细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质

细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质第1页细胞外基质（extracellularmatrix，ECM)是分布于细胞外空间由蛋白和多糖纤维交织形成网络胶体结构体系。

Scanningelectronmicrographofcellsembeddedinafibrousextracellularmatrix细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质第2页细胞外基质由细胞分泌产生,组成细胞生存、活动外部微环境。

含有支持、连接、储存水分、抗压保护等作用影响细胞迁移、通讯识别、增殖分化等生命活动。细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质第3页细胞外基质纤连蛋白fibronectin层粘连蛋白laminin氨基聚糖glycosaminoglycan蛋白聚糖proteoglycan胶原collagen弹性蛋白elastin细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质第4页欧洲,地理大发觉时代,长久在海上航行水手经常遭受坏血病折磨。奇怪是,只要船只靠岸,这种疾病很快就不治而愈了。

病人牙龈溃烂,两腮肿胀,气味难闻,牙齿松动,随时都可能脱落。双腿虚弱无力,皮肤瘙痒疼痛,满是瘀斑与出血点…细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质第5页远航海员因为无法吃到新鲜水果蔬菜,体内维生素C不能得到补充,时间长了就得了坏血病。

维生素C缺乏→坏血病?细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质第6页胶原collagen胶原是动物体内广泛分布且含量丰富纤维蛋白质家族。细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质第7页DiversityofCollagens细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质第8页胶原结构三条肽链（α链)→三股超螺旋结构（原胶原tropocollagen)→胶原原纤维（collagenfibril)细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质第9页胶原结构α链由重复Gly-X-Y序列组成（X=pro，Y=hyp)，呈左手螺旋，每圈含3个氨基酸残基。三股α螺旋相互盘绕成右手超螺旋，即原胶原。

细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质第10页胶原结构原胶原分子间经过侧向共价交联,相互呈阶梯式有序排列聚合成直径不一样、长度不等原纤维。

细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质第11页胶原合成α链最初在糙面内质网合成,肽链N端、C端各含有一段不含Gly-X-Y序列前肽,称为前α链。

细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质第12页胶原合成C端前肽借二硫键形成交联，使三条前α链"对齐”排列。从C端向N端自发聚合，形成三股螺旋结构。细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质第13页前肽个别保持非螺旋卷曲。带有前肽三股螺旋胶原分子称为前胶原（procollagen)。胶原合成细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质第14页HSP47帮助前胶原形成与转运HSP47是前胶原三螺旋结构正确形成确保,基因敲除鼠体内胶原蛋白分子结构异常,无法自行组装形成胶原纤维。

三螺旋结构正确形成后,HSP47保持与前胶原结合,运输到高尔基体中形成成熟分子。

细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质第15页胶原装配前胶原被分泌囊泡运到细胞外。前肽存在,确保了前胶原在运出细胞前不会先行组装成原纤维。细胞外特异性前胶原肽酶水解前肽结构,形成原胶原。

细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质第16页胶原装配原胶原两端保留有非螺旋端肽区,然后首尾相连而且侧向交联聚合形成胶原原纤维。胶原原纤维聚合成束,形成胶原纤维。

细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质第17页胶原合成障碍引发疾病成骨不全症--由基因突变引发Ⅰ型胶原合成量降低或结构异常而引发遗传性疾病,表现为骨质疏松,易骨折,骨骼畸形等。

细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质第18页Ehlers-Danlos综合症--由Ⅴ型胶原编码基因突变引发遗传性疾病,表现为皮肤关节可过分伸展,皮肤受伤后愈合差,关节易脱位。

胶原合成障碍引发疾病细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质第19页胶原蛋白在内质网和高尔基体中进行了羟基化和糖基化修饰,羟基化有效确保了三股超螺旋结构稳固

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胶原修饰氨基氧化→醛基在细胞外原胶原发生侧向交联。细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质第20页在原胶原两端非螺旋端肽区发生交联使胶原含有很好抗张强度。胶原修饰醛醇共价交联细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质第21页

维生素C→坏血病?前α链脯氨酸残基羟基化修饰由脯氨酰3/脯氨酰4羟化酶催化进行。维生素C是这两种酶所必需辅助因子。细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质第22页维生素C与胶原缺乏维生素C造成前α链羟化反应不能充分进行,无法形成正常原胶原,结果非羟化前α链在细胞内被降解。造成血管、肌腱、皮肤变脆,易出血。

细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质第23页胶原对皮肤、血管、骨骼、肌腱、韧带、软骨和牙齿等形成和功效都十分主要。胶原作用角膜中所含胶原纤维展现片层状排列。参加疤痕形成细胞与遗传医学系郭锋细胞外基质第24页弹性蛋白elastin

弹性蛋白是弹性纤维网络主要成份,也富含甘氨酸和脯氨酸,没有糖基化修饰。疏水短肽使其含有