第九章細(xì)胞骨架知識(shí)點(diǎn)

1、第十章 細(xì)胞質(zhì)骨架和細(xì)胞運(yùn)動(dòng)一微管 MT-微管-26nm由微管蛋白tubulin組成的中空?qǐng)A柱體長(zhǎng)、直、堅(jiān)硬與微管組織中心 (中心體)相連 1 微管的裝配 >微管由微管蛋白亞基組裝而成（球蛋白亞基） -微管蛋白 -微管蛋白GTP結(jié)合位點(diǎn)可交換位點(diǎn)（可與GTP交換）>-微管蛋白二聚體是細(xì)胞質(zhì)內(nèi)游離態(tài)微管蛋白的主要存在形式，微管組裝的基本結(jié)構(gòu)單位二價(jià)陽(yáng)離子結(jié)合位點(diǎn)秋水仙素結(jié)合位點(diǎn)&長(zhǎng)春花堿結(jié)合位點(diǎn)GTP結(jié)合位點(diǎn)不可交換位點(diǎn) 微管蛋白 的排列方式構(gòu)成了微管的極性；異二聚體頭尾相連形成原纖維；13根原纖維側(cè)向連接形成中空的微管。原纖維踏車行為微管（+）極的裝配速度快于（）極的裝配速

2、度；或微管一端發(fā)生裝配使微管延長(zhǎng)，而另一端發(fā)生去裝配使微管縮短，這種現(xiàn)象稱為踏車行為。微管裝配的條件：微管蛋白濃度、GTP cap和溫度當(dāng)二聚體濃度低于臨界濃度（Cc）, 則微管解聚當(dāng)二聚體濃度高于臨界濃度, 則組裝微管因?yàn)镃c(負(fù)極) > Cc (正極)，所以正極裝配快于負(fù)極當(dāng)Cc (正極) < C < Cc (負(fù)極)時(shí)，則正極裝配, 負(fù)極解聚，即踏車現(xiàn)象。>微管體外裝配影響因素 聚合： 微管蛋白濃度1mg/mL （二聚體蛋白濃度大于纖維狀蛋白濃度）、 370C、有Mg2+、有GTP供應(yīng)、低Ca2+ 解聚： 低溫、高壓、高Ca2+2微管組織中心（MTOC-microt

3、ubule organizing center）微管在生理狀態(tài)以及實(shí)驗(yàn)處理解聚后重新裝配的發(fā)生處稱為微管組織中心。多數(shù)微管的一端固著MTOC，如基體或中心體?；wMTOC決定微管的極性，負(fù)極指向MTOC，正極背向MTOC。微管中心粒（桶狀結(jié)構(gòu)）每個(gè)中心體含有一對(duì)中心粒（彼此垂直分布）單管、雙聯(lián)管（鞭毛、纖毛）和三聯(lián)管（中心粒、基體）3微管結(jié)合蛋白（MAPs和蛋白） 作用 (1)穩(wěn)定微管的空間結(jié)構(gòu) (2)促使微管蛋白/微管的動(dòng)態(tài)平衡趨于裝配Tau蛋白4微管特異性藥物 秋水仙素、長(zhǎng)春花堿：阻止裝配 紫杉醇：阻止解聚5功能（1）維持細(xì)胞形態(tài)（2）細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸-顆粒和囊泡細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)輸需要馬達(dá)蛋白

4、的帶動(dòng)；馬達(dá)蛋白：驅(qū)動(dòng)蛋白或動(dòng)力蛋白（正極或負(fù)極指向，ATP）與微管結(jié)合的馬達(dá)蛋白：利用ATP水解酶釋放的能量驅(qū)動(dòng)自身沿微管定向運(yùn)動(dòng)的蛋白。與ATP結(jié)合時(shí)，兩個(gè)頭部均結(jié)合在微管上；與ADP結(jié)合時(shí)，則一個(gè)頭部結(jié)合在微管上。ATP的水解引起：可逆的構(gòu)象改變；單方向的移動(dòng)驅(qū)動(dòng)蛋白(Kinesin) ：正極方向它們的頭部是相似的馬達(dá)結(jié)構(gòu)域，與ATP結(jié)合，在微管上移動(dòng)；它們的尾部結(jié)構(gòu)域是不同的，用于帶動(dòng)不同的物質(zhì)移動(dòng)。動(dòng)力蛋白（dynein）：負(fù)極方向動(dòng)力蛋白由多種蛋白組成 沿微管向微管的負(fù)端移動(dòng),（胞質(zhì)）動(dòng)力蛋白可以將細(xì)胞器從細(xì)胞邊緣向細(xì)胞中央轉(zhuǎn)移。 如：胞內(nèi)體、溶酶體、ER膜泡等驅(qū)動(dòng)蛋白受體囊泡驅(qū)動(dòng)

