第12章 细胞骨架与细胞运动08-4-16

1、第十二章细胞骨架与细胞运动Chapter 12Cytoskeleton andCell Movement第十二章 细胞骨架与细胞运动1928年，Koltzoff：“在原生质中存在着一种 具有一定结构的纤维状成分，每一个细胞就是一个 由液体成分和硬性骨架组成的体系。细胞依靠这些骨架纤维保持着一定的外形。”锇酸和高锰酸钾, 0戊二醛(glutaraldehyde)一个培养细胞的细胞骨架遍布于整个细胞内的各种蛋白质性的丝状结构第十二章 细胞骨架与细胞运动广义上，细胞骨架各级成分可概括如下:纤维蛋白细胞外基质多糖细胞骨架细胞膜骨架细胞质骨架血影蛋白、肌动蛋白原肌球蛋白、锚蛋白微管纤丝核基质（狭义上）细

2、胞核骨架核纤层-核孔复合体体系染色体骨架第十二章 细胞骨架与细胞运动在成纤维细胞中微管的免疫荧光图象用微管蛋白抗体染色可显示出微管由核向外呈辐射状分布, 在培养的成纤维细胞中构成了复杂的网络第十二章 细胞骨架与细胞运动 第一节微 管 第二节 微管组成的细胞器 第三节纤 丝第十二章 细胞骨架与细胞运动第一节 微 管 一、微管的结构和化学组成 二、微管结合蛋白三、微管的特性 四、微管的特异性药物 五、微管的功能第一节微 管一、微管的结构和化学组成养细胞中微管的免疫荧光图象微管的电镜培照片第一节微 管化学组成:微管蛋白(tubulin)8095%微管蛋白a, b, , , , 和 微管蛋白ab异二聚

3、体ababababab原丝(protofilament)13根原丝排列成微管第一节微 管(a) (b)(c)微管的电镜图象与模式图解(d)MT Dynamics(a) 为纵行微管的电镜图象;(b)为微管横切面的电镜图象; (c)为 (a)的模式图解;(d)为(b)的模式图解。a-和b-微管蛋白：a-微管蛋白：50kDa；同一基因祖先第一节微 管在进化中极保守1N-端142 148Gly群Pi或GTP结合部位Cys 201a-微管蛋白秋水仙素结合部位450C-端肌钙蛋白T顺序b-微管蛋白：1142 14842%序列同源性445b-微管蛋白N-端Gly群Pi或GTP结合部位C-端肌钙蛋白T顺序第一

4、节微 管ab微管蛋白异二聚体鸟嘌呤核苷酸的2个结合位点二价阳离子的结合位点长春花碱的结合位点微管在-微管蛋白环状复合体上的成核模型红色轮廓显示结合在2个-微管蛋白分子上的一对蛋白质， 可作为一个单独的亚复合物 从大环上分离出来第一节微 管-微管蛋白是近年来发现的一种微管蛋白，存在于所有真核细胞中，虽然在微管蛋白总含量中仅占不足1%，但却是微管执行功能所必不可少的。-微管蛋白的分子量为50kD，由455个氨基酸 组成，与-微管蛋白和-微管蛋白的同源性为30%。 -微管蛋白存在于微管组织中心，对微管的形成和微管极性的确定具有重要作用。第十二章 细胞骨架与细胞运动第一节 微 管 一、微管的结构和化学

5、组成 二、微管结合蛋白三、微管的特性 四、微管的特异性药物 五、微管的功能第一节微 管二、微管结合蛋白(microtubule-associated protein, MAP)微管结合蛋白MAPMAP1 (3种，200300kDa) MAP2 (3种，200300kDa) MAP4 (190kDa)tau蛋白(5种, 5562kDa)动力蛋白(dynein)(纤毛/鞭毛)微管结合区：促进装配区第一节微 管突出区微管结合蛋白的电镜图象及模式图解微管结合蛋白至少具有1个与微管表面结合的结合区和1个突出区。突出区的长度可界定微管在成束时彼此间的间距大小： MAP2的过表达使微管成束时保持较宽的间距，

