细胞骨架与细胞的运动

1、.,细胞骨架 与细胞的运动,.,.,第一节 微管 第二节 微丝 第三节 中间纤维 第四节 细胞的运动 第五节 细胞骨架与疾病,.,第一节 微 管,一、微管蛋白与微管的结构 组成分子：、-微管蛋白异二聚体 微管蛋白 存在形式： 单 管：由13根原纤维组成 二联管：A管13根原纤维、B管10根原纤维 分布于纤毛杆部、鞭毛杆部 三联管：A管13根原纤维、B管和C管10根 分布于中心粒、纤毛和鞭毛基体,.,、-异二聚体,3根原纤维,1根原纤维,.,微管结构,.,.,纤毛 杆部 二联管 基部 三联管,.,三联管,.,二、微管结合蛋白,结 构 碱性微管结合域 酸性突出区域 种 类 MAP-1、MAP-2、

2、tau MAP-4,.,三、微管的装配与动力学,微管装配过程分3个时期： 成核期：核心形成，、微管蛋白聚 合成短的寡聚体，形成13根原纤 维，合拢成一段微管。 聚合期：微管延长，新的二聚体增加到微 管正端，微管延长。 稳定期：微管长度稳定，游离微管蛋白浓 度达到临界浓度，组装与去组装 速度相等。,.,（一）微管装配的起始点是微管组织中心,微管组织中心： 位点：中心体、纤毛的基体 作用：协助微管装配过程的成核 微管蛋白环形复合体： 形态：含有1013个微管蛋白的环形 结构，与微管直径相同 作用：刺激微管核心形成,.,微管蛋白在中心体上的聚合,.,（二）微管的体外装配,条件：微管蛋白的浓度、GTP

3、的存在 GTP帽：GTP-微管蛋白亚基 存在位点：微管两端 功 能：防止微管解聚 作用过程：微管生长速度快时，为GTP帽 微管生长速度慢时，为GDP帽 正端： 具有GTP帽，添加速度大于GTP水解 负端： 具有GDP帽，添加速度小于GTP水解,.,微管组装踏车运动,.,（三）微管的体内装配,核心：微管蛋白 微管蛋白帽：稳定在负端,.,（四）很多因素影响微管组装和解聚,促进组装：紫杉醇 抑制组装：秋水仙素、秋水仙胺、长 春花碱、长春新碱,.,四、微管的功能,（一）微管构成细胞内的网状支架，支持和维持细胞的形态 （二）微管参与中心粒、纤毛和鞭毛的形成 （三）微管参与细胞内物质运输 （四）微管维持细

4、胞内细胞器的定位和分布 （五）微管参与染色体的运动，调节细胞分裂 （六）微管参与细胞内信号传导,.,以细胞核（黄）为中心呈辐射排列的微管（红）,（一）微管构成细胞内的网状支架，支持和 维持细胞的形态,.,.,（二）微管参与中心粒、纤毛和鞭毛的形成,中心体结构模型,.,鞭毛轴丝结构,.,纤毛运动,.,（三）微管参与细胞内物质运输,.,动 力 蛋 白Dynein + -,.,驱 动 蛋 白Kinesin - +,.,.,.,（四）微管维持细胞内细胞器的定 位和分布 （五）微管参与染色体的运动，调 节细胞分裂 （六）微管参与细胞内信号传导,.,第二节 微 丝,一、肌动蛋白与微丝的结构 肌动蛋白 单体

5、：G-肌动蛋白，哑铃形 亚基：阳离子、ATP结合位点 肌球蛋白结合位点 特性：极性，正端、负端,.,微丝： 构成：G-肌动蛋白单体形成双股螺旋 链多聚体 直径：58nm 极性： 正端生长快 负端生长慢,.,二、微丝结合蛋白及其功能,非肌细胞 单体隔离蛋白、交联蛋白、末端阻断蛋白、纤维切割蛋白、肌动蛋白纤维解聚蛋白、膜结合蛋白 肌细胞 肌球蛋白、原肌球蛋白、肌钙蛋白,.,发光的肌动蛋白微丝,.,.,.,培养的上皮细胞中的应力纤维 微丝（红）；微管（绿）,.,三、微丝的装配机制,（一）微丝的组装过程分为成核、聚合和稳定三个阶段 成核期：形成稳定的三聚体，核心形成 聚合期：G-肌动蛋白在核心两端聚合

6、 稳定期：组装速度与去组装速度相等,.,微丝的装配机制,.,（二）微丝的组装可用踏车模型和 非稳态动力学模型来解释,踏车模型 正端：G-肌动蛋白单体增加而延长 负端：单体解离而缩短 总长度：肌动蛋白丝的净长度不变,.,肌动蛋白的踏车行为,.,非稳态动力模型 ATP：是调节微丝组装的主要因素 ATP-肌动蛋白：对纤维状肌动蛋白末 端亲和力高，使微丝延长。 ADP-肌动蛋白：对纤维状肌动蛋白末 端亲和力低，使微丝缩短。,.,.,（三）影响微丝组装和去组装的因素,促进组装：Mg2+、高浓度的Na+、K+ 促进解聚：ATP、Ca2+、低浓度的Na+ 、 K+,.,四、微丝的功能,（一）构成细胞的支架，

7、维持细胞的形态 （二）参与细胞运动 （三）参与细胞分裂 （四）参与肌肉收缩 （五）参与细胞内物质运输 （六）参与细胞内信号传递,.,（一）构成细胞的支架，维持细胞的形态,.,维持细胞形态,.,（二）参与细胞运动,中性粒细胞 巨噬细胞1 巨噬细胞2,.,（三）参与细胞分裂,.,.,（四）参与肌肉收缩,肌肉收缩的基本单位：肌节 肌节的主要成分：肌原纤维 肌原纤维的组成：粗肌丝、细肌丝 粗肌丝的组成：肌球蛋白 细肌丝的组成：肌动蛋白、原肌球蛋白、肌钙蛋白,.,肌节模式图,.,肌球蛋白结构模式图（上）粗肌丝（下）,.,细肌丝的组成,.,肌肉收缩图解,.,肌肉收缩,.,第三节 中间纤维,一、中间纤维的结

8、构和类型 （一）中间纤维是丝状蛋白多聚体 直径：10nm 单体：蛋白质纤维分子，长丝状 结构： 中间区：一个螺旋（高度保守） 两 侧：球形的N端和C端（高度可变）,.,中间纤维结构模式图,.,（二）中间纤维蛋白的类型和分布较为 复杂,型：酸性角蛋白 型：中性/碱性角蛋白 型：波形蛋白、结蛋白、外周蛋白等 型：神经丝蛋白 型：核纤层蛋白 型：巢蛋白,.,二、中间纤维的装配和调节,单体：氨基头部、羧基尾部、中间杆状区域 超螺旋二聚体：2个单体螺旋杆之间形成卷曲 四聚体：2个超螺旋二聚体反向平行相连 是中间纤维组装的基础亚单位 多个四聚体排列组装在一起 8个四聚体装配成中间纤维 特性：无极性,.,中间纤维的组装,.,三、中间纤维的功能,（一）在细胞内形成一个完整的网状骨架系统 （二）为细胞提供机械强度支持 （三）参与细胞连接 （四）参与细胞内信息传递及物质运输 （五）维持细胞核膜稳定 （六）参与细胞分化,.,第四节 细胞的运动,一、微管与细胞运动 二、微丝与细胞运动 三、细胞运动