5、蛋白（3）鞭毛和纖毛運(yùn)動(dòng)9+2結(jié)構(gòu)， 鞭毛滑動(dòng)機(jī)制（動(dòng)力蛋白臂）纖毛和鞭毛是由質(zhì)膜包圍，且突出于細(xì)胞表面、由微管和動(dòng)力蛋白等構(gòu)成的高度特化的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。（4）有絲分裂中紡錘體的形成和染色體移動(dòng)（5）形成基體和中心體二微絲（microfilament）又稱肌動(dòng)蛋白絲/纖維狀肌動(dòng)蛋白，是由肌動(dòng)蛋白（actin）組成的直徑為7nm 的骨架纖維。主要結(jié)構(gòu)成分是肌動(dòng)蛋白肌動(dòng)蛋白內(nèi)部有一個(gè)核苷酸（ATP或ADP）和一個(gè)二價(jià)陽(yáng)離子（Mg2+或Ca2+）的結(jié)合位點(diǎn)6種肌動(dòng)蛋白 -肌動(dòng)蛋白 橫紋肌 心肌 血管平滑肌 腸道平滑肌 -肌動(dòng)蛋白 -肌動(dòng)蛋白1 微絲的裝配以3個(gè)肌動(dòng)蛋白單體為核心(+) 極裝配比() 極快

6、 肌動(dòng)蛋白單體具有極性，裝配時(shí)呈頭尾相接，故微絲也具有極性，具有踏車現(xiàn)象。 微絲裝配的條件：肌動(dòng)蛋白濃度、ATP cap 因?yàn)镃c(負(fù)極) > Cc (正極)，所以正極裝配快于負(fù)極當(dāng)Cc (正極) < C < Cc (負(fù)極)時(shí)，則正極裝配, 負(fù)極解聚，即踏車現(xiàn)象。在體內(nèi)，有些微絲是永久性的結(jié)構(gòu)，通常微絲是一種動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)，不斷進(jìn)行裝配和解聚。>微絲的裝配條件體外裝配解聚：有Ca2+和低濃度的Na+、K+陽(yáng)離子組裝：有Mg2+和高濃度的Na+、K+陽(yáng)離子體內(nèi)裝配 在體內(nèi)，有些微絲是永久性的結(jié)構(gòu)，如肌細(xì)胞中的細(xì)絲和小腸上皮細(xì)胞微絨毛中的微絲等。有些微絲是暫時(shí)性的結(jié)構(gòu)，如胞質(zhì)分裂

7、時(shí)的收縮環(huán)、血小板激活時(shí)絲狀突起中的微絲等。通常微絲是一種動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)，不斷進(jìn)行裝配和解聚。2微絲結(jié)合蛋白（MFAP）肌動(dòng)蛋白單體結(jié)合蛋白：阻止單體肌動(dòng)蛋白組裝成纖維狀肌動(dòng)蛋白 （胸腺素4、前纖維蛋白） MF的不同存在形式與MFAP的種類有關(guān)，MFAP參與MF高級(jí)結(jié)構(gòu)的形成，并調(diào)節(jié)MF的裝配。如參與微絲與膜的結(jié)合；可橫向連接微絲形成束；結(jié)合于纖維一端，阻止肌動(dòng)蛋白單體的增加或減少；將微絲切斷；成核作用（ARP）；將微絲交聯(lián)成網(wǎng)狀分布等>微絲結(jié)合蛋白的作用成核，促使微絲裝配(ARP2/3)與肌動(dòng)蛋白單體結(jié)合，阻止或促使微絲裝配(胸腺素thymosin, 前纖維蛋白profilin)與微絲末端結(jié)