6、而Tau的过表达则使微管在成束时彼此间非常紧密。第一节微 管 MAP蛋白的功能:(1) 调节微管装配：MAP1和tau蛋白的作用是控制微管的延长(2) 稳定微管：横连相邻微管一定方式排列稳定已装配好的微管结构(3) 调节微管蛋白同其它蛋白间的相互作用：调节微管同其它微管、肌动蛋白、细胞器或膜结构的相互作用(4) 为纤毛与鞭毛的运动提供动力：构成纤毛和鞭毛中的动力蛋白臂(dynein arms)，是细胞内的马达蛋白(motor protein)第十二章 细胞骨架与细胞运动第一节 微 管 一、微管的结构和化学组成 二、微管结合蛋白三、微管的特性 四、微管的特异性药物 五、微管的功能第一节微 管三、

7、微管的特性1. 自我装配：微管蛋白的浓度自我pH值装配影响温度因素能量：GTP + Mg2+游离Ca2+的浓度 Ca2+ 微管解聚Ca2+ 促进微管装配第一节微 管微管的体外装配过程图解(a) 由微管蛋白异二聚体开始组装成原丝; (b) 多股原丝并列成片; (c) 原丝达到13根后则进一步卷曲成管状微管, 以此短管为基础便可在正端逐渐添加异二聚体, 使微管不断延长。微管的踏车运动式装配图解第一节微 管在一定条件下，微管一端因发生装配而不断延长，而 另一端因发生解聚而不断缩短踏车运动(tread milling)第一节微 管2. 微管组织中心 (microtubule organizing ce

8、nter, MTOC)12微管装配动态的微管的装配首先从20mm开始，然后向四周细胞内中心体与微管的位置关系3免疫荧光照片中心粒(MTOC) 延伸第一节微 管所有的动物细胞中,中心体(centrosome)是TOC，但并非所有的MTOC都有中心体 !小鼠细胞高等植物细胞在主要的M究结果表明：中心粒周围的一些蛋之相当的物质最新的研或与白质性的成分-微管蛋白主要分布在中心体部位3. 极性：第一节微 管微管的结构和装配均具有极性在微管的装配和拆卸过程中, 两端均要添加和拆除异二聚体，但+端的装卸速度大于-端纺锤体极分裂细胞第一节微 管间期细胞纤毛细胞纤毛/鞭毛基体神经细胞中心体轴突中心体由微管构成的

9、细胞器的极性图解4. 动态不稳定性：第一节微 管在微管的装配中，微管蛋白的浓度和GTP的存在 两个条件最为重要。GTP帽GDP第一节微 管微管总是处于动态不稳定状态中，影响着细胞位移 和细胞极性的形成。微管装配中动态不稳定性的电镜图和模式图（自Alberts，2002）第一节微 管微管的特性： 自我装配 微管组织中心 极性 动态不稳定性第十二章 细胞骨架与细胞运动第一节 微 管 一、微管的结构和化学组成 二、微管结合蛋白三、微管的特性 四、微管的特异性药物 五、微管的功能第一节微 管四、微管的特异性药物v 抑制微管组装的药物秋水仙素(colchicine)： 秋水酰胺(colcemid)鬼臼素

10、(podophyllotoxin)长春花碱(vinblastine) 美登本氯丙榛1- 苯胺基-8-磺酸萘结合在微管蛋白异二聚体上，使微管不能继续添加微管蛋白v 稳定微管的药物紫杉酚(taxol)诺考达唑(Nocodazole) 重水促进微管装配, 稳定已形成微管第十二章 细胞骨架与细胞运动第一节 微 管 一、微管的结构和化学组成 二、微管结合蛋白三、微管的特性 四、微管的特异性药物 五、微管的功能第一节微 管五、微管的功能1. 支持和维持细胞的形态2. 细胞内物质运输3. 维持胞内细胞器的空间定位分布4. 细胞运动5. 纺锤体与染色体运动6. 植物细胞壁形成7. 纤毛和鞭毛运动第一节微 管1

