细胞生物学101-5-34.3 细胞识别与粘着1-6_2841.pptx

1、4. 细胞环境与互作: 第三节名词,1. 细胞识别(cell recognition),细胞识别是指细胞对同种或异种细胞、同源或异源细胞、以及对自己和异己分子的 认识。多细胞生物有机体中有三种识别系统:抗原-抗体的识别、酶与底物的识别、细胞 间的识别。第三类包括通过细胞表面受体与胞外信号分子的选择性相互作用,从而导 致一系列的生理生化反应的信号传递。无论是那一种识别系统,都有一个共同的基本,特性,就是具有选择性,或是说具有特异性。,细胞识别是细胞发育和分化过程中一个十分重要的环节，细胞通过识别和粘着形,成不同类型的组织,由于不同组织的功能是不同的,所以识别本身就意味着选择。,2. 神经细胞粘着

2、分子(neural cell adhesion molecule,N-CAM) N-CAM 是膜糖蛋白,至少以三种形式存在,但都是由同一基因编码。其中两种是,跨膜蛋白,第三种共价结合在细胞质膜的外表面。无论是何种存在方式,N-CAM 分子 都有一部分伸出到细胞外表面。三种 N-CAM 在细胞外的结构都一样,都含有与细胞,1,粘着相关的结合位点。,将分离纯化的 N-CAM 加入到人工磷脂脂质体中, 这种人工脂质体能够相互粘着,但是加入了相应的抗体就不会发生粘着, 不加 N-CAM 的人工脂质体也不会发生粘 着。由此可以推测:细胞粘着是由细胞质膜中的蛋白分子介导的,N-CAM 是介导细胞 粘着的分

3、子。,3. 钙粘着蛋白(cadherin),钙粘着蛋白(cadherin)是细胞质膜中的细胞粘着分子,但是这种分子介导的细胞,粘着受 Ca2+的调节。钙粘着分子家族中比较熟知的属于膜整合糖蛋白的成员有:E-钙 粘着蛋白(主要在表皮组织中)、N-钙粘着蛋白(存在神经组织中)、P-钙粘着蛋白(主要 存在于胎盘)。钙粘着蛋白的细胞外部分有 600 个氨基酸残基,组成四个重复的 Ca2+ 结合结构域,细胞质部分有 150 个氨基酸。,4. 凝集素(lectin),凝集素是动物细胞和植物细胞都能够合成和分泌的、能与糖结合的蛋白质,在细,2,胞识别和粘着反应中起重要作用,主要是促进细胞间的粘着。凝集素具有

4、一个以上同 糖结合的位点，因此能够参与细胞的识别和粘着,将不同的细胞联系起来。,5. 细胞粘着(cell adhesion),在细胞识别的基础上, 同类细胞发生聚集形成细胞团或组织的过程叫细胞粘着。,它对于胚胎发育及成体的正常结构和功能都有重要的作用。在发育过程中,由于细胞 间细胞粘着的强度不同,决定着细胞在内、中、外三胚层的分布。在器官形成过程中, 通 过细胞粘着,使具有相同表面特性的细胞聚集在一起形成器官。,6. 细胞粘着分子(cell adhesion molecule, CAM) 参与细胞粘着的分子称为细胞粘着分子。,自从 N-CAM 被发现之后,陆续发现了一些新的细胞粘着分子,如 N

5、g-CAM 是神,经胶质细胞粘着分子,L-CAM 是肝细胞的细胞粘着分子,I-CAM 是普遍存在的一种细 胞粘着分子,它的配体是 LFA-1;而 LEC-CAM 是白细胞及其它循环细胞中发现的细胞 粘着分子。上述细胞粘着分子都是糖蛋白,在细胞外结构域都有与肽共价结合的糖基。,3,根据细胞粘着分子的作用方式可分为三个家族 : 免疫球蛋白超家族 ,如 V- CAM、Ng-CAM、I-CAM 和 L1 等; 钙粘着蛋白家族，如 E-钙粘着蛋白、P-钙粘着蛋 白、N-钙粘着蛋白；选择素家族,如 L-选择素、LEU-CAM1 等。后两种家族的细胞粘 着分子是钙依赖性的,而免疫球蛋白超家族则是非钙依赖性的