8、合 (CapZ)交聯(lián)作用，使微絲呈束狀或網(wǎng)狀排列（絲束蛋白、-輔肌動(dòng)蛋白、細(xì)絲蛋白） 截?cái)嗪头舛俗饔?凝溶膠蛋白gelsolin, 切絲蛋白cofilin)使微絲與細(xì)胞膜相連接(形成蛋白formins)3微絲特異性藥物細(xì)胞松弛素：切斷微絲，并結(jié)合在微絲末端阻止聚合鬼筆環(huán)肽：穩(wěn)定微絲，抑制解聚4功能（1）肌肉收縮 粗絲（肌球蛋白）和細(xì)絲（肌動(dòng)蛋白）的相對(duì)滑動(dòng)機(jī)制肌球蛋白是微絲結(jié)合蛋白，也是沿微絲運(yùn)動(dòng)的馬達(dá)蛋白（+極方向）粗肌絲由肌球蛋白組裝而成，肌球蛋白的頭部突出于粗肌絲的表面，具有ATP酶活性，構(gòu)成粗絲的橫橋，與肌動(dòng)蛋白分子結(jié)合。細(xì)肌絲的主要成分是肌動(dòng)蛋白，輔以原肌球蛋白和肌鈣蛋白。>肌

9、肉收縮的機(jī)制產(chǎn)生動(dòng)作電位，使肌細(xì)胞質(zhì)膜去極化，釋放Ca2+至肌漿中，鈣離子濃度升高；鈣離子與Tn-C結(jié)合，引起肌鈣蛋白構(gòu)象變化，使肌動(dòng)蛋白與Tn-T脫離，并解除肌動(dòng)蛋白與肌球蛋白結(jié)合的障礙；當(dāng)肌球蛋白的頭部結(jié)構(gòu)域沒(méi)有與ATP結(jié)合，該肌球蛋白的頭部與細(xì)肌絲結(jié)合，處于僵直狀態(tài)；當(dāng)ATP結(jié)合到肌球蛋白的頭部，引起頭部結(jié)構(gòu)域與細(xì)肌絲的分離；ATP被頭部結(jié)構(gòu)域的ATP酶水解成ADP與Pi，使肌球蛋白構(gòu)象變化發(fā)生旋轉(zhuǎn)，向細(xì)肌絲的正極端抬升，并結(jié)合到靠近細(xì)肌絲正極端的一個(gè)肌動(dòng)蛋白亞基上；Pi釋放，肌球蛋白頸部結(jié)構(gòu)域發(fā)生構(gòu)象變化，拉動(dòng)細(xì)肌絲導(dǎo)致細(xì)肌絲與粗肌絲的滑動(dòng)；ADP釋放，肌球蛋白的頭部結(jié)構(gòu)域與細(xì)肌絲之間

10、又回到僵直狀態(tài)；如果體系中仍有高濃度的鈣離子，則繼續(xù)下一周期；若到達(dá)肌細(xì)胞的沖動(dòng)一旦停止，肌質(zhì)網(wǎng)就通過(guò)鈣泵回收鈣離子，收縮周期停止。（2）變形運(yùn)動(dòng)、吞噬運(yùn)動(dòng)收縮環(huán)微絨毛 平行的微絲，微絲無(wú)收縮功能，起支撐作用（3）胞質(zhì)環(huán)流 在植物細(xì)胞和其他細(xì)胞中，細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)是圍繞中央液泡進(jìn)行的環(huán)形流動(dòng)模式（4）粘著帶和粘著斑三中間纖維（intermediate filament）1中間纖維的裝配（1）二聚體：在螺旋區(qū)形成雙股超螺旋。（2）四聚體：2個(gè)二聚體反向平行、1/4分子交疊排列，四聚體是IF解聚的最小單位。（3）8個(gè)四聚體裝配成IF。IF沒(méi)有極性，沒(méi)有特異性藥物；游離單體很少。也沒(méi)有典型的踏車行為由2個(gè)中間纖維蛋白亞基平行排列組裝而成雙股螺旋的二聚體；兩個(gè)二聚體按反向平行、半分子交疊的方式組裝成四聚體；四聚體首尾相連形成原纖維；8根源纖維構(gòu)成圓柱狀的10nm纖維；2Lamina與IF有許多共同點(diǎn)： 均形成10nm纖維；都能抵抗高鹽和非離子去污劑的抽提；抗體反應(yīng)相同；蛋白結(jié)構(gòu)相似。3中間纖維結(jié)合蛋白（IFAP） 約有15種IFAP，功能多樣，如使中間纖維形成聚集物；在IF、MT和MF之間形成橫橋；參與IF 與膜的結(jié)合；橋板蛋白使IF與橋粒連接4功能IF在細(xì)胞質(zhì)中起支架作用，并與細(xì)胞核定位有關(guān)，也