11、. 支持和维持细胞的形态细胞的各种形态是由微管和其它细胞骨架成分来维持的秋水仙素处理：圆形蝾螈红细胞膜下的微管束2. 细胞内物质运输第一节微 管胞内膜泡运输合成部位行使功能的部位沿微管运送 神经细胞中的轴质运输 分泌细胞中分泌颗粒的运输 色素细胞的色素颗粒的运输 细胞器的定向运送膜泡微管膜泡膜泡微管神经细胞的轴质运输第一节微 管微管：仅提供轨道，指导运输方向运输动沿微管运动的囊泡的电镜照片力：马达蛋白(motor protein)第一节微 管驱动蛋白胞质动力蛋白+端-端驱动蛋白胞质动力蛋白两种马达蛋白与微管的结合方式图解 胞质动力蛋白 (cytoplasmic dynein)第一节微 管ATP

12、酶活性胞质动力蛋白EM图像1.2MDa蛋白集合体2条重链(530kDa)3条中等链(74kDa)4条轻链(5560kDa) 驱动蛋白(kinesin) 第一节微 管球状头部ATP酶活性马达区驱动蛋白EM图像80nm柄部扇形尾部 380kDa四聚体 2条重链(120kDa)2条轻链(64kDa)第一节微 管2种马达蛋白分子驱动膜被物运输的对比图解膜泡或细胞器等的运输也具有两个方向：第一节微 管驱动蛋白和胞质动力蛋白介导的细胞内膜泡和细胞器运输KIF，驱动蛋白超； (自N. Hirokawa, 1998)第一节微 管内质网、高尔基体与质膜之间的物质运输VTC, vesiculartubular t

13、ransport carriers, 管泡运输载体第一节微 管。 两种马达蛋白都是通过媒介与膜泡物质结合的: 驱动蛋白的媒介是一种跨膜蛋白即驱动连接蛋白(kinectin)；胞质动力蛋白的媒介是一种较大的蛋白质复合物即动力肌动蛋白(dynactin)第一节微 管动力肌动蛋白复合物具有短的肌动蛋白样纤维， 由 肌 动 蛋 白 相 关 蛋白1(actin-relatedprotein1,Arp1)组成。高尔基体膜上覆盖的蛋白质如锚蛋白(ankyrin) 和 血 影 蛋 白(spectrin)能与Arp1结合， 从而介导胞质动力蛋白连接到细胞器上。+微 管第一节微 管-胞质动力白重链P150 (胶联

14、)P135 (胶联)74kDa中等链55kDa轻中等链动态蛋白P62戴帽蛋白血影蛋白细胞膜锚蛋白蛋Arp, 肌动蛋白蛋白受体(Arp, 肌动蛋白相关蛋白)受体蛋白胞质动力蛋白与膜泡或细胞器之间的识别机制图解(自N. Hirokawa, 1998)3. 维持胞内细胞器的空间定位分布第一节微 管摩托蛋白与微管的相互作用，不仅与物质运输有关，而且还影响着某些细胞器的空间定位分布。驱动蛋白与内质网膜的细胞质面结合，沿微管向细胞四周施以拉力，从而使内质网在细胞质溶质中展开分布。胞质动力蛋白与高尔基体膜结合，沿微管向近核方向牵拉，从而使高尔基于细胞中央，定位于中心体附近。内质网Golgi复合体微管对细胞器

15、分布的影响第一节微 管如果用秋水仙素处理细胞，破坏微管的装配，则 这些细胞器的有序空间排列就会坍塌。 内质网因与核被膜相连，于是便积聚到核附近； 而高尔基体因没有这种结构联系则分解成小泡， 遍布整个细胞质。当把秋水仙素去除以后，细胞器的分布便重新恢复正常。4. 细胞运动纤毛和鞭毛第一节微 管泳动细胞变形移动：白血细胞靠微管导向经延伸和收缩细胞质向一定方向移动原肠运动：瓶形细胞5. 纺锤体与染色体运动第一节微 管6. 植物细胞壁形成第一节微 管质膜下方微管排列方向与质膜外侧纤维素沉积方向图解第一节微 管7. 纤毛和鞭毛运动纤毛运动鞭毛运动第一节微 管五、微管的功能小结1. 支持和维持细胞的形态2

