范雪晖-第九章细胞骨架(一)

第九章细胞骨架授课教师：范雪晖副教授E-mail：fxhxxmc@126.com医学细胞生物学1目录第九章细胞骨架第一节微丝第二节微管第三节中间丝2

细胞骨架示意图

细胞骨架：是指广泛存在于真核细胞内的由蛋白质纤维组成的网架系统。3

细胞骨架分为三种类型：微丝(microfilament,MF)也叫肌动蛋白丝(纤维)φ5～7nm微管(microtubule,MT)φ24～26nm中间丝(intermediatefilament,IF)也叫中等(间)纤维φ8～10nm三种细胞骨架的对比4

一、微丝的结构与组装二、微丝结合蛋白三、微丝的主要功能

第一节微丝

5一、微丝的结构与组装

（一）微丝的概念

微丝又称肌动蛋白纤维，是由肌动蛋白（actin）组成的实心纤维状结构。在细胞中，微丝可成网状或束状分布。培养细胞中的细胞骨架（红色显示微丝，绿色显示微管）6

（二）微丝的结构

球状肌动蛋白(肌动蛋白单体G-actin)纤维状肌动蛋白(肌动蛋白聚合体F-actin)G-actin与F-actin模式图微丝的主要结构成分是肌动蛋白。7

（三）微丝的组装1.微丝组装的过程成核期：3-4个actin聚集成核。生长期：actin分子向核心两端加合。正极延长的速度比负极快5-10倍。平衡期：actin分子添加的速度等于脱落的速度，微丝长度恒定。

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微丝的组装G-actinF-actin+-9

actin的浓度处于临界浓度时，actin在(+)端添加，从(-)端分离，速度相等，表现出踏车现象。踏车模型10

2.微丝组装的影响因素

(1)G-actin的浓度和ATP的浓度。(2)离子的种类及浓度:Mg2+、Na+、K+、Ca2+(3)药物:细胞松弛素B—切断微丝，抑制组装。鬼笔环肽—稳定微丝、抑制解聚。11二、微丝结合蛋白

微丝结合蛋白的功能示意图微丝结合蛋白种类多，分布广，功能多。12

（一）与肌肉收缩有关的微丝结合蛋白

1.肌球蛋白（myosin）

MyosinII型由6条多肽链组成,包括2条重链和4条轻链,分子分为头部、颈部和尾部，头部有ATP酶活性，是与肌动蛋白结合的部位。

肌球蛋白与肌动蛋白结合示意图MyosinII

示意图

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MyosinII构成粗肌丝，为肌肉收缩提供动力。

肌原纤维示意图粗肌丝和细肌丝结合示意图

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2.原肌球蛋白（tropomyosin,Tm）

Tm的长度相当于7个肌动蛋白，呈长杆状，组成两条平行纤维，位于肌动蛋白双螺旋的沟中，主要作用是稳定肌动蛋白丝，调节肌动蛋白与肌球蛋白结合。原肌球蛋白示意图15

3.肌钙蛋白（troponin,Tn）

Tn含三个亚基：肌钙蛋白C

特异地与钙结合；肌钙蛋白T

与原肌球蛋白有高度亲和力；肌钙蛋白I

抑制肌球蛋白的ATP酶活性。

肌钙蛋白示意图16

肌动蛋白、肌球蛋白、原肌球蛋白、肌钙蛋白相互作用示意图17三、微丝的主要功能

（一）构成细胞的支架，维持细胞的形态

培养细胞中的微丝（红色荧光显示微丝）微绒毛中的微丝束18

（二）参与细胞运动

包括：阿米巴变形运动；细胞定向运动；吞噬；细胞器的运动；胞质环流等。细胞定向运动巨噬细胞的阿米巴运动19

（三）参与细胞分裂赤道板处的切割环20

（四）参与肌肉收缩

肌原纤维示意图Z线M线21

①肌球蛋白结合ATP，引起头部与肌动蛋白纤维分离。②ATP水解，引起头部与肌动蛋白弱结合。③Pi释放，头部与肌动蛋白强结合，头部向M线方向弯曲，引起细肌丝向M线移动；④ADP释放，ATP结合上去，头部与肌动蛋白纤维分离。如此循环。

肌肉收缩的滑动模型22

（五）参与受精作用

微丝在受精中的作用示意图23本节小结

一、微丝是由肌动蛋白（actin）组成的实心纤维状结构。二、微丝的组装包括成核期、生长期和平衡期（踏车模型）。三、微丝的结合蛋白及作用。四、微丝的功能：维持细胞的形态参与细胞运动参与细胞分裂参与肌肉收缩---肌肉收缩的滑动模型参与受精作用24思考题

1.简述微丝组装的过程。2.简述肌肉收缩的过程。3.简述微丝的功能。25参考文献及网站翟中和等主编.细胞生物学(第3版),高等教育出版社，2007韩贻仁主编.分子细胞生物学(第3版)