微管微丝的课件资料

微管微丝的课件资料第1页/共58页细胞骨架：是由位于细胞质、细胞核的蛋白质纤维组成的网架系统。细胞骨架微管微丝中等纤维线粒体核糖体内质网在形态结构上具有弥散性、整体性和变动性等特点。第2页/共58页光镜下显示细胞骨架：红色荧光显微丝;黄色显示微管（兰色显示细胞核）细胞骨架为真核胞所特有，其功能主要表现为：决定细胞的形状，赋予其强度、支撑作用，并在细胞运动、膜泡运输、细胞分裂、信号转导中起重要作用。第3页/共58页第一节微管一、微管的形态结构与化学组成微管的形态结构：中空的圆筒状结构。横断面上看：它是由13根原纤维纵向围绕而成。第4页/共58页1.微管蛋白（一）微管的化学组成微管蛋白微管蛋白(55KD450aa)微管蛋白(55KD550aa)异二聚体2个鸟嘌呤核苷酸（GTP)结合位点。可与秋水仙素、长春花碱结合。微管蛋白微管蛋白异二聚体聚合首位相连原纤维微管（13）第5页/共58页电镜下的微管第6页/共58页

MAP分子至少包含一个结合微管的结构域和一个向外突出的结构域。突出部位伸到微管外与其它细胞组分（如微管束、中间纤维、质膜）结合。2.微管结合蛋白

微管相关蛋白MAPs和微管聚合蛋白第7页/共58页①促进微管组装。②促进微管聚集成束。③增加微管稳定性。MAPs的主要功能第8页/共58页微管聚合蛋白（Tau蛋白）

增加微管装配的起始点和提高起始装配速度。阿尔茨海默病AD，老年痴呆症，以不可逆进行性记忆和认知功能丧失为主要临床症状。病因：Tau蛋白的异常，失去和微管蛋白的结合活性，导致正常的微管蛋白解聚，从而使正常的轴突转运受损。第9页/共58页3.与微管结合的有关分子GTP、Mg2+、长春花碱、秋水仙素第10页/共58页

二、微管种类单管：13条原纤维组成，细胞质中大部分微管为单管

二联管：两根微管组成，分为A管、B管，A管B管共用三根原纤维，主要构成鞭毛、纤毛。三联管：由A、B、C三根微管组成，A与B、B与C各共用三根纤维，共含33根原纤维，主要构成中心粒。12345678910111213单管

AB二联管

ABC三联管第11页/共58页三、微管的组装和极性1.微管的体外组装⑴a、B微管蛋白形成二聚体。⑵若干二聚体排列成纤维状结构，称原纤维。⑶13条原纤维聚合装配成微管。第12页/共58页

+-

踏车

第13页/共58页影响微管聚合的因素⑴微管蛋白的浓度；⑵Mg2+和Ca2+浓度；⑶温度；⑷药物：秋水仙素，长春花碱；⑸环核苷酸和RNA。第14页/共58页微管的体内组装除遵循体外装配的规律外，还受严格的时间和空间的控制。时间控制：细胞生命活动的特殊时刻。（纺锤丝微管的聚合与解聚发生在细胞分裂期）。可受特殊因素的影响：某些特殊蛋白质、Ca2+浓度等。2.微管的体内组装第15页/共58页空间控制1.微管装配的特殊始发区域的影响（微管组织中心：着丝点、中心体、基体等）。2.微管的定向、延长和排列及与细胞其它成分的连接等。第16页/共58页四、微管的功能1、参与细胞的支持：构成细胞的网状支架维持细胞形态，固定和支持细胞器位置。2、参与细胞的收缩与微足运动（吞噬）。3、纤毛和鞭毛等细胞运动器官的基本结构成分。4、参与细胞器的位移：如染色体。5、参与细胞内物质运输(高尔基体分泌泡运输)。6、参与信息传递。第17页/共58页