16、. 细胞内物质运输3. 维持胞内细胞器的空间定位分布4. 细胞运动5. 纺锤体与染色体运动6. 植物细胞壁形成7. 纤毛和鞭毛运动第十二章 细胞骨架与细胞运动第一节 微 管 一、微管的结构和化学组成 二、微管结合蛋白三、微管的特性 四、微管的特异性药物 五、微管的功能第十二章 细胞骨架与细胞运动 第一节微管 第二节 微管组成的细胞器 第三节纤 丝第二节微管组成的细胞器第二节 微管组成的细胞器1. 中心体(centrosome)短圆筒状中心粒中心粒周围物质第二节微管组成的细胞器三联体微管中心粒横切面的电镜图象风车状中心粒结构横切面图解草履虫中心粒的横切面和立体结构立体结构模式图中心体的主要功能是

17、组织形成微管第二节微管组成的细胞器中心中粒心周体围物质数百个g-微管蛋白环，每一个环是一条微管形成的起点g-微管蛋白环：微管生成的真正诱导起点“晶种” 植物细胞中无中心粒，并不能证明无MTOC 2. 纤毛和鞭毛第二节微管组成的细胞器纤毛纤毛(a)和鞭毛(b)摆动的方式第二节微管组成的细胞器细胞本身不动纤毛摆动运送物质麦浪式的规律摆动纤毛摆动的频率相当高：蛙喉上皮的纤毛可摆动1017次/sec(1) 结构第二节微管组成的细胞器纤毛和鞭毛在来源和结构上基本相同纤 毛鞭 毛短: 510mm0.30.5mm长:150mm0.30.5mm多: 200300根少: 1数根特例：某些原生动物和有的植物拥有几

18、千根鞭毛第二节微管组成的细胞器细胞膜纤毛轴丝细胞膜基体基板新生中心粒纤毛本体：质膜+轴丝(axoneme)基体：源于中心粒纤毛小根：固定纤毛/收缩基足草履虫纤毛纵切面的EM图象第二节微管组成的细胞器 9+2类型 (b) 绿藻细胞鞭毛横切面的电镜图象(a)及其模式图解(b)(a) 在横切面上, 9+2型轴丝结构清晰可辨; (b) 横切面的模式图解第二节微管组成的细胞器纤毛纵切面的电镜图象 (a) 及模式图解 (b)(2) 化学组成第二节微管组成的细胞器微管蛋白动力蛋白连接蛋白二联丝微管中的微管蛋白则缺乏秋水仙素结合部位第二节微管组成的细胞器纤毛动力蛋白与部分纤毛的冰冻蚀刻电镜照片及其模式图解(A

19、) 纤毛动力蛋白集合体的模式图解，纤毛动力蛋白有3个球形头部;(B) 部分纤毛的冰冻蚀刻电镜照片, 从外周二联丝的A微管上规则伸出动力蛋白臂, 与相临外周二联丝的B微管接触。(3) 纤毛运动的机制第二节微管组成的细胞器滑动弯曲第一节微 管第二节微管组成的细胞器Kartageners syndrome，是不动纤毛综合症(Immotile cilia syndrome）的一种，属于常染色体隐性遗传缺陷，由于缺乏合成动力蛋白的 能力，鞭毛不能摆动，产生不能活动的 ，丧失了受精能力（不育），而且可以引起呼吸道纤毛麻痹，出现慢性支气管炎和鼻窦炎。 3. 有丝分裂器第二节微管组成的细胞器染色体中心粒粒微管

20、动粒中心粒丝分裂器的模式图解 星体纺锤体微管动有 4. 轴足(axopodia) 第二节微管组成的细胞器纤毛虫纲有盘亚纲(Suctoria)动物:能伸缩,是捕食“器官”(a) (b)太阳虫的光镜照片(a)及一条轴足横切面的电镜照片(b)(a) 太阳虫伸出许多辐射样轴足; (b) 一条轴足在横切面上排列成双螺旋第一节微 管第二节微管组成的细胞器5.细菌鞭毛某些杆菌和弧菌在表面上长有线状的运动结构， 称为鞭毛。细菌鞭毛无论是在结构上还是在运动机制上， 与真核细胞的鞭毛完全不同。它没有的微管结构，但在功能上二者有相似之处。鞭丝鞭毛弯钩基粒在细胞壁的外面，鞭毛的基部包围着的一层弯形鞘第二节微管组成的细

