸组成。硫酸皮肤素二糖重复单位氨基聚糖多数糖基硫酸化并带有羧基，呈强负电性。六种类型糖基连接方式硫酸化位置透明质酸（HA）硫酸软骨素（CS）硫酸皮肤素（DS）硫酸角质素（KS）硫酸乙酰肝素（HS）肝素（heparin）透明质酸（hyaluronicacid,HA）唯一不含硫酸基的氨基聚糖蛋白聚糖结构示意图CartilagenousECM（软骨组织中的外基质）:(GAG=glycosaminoglycans=polymersofdisaccharides)多态性细胞外基质分类纤维网架凝胶样基质粘附成分氨基聚糖多糖和糖蛋白蛋白聚糖弹性蛋白结构蛋白胶原粘着糖蛋白层粘连蛋白纤粘连蛋白胶原（collagen）分布于各种组织细胞间。体内含量最多的蛋白(30%)高度特化、不溶性的纤维蛋白家族，属于硬蛋白。胶原在不同组织中的含量

/组织胶原的含量（克100克干重）跟腱86.0皮肤71.9角膜68.1软骨4663韧带17.0主动脉1224肺10肝4类型分子式

超微结构化学特征分

布来

源

Ⅰ

[1（Ⅰ）]22(Ⅰ)67nm横纹纤维低羟赖氨酸、低糖类皮肤、肌键、骨、韧带、眼角膜成纤维细胞Ⅱ[1(Ⅱ)]3

67nm横纹纤维高羟赖氨酸、高糖类软骨、椎间盘、

脊索、眼玻璃体成软骨细胞成纤维细胞Ⅲ[1（Ⅲ）]3

67nm横纹纤维高羟脯氨酸、低羟赖氨酸、低糖类皮肤、血管、内部器官网状细胞Ⅳ[1(Ⅳ)]22(Ⅳ)网状不形成纤维束很高的羟赖氨酸、高糖类

基膜上皮细胞内皮细胞

胶原的类型胶原的类型间充质的成纤维细胞、成骨细胞、软骨细胞、各种上皮细胞、牙本质细胞和神经组织的雪旺细胞均可合成胶原蛋白的基本结构单位是原胶原分子原胶原分子胶原原纤维胶原纤维束肽链x：脯氨酸y：羟脯氨酸或羟赖氨酸Gly：甘氨酸Gly-x-y重复序列原胶原分子是由三条α肽链盘绕成的三股螺旋结构类型分子式

超微结构化学特征分

布来

源

Ⅰ

[1（Ⅰ）]22(Ⅰ)67nm横纹纤维低羟赖氨酸、低糖类皮肤、肌键、骨、韧带、眼角膜成纤维细胞Ⅱ[1(Ⅱ)]3

67nm横纹纤维高羟赖氨酸、高糖类软骨、椎间盘、

脊索、眼玻璃体成软骨细胞成纤维细胞Ⅲ[1（Ⅲ）]3

67nm横纹纤维高羟脯氨酸、低羟赖氨酸、低糖类皮肤、血管、内部器官网状细胞Ⅳ[1(Ⅳ)]22(Ⅳ)网状不形成纤维束很高的羟赖氨酸、高糖类

基膜上皮细胞内皮细胞

胶原的类型前胶原分子原胶原分子胶原的合成切去信号肽、高尔基体羟基化、糖基化形成二硫键，以氢键连接形成三股螺旋的前胶原。前胶原合成后分泌进入细胞间隙中切去前肽，形成直径1.5nm、长300nm的原胶原分子前肽的功能：诱导装配，分泌前防止交联成胶原原纤维前胶原分子原胶原分子胶原的形成原胶原分子胶原原纤维胶原纤维束赖氨酸氧化酶作用下，赖氨酸残基横联共价结合Rubberman’sdisease先天性缺乏赖氨酰氧化酶，影响胶原纤维之间的交联胶原的发生与疾病胶原纤维形成异常：坏血病遗传性胶原病：胶原的表达或装配异常，如成骨发育不全综合症病理性纤维化：胶原表达过度，分配比例失调，如肝硬化免疫性胶原病：类风湿性关节炎、肾炎

构象呈无规则卷曲状态通过Lys残基相互交连成网状结构。弹性蛋白（elastin）两种不同类型短肽交替排列而成半衰期74年，生命初期合成750830个氨基酸组成的疏水纤维蛋白富含甘氨酸、脯氨酸，无Gly-X-Y重复序列不发生糖基化，很少羟化弹性蛋白的特点6岁90岁交联与衰老微原纤维（microfibrils）马方综合症海曼，195cm1955-1986武强，212cm1986-2009细胞外基质细胞外基质分类纤维网架凝胶样基质粘附成分氨基聚糖多糖和糖蛋白蛋白聚糖弹性蛋白结构蛋白胶原粘着糖蛋白层粘连蛋白纤粘连蛋白纤粘连蛋白(fibronectin,FN)高分子量糖蛋白，含糖4.5%~9.5%，亚单位约2500个氨基酸层粘连蛋白(laminin)层粘连蛋白纤粘连蛋白含糖量15-28%5-9.5%糖链结构复杂简单分布动物个体胚胎发育中出现最早的外基质成分，基膜血浆及各种体液中，动物界最为普遍存在的非胶原糖蛋白之一

RGD三肽序列Arg-Gly-Asp(精aa-甘aa-天冬aa)细胞识别的最小结构单位第二节基膜与整联蛋白整联蛋白integrin又称整合素，一类依赖于Ca2+和Mg2+的异亲性细胞黏附因子Arg-Gly-Asp选择素及整联蛋白介导白细胞迁移整联蛋白唾液酸化的路易斯寡糖细胞黏附分子血管（V-CAM）整联蛋白识别RGD序列介导细胞与外基质黏附

血小板整联蛋白与纤维蛋白原结合介导血小板的相互黏附基膜basementmembrane细胞外基质特化而成的一种柔软、坚韧的网膜结构，厚度约为40-120nm，以不同形式存在不同组织结构中。基膜的功能支撑作用决定细胞的极性调节通透性层粘连蛋白是基底膜的重要组成部分渗滤素内联蛋白第三节

细胞外基质与细胞的相互作用细胞是所有细胞基质产生的最终来源不同细胞外基质的差异性产生取决于其来源细胞的性质及功能状态细胞外基质成分的降解是在细胞的控制下进行的