参与细胞内物质运输第18页/共58页五、微管组成的细胞结构1.中心粒2.纤毛和鞭毛第19页/共58页

（一）中心粒的结构和组成中心体中心球中心粒电镜：圆柱状小体（中心粒）

双心体光镜：中心体:球状小颗粒。原生质细胞核

中心粒的结构:第20页/共58页中心粒小轮（9X3+0）第21页/共58页（二）中心粒的功能1.组织形成鞭毛和纤毛并参与细胞的有丝分裂——与微管蛋白的合成、微管的聚合有关。2.其上存在ATP酶与细胞能量代谢有关——为细胞运动和染色体移动提供能量。第22页/共58页鞭毛与纤毛

（一）鞭毛和纤毛的形态与结构

鞭毛与纤毛是伸出细胞表面并能运动的特化结构。

鞭毛与纤毛在来源和结构上基本相同，少而长的叫鞭毛；多而短的叫纤毛。第23页/共58页纤毛本体纤毛的整体结构基体纤毛小根由细胞表面向外伸出的细柱状突起。纤毛基部质膜下的圆筒状结构。基体发出的微细原纤维，尖端集中形成一圆锥形束，止于细胞核的一侧。第24页/共58页纤毛本体基体（9X3+0）纤毛小根第25页/共58页第26页/共58页

一、微丝的形态与组分形态：是一类由蛋白纤维组成的实心纤维细丝。直径5-7nm，长短不一。在细胞中，微丝可成束、成网或纤维状分散分布。在具有运动功能的细胞中比较发达。第二节微丝化学成分肌动蛋白肌动蛋白结合蛋白第27页/共58页肌动蛋白

单个分子呈球形——G--肌动蛋白；相同G--肌动蛋白聚合成纤维状——称F-肌动蛋白；单个肌动蛋白具有极性，装配成的纤维组成具有极性的微丝；微丝：ATP、Ca2+及低浓度Na+、K+→解聚成球状肌动蛋白；

Mg2+以及高浓度K+和Na+的诱导下，球形肌动蛋白装配成纤维状肌动蛋白。第28页/共58页光镜下绿色显示肌动蛋白第29页/共58页双股肌动蛋白螺旋第30页/共58页原肌球蛋白：调节肌动蛋白与肌球蛋白头部的结合。肌球蛋白：特殊的ATP酶。肌钙蛋白：由三个亚基组成。其他：（如钙调蛋白等）。肌动蛋白结合蛋白第31页/共58页微丝结合蛋白动物细胞中主要的肌动蛋白结合蛋白类型功能调节蛋白1.原肌球蛋白与肌动蛋白相连，调节肌动蛋白与肌球蛋白的结合。2.钙调蛋白与Ca2+结合，活化肌球蛋白轻链激酶连接蛋白1.-辅肌动蛋白参与微丝与质膜的结合2.纽带蛋白肌动蛋白纤维端点与细胞膜之间结合的中介交联蛋白1.毛缘蛋白使纤维状多聚体肌动蛋白平行连接成束2.细丝蛋白与F-actin结合，使之形成三维网状结构3.血影蛋白与锚蛋白结合，并与肌动蛋白交联4.锚定蛋白血影蛋白与膜上的带III蛋白相连的中介间隔蛋白抑制蛋白结合于G-actin单体，可逆性抑制微丝聚合切断和封端蛋白1.凝溶胶蛋白和绒毛蛋白低Ca2+促进微丝装配成核心，高Ca2+将微丝切成片段2.封端蛋白结合于微丝（+）端，阻止G-actin加上或脱落第32页/共58页二、微丝的组装G-actinF-actin+-

踏车影响微丝聚合与解聚的特异性药物与离子：细胞松弛素：特异性的破坏微丝组装。鬼笔环肽：稳定微丝、促进微丝聚合。Mg2+和高浓度的Na+、K+离子溶液中微丝趋向聚合第33页/共58页第34页/共58页Treadmilling+-第35页/共58页三、微丝的类型

张力微丝（、）：存在于一般细胞中，常位于膜内侧，如桥粒中的微丝，有韧性，支持膜，有支架作用。肌丝（）：存在于肌细胞中，有收缩作用。神经丝（、）：存在于树突及突触中，与乙酰胆碱（Ach）运输有关。第36页/共58页四、微丝的功能1.细胞骨架之一，维持细胞形态。2.构成细胞间的连接装置。3.参与细胞质运动，如肌肉分裂、变形运动、胞质分裂等。第37页/共58页第三节中间丝