21、胞器鞭毛外表无质膜包围(长1015mm)基粒(stator)(motor) 肠杆菌鞭毛基 部结构模式图 转子和定子相互配合，从而使细菌的鞭毛能进行旋转运动第十二章 细胞骨架与细胞运动 第一节微管 第二节 微管组成的细胞器 第三节纤丝第三节 纤丝肌动蛋白丝(microfilament, MF)：67nm/肌动蛋白/近质膜下方微丝纤 丝( 粗 细 化学性质)中间丝(intermediate filament, IF)：10nm/中间丝蛋白10nm丝粗丝(thick filament, TF)：15nm/肌球蛋白/肌肉细胞肌球蛋白丝 第三节 纤丝肌肉细胞肌动蛋白丝细肌丝(thin myofilame

22、nt)中间丝 (intermediate myofilament)粗丝粗肌丝(thick myofilament)非肌肉细胞肌动蛋白丝 (actin/microfilament)中间丝 (intermediate myofilament) 第三节 纤丝 （一）骨骼肌的结构及收缩机制 （二）非 肌 细 胞 中 的 肌动蛋白丝（三）中间 丝 第三节 纤丝（一）骨骼肌的结构及收缩机制骨暗带腱MH线 带肌肉肌Z线明带核膜腱肌纤维束肌纤维肌节肌原纤维MH暗带线 带Z线明带横纹肌各级结构示意图第三节 纤丝肌节的电镜图象及其模式图解昆虫飞翔肌的电镜照片 1. 肌丝的分子结构第三节 纤丝(1) 粗肌丝 肌球蛋

23、白(myosin)：占肌细胞总蛋白的50%450kDa具有ATPase 活性肌球蛋白的电镜图象和分子结构(a) 肌球蛋白的电镜图象：肌球蛋白分子可分为球形头部和杆状尾部两部分;(b) 肌球蛋白分子含有2条重链和4条轻链 。2条重链的疏水性C-端为-螺旋结构, 相互缠绕，形成杆状尾部; N-端则形成球形头部。第三节 纤丝每条粗肌丝：约由4000个肌球蛋白分子规则排列而成(M线蛋白) M线H带粗肌丝的电镜图象及其模式图解(a) 从扇贝肌肉中分离出的粗肌丝的电镜图象;(b) 在粗肌丝中, 肌球蛋白分子以其尾部相互聚集在一起，其头部向四周伸出(2) 细肌丝肌动蛋白(actin)：47kDa第三节 纤丝

24、G-肌动蛋白(globular actin)F-肌动蛋白(fibrous actin) 缺乏离子中性盐溶液 细肌丝的电镜图象及其模式图解(a) 肌动蛋白丝的负染色电镜图象;(b) 由肌动蛋白单体形成了紧密缠绕的螺旋状结构第三节 纤丝细肌丝上也有一些肌动蛋白结合蛋白：由2条平行多肽链形成的a-螺旋结构，长约40nm7个G-actin：1个肌钙蛋白和1个原肌球蛋白细肌丝中原肌球蛋白、肌钙蛋白与肌动蛋白的相互关系I, 抑制亚基; C, 钙结合亚基; T, 原肌球蛋白结合亚基第三节 纤丝(3) 肌节两条相邻Z线之间构成一个结构单位，称为肌节。每一肌节是由粗细两种肌丝平行相间排列组成。肌节的电镜图象及其