6、。钙粘着蛋白家族是主,要的一类粘着蛋白，分布极为广泛(表 4M-1)。 表 4M-1 哺乳动物中主要的钙粘着蛋白分子,粘着分子,主要的细胞分布,E-钙粘着蛋白,植入前胚胎,表皮细胞(特别是在完全桥粒处),(桑椹粘着蛋白) P-钙粘着蛋白 N-钙粘着蛋白 R-钙粘着蛋白 M-钙粘着蛋白,滋养层,心脏,肺和肠,神经系统,肺,中胚层,神经外胚层 视网膜神经和神经胶质细胞,成肌细胞(肌细胞前体),和成熟的骨骼肌细胞,7. 选择蛋白(selectins),选择蛋白是膜整合糖蛋白的一个家族，它能够识别从另外一个细胞表面伸展出,来的特异的糖基团，并与之特异性结合，因此它也是细胞表面受体。选择蛋白有一,个小的

7、细胞质结构域，一个单次跨膜的结构域，一个大的细胞外片段，在这个片段,4,上可分为几个结构域，包括最外端的具有凝集素作用的结构域。,已知有三种类型的选择蛋白E-选择蛋白，它在内皮细胞表达；P-选择蛋白，在,血小板和内皮细胞表达；L-选择蛋白，在各种类型的白细胞中表达。这三种选择蛋白 都是识别小的出现在某些糖蛋白或糖脂的四糖基团，选择蛋白同糖配体的结合是 Ca2+依赖性的。选择蛋白主要介导循环中的白细胞在有炎症和血块的血管壁部位暂 时性相互作用。与选择蛋白起作用的靶细胞上的蛋白通常称为粘蛋白(mucin)。,8. 免疫球蛋白超家族,抗体是一类称之为免疫球蛋白(或 Ig)的蛋白质分子,是由一些相似的

8、小结构域组,成的多肽分子。在 Ig 的每个结构域中，都是由 70110 个氨基酸组成的紧密折叠的 结构。后来在很多不同种类的蛋白质中也都发现有类 Ig 结构域的存在，这些结构同 Ig 抗体一起构成了免疫球蛋白超家族(immunoglobulins superfamily,IgSF)。IgSF 的大多数成员是整合膜蛋白，存在于淋巴细胞的表面，参与各种免疫活动。它们中 的某些整合蛋白参与非钙依赖性的细胞之间的粘着。事实上，在缺少免疫系统的无 脊椎动物细胞粘着分子中发现类 Ig 结构域，说明类 Ig 蛋白在原始进化过程中作为,5,细胞粘着中介物，只是后来才在脊椎动物的免疫系统中增加了一项免疫功能。

9、大多数 IgSF 细胞粘着分子介导淋巴细胞与需要进行免疫反应的细胞(如巨嗜细,胞及别的淋巴细胞)间的粘着反应；然而，某些 IgSF 成员，如 VCAM(vascular cell-adhesion molecule)、NCAM(neural cell-adhesion molecule)和 L1,在神经 系统发育过程中,对于神经突起、突触形成等都有重要作用。象纤粘连蛋白以及其他一,些参与细胞粘着的蛋白一样,IgSF 细胞粘着分子含有几个相同的结构域。,IgSF 粘着蛋白分子既能介导同嗜性的细胞粘着,又能介导异嗜性的细胞粘着, 但,多数是介导同嗜性的细胞粘着。如果介导同嗜性的细胞粘着,是非 Ca2+依赖性的,如 果介导异嗜性的细胞粘着,则是 Ca2+依赖性的。一个细胞上的 IgSF 蛋白能够同另一 细胞上相同或