直径介与微管与微丝之间，故得名中间丝（中间纤维IF）8——10nm。

IF结构稳定：既不受秋水仙素也不受细胞松弛B素影响，并且也没有极性。第38页/共58页一、中间丝的类型中间丝蛋白的类型和分布顺序类型名称分子量(kD)多肽数组织分布

I酸性角蛋白40-5715上皮细胞

II碱性角蛋白53-6715上皮细胞

III结蛋白531肌细胞胶质纤维酸性蛋白501胶质细胞和星形细胞波形蛋白571间充质细胞外周蛋白571神经元IV神经纤维蛋白62-1103成熟的外周和中枢神经元Internexin661发育中的中枢神经系统V核纤层蛋白A.B.C60-703真核细胞VInestin2401中枢神经系统干细胞第39页/共58页

不同中间丝严格地分布在不同类型细胞中。它可以作为细胞类型区分的特征性标志之一。绝大多肿瘤细胞，通常继续表达其来源细胞的特征性中间丝类型，即使在转移后，仍表达其源发肿瘤细胞的中间丝类型。据此可将其作为肿瘤诊断和分类鉴别的工具。利用中间纤维的免疫专一性，准确鉴别来源于不同组织的肿瘤。第40页/共58页A：骼蛋白（结蛋白）抗体与肌细胞的中间纤维结合，诊断来源于横纹肌和平滑肌的癌症B：角蛋白抗体只能与上皮细胞内中间纤维结合，诊断角化和非角化上皮癌C：神经纤维蛋白抗体仅与神经元的中间纤维结合，诊断神经母细胞瘤、神经节母细胞瘤第41页/共58页二、中等纤维的分子结构中等纤维的基本组成单位——中等纤维单体中等纤维单体共同结构域-螺旋杆状区非螺旋区：310个氨基酸残基(I-IV型和VI型IF)或356个氨基酸残基(V型IF)组成。头部（N-端）尾部（C-端）杆状区头部（N-端）尾部（C-端）第42页/共58页

三、中等纤维装配的特点1.四聚体及八聚体（原纤维）的组装是反向平行排列，两端对称，故中等纤维无极性2.中等纤维遵循半分子长度交错的原则进行组装第43页/共58页3.中等纤维的体外组装既不需要其它蛋白质参与，也不需要核苷酸的或结合蛋白的辅助。

4.中等纤维在体内组装时，中等纤维蛋白绝大部分已装配成中等纤维，几乎不存在相应的可溶性蛋白，而微管或微丝组装时只有30%的蛋白分子处于组装状态。第44页/共58页1.中间纤维的支持作用。对细胞核起固定作用，使核在细胞内占据一定的空间。

2.参与细胞内物质运输。

3.参与细胞器的定位。纺锤体与染色体空间定向；子细胞中细胞器的定位。

四、中等纤维的功能第45页/共58页4.参与信息传递可能是一种信息分子，与DNA的转录和复制有关。

5.参与质膜和肌动蛋白的特殊作用肌细胞中骼蛋白中间纤维是与T型管相连。第46页/共58页第四节细胞的运动及其机制

细胞运动的形式：细胞的位置，移动鞭毛、纤毛的摆动，阿米巴运动。细胞形态的改变。细胞内结构的运动，如膜泡运输、轴突运输、染色体分离等。第47页/共58页1.肌球蛋白（myosin）第48页/共58页

属于马达蛋白，趋向微丝的（+）极。已知15类（myosinI-XV）。

MyosinII构成粗肌丝，由1条重链和数条轻链组成，由头部、颈部和尾部组成，头部有ATP酶活性。

MyosinII型为肌肉收缩和胞质分裂提供动力，I、V型结合在膜上与膜泡运输有关。第49页/共58页第50页/共58页

3.原肌球蛋白（tropomyosin.Tm）每个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，主要作用是加强和稳定肌动蛋白丝，抑制肌动蛋白与肌球蛋白结合。第51页/共58页3.肌钙蛋白（troponin,Tn）含三个亚基，肌钙蛋白