25、模式图解第三节 纤丝2. 肌肉收缩的机制滑动学说：粗、细肌丝相互间滑动细肌丝粗肌丝收缩舒张Z盘第三节 纤丝肌肉收缩的过程(1) 动作电位的产生(2) Ca2+的释放(3) 原肌球蛋白的位移(4) 肌动球蛋白复合物的形成(5) Ca2+的回收1个捕钙蛋白(calsequestrin)可结合43个Ca2+第三节 纤丝肌钙原肌球蛋白TnTTmTnC蛋白肌球蛋白头 部TnTTnI肌动蛋Ca2+TnI肌Tm动蛋TnI TnC肌球蛋白结合位点白Tm 原肌球蛋白TnCTmTnT白肌球蛋白头部 肌肉收缩过程中肌钙蛋白分子的调节作用图解TnT TmTnCCa2+TnI肌动蛋白肌丝中原肌球蛋白、肌钙蛋白与肌动蛋白

26、的相互细TmTnI, 抑 制 亚 基 ; TnC, 钙结合亚基;TnT, 原肌球蛋白结合亚基关系Tm, 原肌球蛋白Myosin, 肌球蛋白肌球蛋白分子利用ATP从细肌丝“-”端向“+”端的移动机制图解紧密结合在肌动蛋白上的肌球蛋白头部结合ATP后, 与肌动蛋白的亲合力降低, 从肌动蛋白丝上脱落下来;ATP水解成ADP和Pi, 仍然结合在肌球蛋白头部;肌球蛋白头部释放出Pi, 再与肌动丝紧密结合;肌球蛋白头部发生剧烈的构象变化, 产生“有力鞭击”, 同时肌球蛋白头部释放出ADP , 使它又回复到下一次新循环的起点。第三节 纤丝粗肌丝头部与细肌丝结合/分离1次消耗1分子ATP 滑动10nm：1个周

27、期。时接时离：兔肌纤维可达50100次/sec细肌丝粗肌丝肌纤维收缩最充收舒缩张分时，其长度仅Z盘为舒张时的65%第三节 纤丝脊椎动物肌肉中： 磷酸肌酸(phosphoreatine) (高能化合物)，其浓度约为ATP的5倍。磷酸肌酸ADP肌酸磷酸酶肌酸ATP无ATP：肌动球蛋白僵直复合物肌肉僵直 3. 平滑肌收缩机制CaM钙离子对平滑肌收缩的调控作用机制在钙离子存在时，肌球蛋白轻链激酶催化肌球蛋白两条轻链中的一条轻链的一特定位点发生磷酸化, 从而引起平滑肌收缩。第三节 纤丝平滑肌细胞的收缩机制图解与横纹肌(0.04 0.1秒)相比，平滑肌收缩速度慢(0.240秒)；持久性大！第三节 纤丝 （

28、一）骨骼肌的结构及收缩机制 （二）非 肌 细 胞 中 的 肌动蛋白丝（三）中间 丝第三节 纤丝（二）非肌细胞中的肌动蛋白丝1. 肌动蛋白丝的形态结构肌动蛋白丝(微丝)：F67nm，长度不定微丝的电镜图象与模式图解(a) , 微丝的电镜图象；(b), (a)的模式图解；(c), 微丝在细胞中分布的模式图解微绒足应力纤维(stress fiber)质膜下方(外质)肌动蛋白丝在各种真核细胞中的几种分布形式图解第三节 纤丝2. 肌动蛋白丝的组成哑铃形肌动蛋白(actin)(43kDa)6种(哺乳动物4种a-肌动蛋白横纹肌心肌血管平滑肌肠道平滑肌和鸟类)b-肌动蛋白和g-肌动蛋白: 所有真核细胞肌动蛋白

29、在进化上非常保守，由同一祖先基因进化而来3. 肌动蛋白丝的装配“-”极第三节 纤丝“+”极G-肌动蛋白F-肌动蛋白(肌动蛋白丝)的右手螺旋结构微丝装配的成核作用及微丝网格的形成(a) 肌动蛋白纤维的成核作用;(b) 微丝成网过程/、第三节 纤丝.-II -、,.,11,肌动蛋白单体! -/一、肌动蛋白丝装配的踏车现象第三节 纤丝微绒毛 胞质分裂 环 永久性结构 暂时性结构在大多数非肌肉细胞中：一种动态结构组装和解聚维持细胞形态和细胞运动“-”极“+”极第三节 纤丝4. 非肌肉细胞中的肌动蛋白丝结合蛋白根据其功能可分为以下三类:具有两个以上actin结合位点，能同时(1) 横连蛋白:(cross

