第7章 细胞骨架与细胞的运动.ppt

1、,第7章 细胞骨架,Company Logo,细胞骨架（Cytoskeleton）,存在于真核细胞中的蛋白质纤维网架结构 维持细胞的形态及各种细胞器的空间分布 参与各种细胞生命活动 细胞运动 信息传递和基因表达 物质运输和能量转换 细胞分裂和细胞分化,细胞骨架分类,Company Logo,微管（Microtubule）,微管蛋白和微管结合蛋白组装成的中空长管状细胞器 主要存在于细胞质中，控制膜性细胞器定位和物质运输 保持细胞形态；参与细胞运动和细胞分裂 具有微管组织中心，是微管装配的起始点,ARRANGEMENTS OF MICROTUBULES CELLS. A&B, Fluorescen

2、ce micrographs of microtubules stained with antibodies to tubulin. A, Vertebrate tissue culture cells. Green microtubules radiate from the red centrosome near the blue nucleus of an interphase cell (upper panel). A HeLa cell in mitosis with green microtubules radiating from the two poles toward the

3、blue chromosomes and red centromeres (stained with anticentromere antibody) (lower panel). B, Columnar epithelial cells in tissue culture. Three-dimensional reconstructions show microtubules oriented along the long axis of the cell.,Downloaded from: StudentConsult (on 31 October 2012 10:20 PM), 2005

4、 Elsevier,微管蛋白（Tubulin）,微管蛋白种类：、三种微管蛋白 微管类型：单管，二联管和三联管,微管结合蛋白（Microtubule-associated protein）,结合在微管表面的辅助蛋白：MAP-1、MAP-2、 TAU 和 MAP-4 功能区域 碱性微管结合区 酸性横桥连接区 微管结合蛋白功能 调节微管装配 维持微管稳定 参与沿微管的物质、信息传递,微管的装配 （1）,组装与去组装的动态平衡 踏车模型与非稳态动力学模型 三个时期：成核、聚合、稳定,微管的装配 （2）,高于微管蛋白临界浓度（1mg/ml） pH值为中性（最适pH为6.9） 含Mg2+，无Ca2+ 温度

5、：37聚合，0 解聚 能量：GTP的供应,体外微管装配条件,体内微管装配动态,中心体是动物细胞最主要的微管组织中心,微管组织中心（MTOC）,微管特异性药物,微管组装抑制药物 秋水仙碱和秋水仙胺 （结合游离单体） 长春花碱 （结合游离二聚体） 诺考达唑 （结合游离单体） 微管稳定药物 紫杉醇 （结合微管）,高效抗卵巢癌药物,微管的功能,维持细胞形态 （血小板环形微管） 细胞内物质的运输 马达蛋白：动力蛋白（dynein）和驱动蛋白（kinesin） 单向运输：动力蛋白往负极；驱动蛋白往正极 细胞器的分布和定位 纺锤体与染色体运动 纤毛与鞭毛运动,Company Logo,微丝（Microfil

6、ament）,肌动蛋白纤维组成的细丝 保持细胞形态；参与细胞运动和细胞分裂,肌动蛋白（Actin）,单体（G-actin）和多聚体（F-actin）,微丝结合蛋白（Microfilament-associated protein）,单体隔离蛋白：抑制单体聚合 末端阻断蛋白：抑制微丝生长 交联蛋白：改变微丝三维结构 纤维切割蛋白：微丝一分为二 解聚蛋白：微丝快速解聚 膜结合蛋白：微丝与细胞膜的连接,组装的三个阶段 成核期: 3-4个G-actin聚合形成核心 生长期：G-actin在核心两端快速聚合 平衡期：: 组装与去组装达到平衡,微丝的组装 （1）,微丝的组装 （2）,微丝特异性药物,细胞松

7、弛素(cytochalasins)：可以切断微丝,并结合在微丝正极阻抑肌动蛋白聚合,因而导致微丝解聚。 鬼笔环肽(philloidin)：与微丝侧面结合,防止解聚。 影响微丝装配动态性的药物对细胞都有毒害，说明微丝功能的发挥依赖于微丝与肌动蛋白单体库间的动态平衡。这种动态平衡受actin单体浓度和微丝结合蛋白的影响。,微丝的功能 （1）,维持细胞形态,微丝的功能 （2）,细胞运动,微丝的功能 （3）,胞质分裂,微丝的功能 （4）,物质运输,Myosin: The actin motor protein,微丝的功能 （5）,肌肉收缩,滑动丝模型,Company Logo,中间纤维（Interme

8、diate Filament）,真核细胞内大量存在的直径为10nm的纤维 最复杂、最稳定的细胞骨架,Company Logo,中间纤维蛋白,Company Logo,中间纤维结合蛋白（IFAP）,一类在结构和功能上与IF密切相关的蛋白。 特异性结合中间纤维蛋白类型 特定细胞表达 细胞可存在多种IFAP与不同IF结合 某些IFAP与细胞功能和发育状态有关,中间纤维的装配,中间纤维装配过程 形成二聚体 组装四聚体 原纤维形成 组装中间纤维 IF装配与MF,MT装配不同点： IF装配的单体是纤维状蛋白(MF,MT的单体呈球形)； 反向平行的四聚体导致IF不具有极性； IF在体外装配时不需要核苷酸或结合蛋白的辅助， 在体内装配后，细胞中几乎不存在IF单体(但IF的存在形式也可以受到细胞调节，如核纤层的装配与解聚)。,增强细胞抗机械压力的能力 角蛋白纤维参与桥粒的形成和维持 结蛋白纤维是肌肉Z盘的重要结构组分，对于维持肌肉细胞的收缩装置起重要作用 神经元纤维在神经细胞轴突运输中起作用 参与传递细胞内机械的或分子的信息 中间纤维与mRNA的运输有关,中间纤维的功能,细胞骨架与疾病,微管、微丝数量减少是肿瘤细胞重要特征 中间纤