30、-linking protein)(2) 戴帽蛋白:(capping protein)(3) 单体稳定蛋白:结合多条肌动蛋白丝，将多条肌动蛋白丝横连成束或成网能结合到肌动蛋白丝的一端，对肌动蛋白丝的长度和装卸具有调节作用能与肌动蛋白单体结合,具有抑(monomer stablizing protein)制G-肌动蛋白装配成F-肌动蛋白、进而调节G-肌动蛋白和F- 肌动蛋白之间动态平衡的作用第三节 纤丝(1) 横连蛋白(Cross-linking Protein):a-辅肌动蛋白(a-actinin)细丝蛋白(filamin) 毛缘蛋白(fimbrin)血影蛋白(spectrin) 粘着斑蛋白(

31、vinculin)踝蛋白(talin)束捆蛋白 (fascin)肌球蛋白(myosin I)肌球蛋白II (myosin II)张力蛋白 (tensin)血影蛋白毛缘蛋白a-辅肌动蛋白细丝蛋白第三节 纤丝毛缘蛋白a-辅肌动蛋白 a-辅肌动蛋白分子的EM图像 细丝蛋白血影蛋白第三节 纤丝横连蛋白的功能图解第三节 纤丝(2) 戴帽蛋白(Capping Protein):凝溶胶蛋白(gelsolin) 片断化蛋白(fragmin)微绒毛蛋白(villin)+第三节 纤丝(3) 单体稳定蛋白(monomer stablizing protein):促聚蛋白(profilin) 胸腺素(thymosin

32、)DNA聚合酶I(DNA Pol I)钙调结合蛋白(caldesmon)等胸腺素第三节 纤丝胸腺素和抑丝蛋白对肌动蛋白单体聚合的影响机制图解第三节 纤丝非肌细胞中的肌球蛋白(myosin)：肌球蛋白-1肌球蛋白-2一级结构三维形态肌球蛋白-I和II分子的一级结构及其三维结构图解第三节 纤丝非肌肉细胞中肌球蛋白分子的模式图解非肌肉细胞中肌球蛋白分子组成的双极性纤维的EM图像非肌肉细胞中肌球蛋白分子的组装机制肌球蛋白II分子的轻链被磷酸化后，便从无活性时的折叠状态 伸展开来，从而自发地进行自我组装，形成双极性纤维第三节 纤丝肌球蛋白(myosin I)肌球蛋白II (myosin II)肌球蛋白-

33、I和II分子与肌动蛋白丝之间的作用方式图解第三节 纤丝非肌细胞中肌+球蛋+肌球蛋白-1+白与肌动蛋白分子的作用方式图解肌动蛋白结合蛋白小结COMPARATNE SHAPE SIZES心 D -OU祀UL租MA蕊第三节 纤丝SCHEMATIC OfRAC11ONIJITHACT1N氏 m1, b mo叩砌 n厂1如心也m：田艺 smnmnm n阳 ntmII i n:叩o m四 血2 忱 泾 Mi I, I,I,1,1,I 1 nmBund僮11II mm讥C兀I lnk flIIJJll叩 母F” gmam f1” m血 Sgo比 市n11 叩臼fi”fin杠召.etlnln一呻 切lliII

34、n一问心-2x1 OO 印句印-”“叩，心删l. - . .1Slldt fi切血 心my 泗 扣 尸Il l2x 由的 也”“”“ ”“”一“1 ”“”“”“” .A祚M们ow，,W一吐0A 壮 酬寸，瞿l妇，可m仅均卧 l功印息扛施伯如”“旬协卫RA可烹豐，一嘈血呾 叩t i;)I 叩 呻ind 印 叩m mbr 零, t h. ym|nfi, 中肌动蛋白结合蛋白的种类及其功能第三节 纤丝类别名称大 小功能横连蛋白毛缘蛋白 (fimbrin)将平行微丝横向连接成束束捆蛋白 (fascin)将平行微丝横向连接成束细丝蛋白 (filamin)250kD使微丝成束或网; 介导微丝连接到质膜上肌球

35、蛋白(myosin I)130kD与actin结合可引起非肌肉细胞收缩; 与血影蛋白一起可将微丝束连接至微绒毛膜上; 介导细胞变形、运动和胞内物质运输肌球蛋白II (myosin II)480kD血影蛋白 (spectrin)在RBC中与微丝连成网; 与肌球蛋白一起将微丝束连至微绒毛膜110kDa蛋白110kD将微丝束连接至微绒毛膜上粘着斑蛋白 (vinculin)130kD将微丝连接到质膜上a-辅肌动蛋白(a- actinin)190kD粘接多条微丝端点，将平行微丝连接成束；介导微丝连到质膜上踝蛋白 (talin)介导微丝连接到质膜上形成粘着斑张力蛋白 (tensin)维持微丝锚着点的张力戴

36、帽蛋白凝溶胶蛋白 (gelsolin)91kD高Ca2+浓度下可断解微丝，调控微丝长度, actin凝胶溶胶片断化蛋白 (fragmin)42kD高Ca2+浓度下可断解长微丝绒毛蛋白 (villin)95kD高Ca2+浓度下可断解微丝，并结合断丝的端点上以阻止其装配Acumentin结合到微丝的-极，阻止G-actin的添加单体稳定蛋白促聚蛋白 (profilin)16kD结合到G-actin单体上，通过结合与解离调控微丝的解聚与装配胸腺素 (thymosin)DNA聚合酶I(DNA Pol I)109kD与G-actin有高亲合性，可抑制微丝装配钙调结合蛋白(caldesmon)与actin

37、结合后可抑制actin同myosin的结合(类似于肌钙蛋白)第三节 纤丝 5. 肌动蛋白丝的特异性药物(1) 细胞松弛素(cytochalasins)通过切断肌动蛋白丝并结合在肌动蛋白丝的正端, 抑制其组装，从而导致肌动蛋白丝解聚(2) 鬼笔环肽(phalloidin)与肌动蛋白丝具有强烈的亲合作用, 可紧密地结合在肌动蛋白丝上，因而能抑制肌动蛋白丝的解聚从而稳定肌动蛋白丝第三节 纤丝 6. 肌动蛋白丝的功能(1) 维持细胞外形(2) 胞质环流(cyclosis)(3) 变形运动(amoeboid movement)(4) 形成微绒毛(microvillus)(5) 形成应力纤维(stress

38、 fiber)(6) 胞质分裂(cytokinesis)(7) 参与信号传导第三节 纤丝(1) 维持细胞外形 肌动蛋白丝存在于外质中 肌动蛋白丝与细胞形状的维持图解(2) 胞质环流(cyclosis)第三节 纤丝植物细胞中胞质环流的模式图解(a) 植物细胞的胞质分层；(b)胞质环流的方向第三节 纤丝(3) 变形运动(amoeboid movement)阿米巴的变形运动第三节 纤丝点接触(粘着斑)细丝蛋白：凝胶将肌动蛋白丝连接成立凝胶体网架， 使外质呈凝胶状态凝溶胶蛋白：与肌动蛋白丝结合使之溶胶断解，使外质由凝胶变为溶胶状态溶胶肌动蛋白丝组装延长推动质膜前移；凝胶溶胶溶胶凝胶肌球蛋白牵引肌动蛋白丝与其发生相互滑动，进而产生胞质流动的动力变形运动富含肌动蛋白的皮层为细胞变形运动提供动力嗜中性粒细胞的趋向性(4) 形成微绒毛(microvillus)第三节 纤丝肌球蛋白-1 钙调蛋白毛缘蛋白绒毛蛋白血影蛋白小肠上皮细胞微绒毛的冰冻蚀刻照片及其结构图解(a) 微绒毛的冰冻蚀刻照片;(b) 微绒毛