細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)與疾病

1、細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)與疾病第一節(jié) 微管第二節(jié) 微絲第三節(jié) 中間纖維第四節(jié) 細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)第五節(jié) 細(xì)胞骨架與疾病第一節(jié) 微 管一、微管蛋白與微管的結(jié)構(gòu)組成分子：、-微管蛋白異二聚體 微管蛋白存在形式：?jiǎn)?管：由13根原纖維組成二聯(lián)管：A管13根原纖維、B管10根原纖維 分布于纖毛桿部、鞭毛桿部三聯(lián)管：A管13根原纖維、B管和C管10根 分布于中心粒、纖毛和鞭毛基體、-異二聚體3根原纖維1根原纖維微管結(jié)構(gòu) 纖毛桿部 二聯(lián)管基部 三聯(lián)管三聯(lián)管二、微管結(jié)合蛋白結(jié) 構(gòu)堿性微管結(jié)合域酸性突出區(qū)域種 類(lèi)MAP-1、MAP-2、tauMAP-4三、微管的裝配與動(dòng)力學(xué)微管裝配過(guò)程分3個(gè)時(shí)期：成核期：核心形成，、微管

2、蛋白聚 合成短的寡聚體，形成13根原纖 維，合攏成一段微管。聚合期：微管延長(zhǎng)，新的二聚體增加到微 管正端，微管延長(zhǎng)。穩(wěn)定期：微管長(zhǎng)度穩(wěn)定，游離微管蛋白濃 度達(dá)到臨界濃度，組裝與去組裝 速度相等。（一）微管裝配的起始點(diǎn)是微管組織中心 微管組織中心：位點(diǎn)：中心體、纖毛的基體作用：協(xié)助微管裝配過(guò)程的成核 微管蛋白環(huán)形復(fù)合體：形態(tài)：含有1013個(gè)微管蛋白的環(huán)形 結(jié)構(gòu)，與微管直徑相同作用：刺激微管核心形成微管蛋白在中心體上的聚合（二）微管的體外裝配條件：微管蛋白的濃度、GTP的存在GTP帽：GTP-微管蛋白亞基 存在位點(diǎn)：微管兩端 功 能：防止微管解聚 作用過(guò)程：微管生長(zhǎng)速度快時(shí)，為GTP帽 微管生長(zhǎng)速

3、度慢時(shí)，為GDP帽正端： 具有GTP帽，添加速度大于GTP水解負(fù)端： 具有GDP帽，添加速度小于GTP水解微管組裝踏車(chē)運(yùn)動(dòng)（三）微管的體內(nèi)裝配核心：微管蛋白微管蛋白帽：穩(wěn)定在負(fù)端（四）很多因素影響微管組裝和解聚促進(jìn)組裝：紫杉醇抑制組裝：秋水仙素、秋水仙胺、長(zhǎng) 春花堿、長(zhǎng)春新堿四、微管的功能（一）微管構(gòu)成細(xì)胞內(nèi)的網(wǎng)狀支架，支持和維持細(xì)胞的形態(tài)（二）微管參與中心粒、纖毛和鞭毛的形成（三）微管參與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸（四）微管維持細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器的定位和分布（五）微管參與染色體的運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)細(xì)胞分裂（六）微管參與細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)以細(xì)胞核（黃）為中心呈輻射排列的微管（紅）（一）微管構(gòu)成細(xì)胞內(nèi)的網(wǎng)狀支架，支持和維持細(xì)

4、胞的形態(tài)（二）微管參與中心粒、纖毛和鞭毛的形成中心體結(jié)構(gòu)模型鞭毛軸絲結(jié)構(gòu)纖毛運(yùn)動(dòng)（三）微管參與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸動(dòng)力蛋白Dynein+ -驅(qū)動(dòng)蛋白Kinesin - +（四）微管維持細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器的定 位和分布（五）微管參與染色體的運(yùn)動(dòng)，調(diào) 節(jié)細(xì)胞分裂（六）微管參與細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)第二節(jié) 微 絲一、肌動(dòng)蛋白與微絲的結(jié)構(gòu)肌動(dòng)蛋白 單體：G-肌動(dòng)蛋白，啞鈴形 亞基：陽(yáng)離子、ATP結(jié)合位點(diǎn) 肌球蛋白結(jié)合位點(diǎn) 特性：極性，正端、負(fù)端微絲： 構(gòu)成：G-肌動(dòng)蛋白單體形成雙股螺旋 鏈多聚體 直徑：58nm 極性： 正端生長(zhǎng)快 負(fù)端生長(zhǎng)慢二、微絲結(jié)合蛋白及其功能非肌細(xì)胞 單體隔離蛋白、交聯(lián)蛋白、末端阻斷蛋白、纖維切割

5、蛋白、肌動(dòng)蛋白纖維解聚蛋白、膜結(jié)合蛋白肌細(xì)胞 肌球蛋白、原肌球蛋白、肌鈣蛋白發(fā)光的肌動(dòng)蛋白微絲培養(yǎng)的上皮細(xì)胞中的應(yīng)力纖維微絲（紅）；微管（綠）三、微絲的裝配機(jī)制（一）微絲的組裝過(guò)程分為成核、聚合和穩(wěn)定三個(gè)階段成核期：形成穩(wěn)定的三聚體，核心形成聚合期：G-肌動(dòng)蛋白在核心兩端聚合穩(wěn)定期：組裝速度與去組裝速度相等微絲的裝配機(jī)制（二）微絲的組裝可用踏車(chē)模型和 非穩(wěn)態(tài)動(dòng)力學(xué)模型來(lái)解釋踏車(chē)模型 正端：G-肌動(dòng)蛋白單體增加而延長(zhǎng) 負(fù)端：?jiǎn)误w解離而縮短 總長(zhǎng)度：肌動(dòng)蛋白絲的凈長(zhǎng)度不變肌動(dòng)蛋白的踏車(chē)行為非穩(wěn)態(tài)動(dòng)力模型 ATP：是調(diào)節(jié)微絲組裝的主要因素 ATP-肌動(dòng)蛋白：對(duì)纖維狀肌動(dòng)蛋白末 端親和力高，使微絲延長(zhǎng)

6、。 ADP-肌動(dòng)蛋白：對(duì)纖維狀肌動(dòng)蛋白末 端親和力低，使微絲縮短。 （三）影響微絲組裝和去組裝的因素促進(jìn)組裝：Mg2+、高濃度的Na+、K+促進(jìn)解聚：ATP、Ca2+、低濃度的Na+ 、 K+四、微絲的功能（一）構(gòu)成細(xì)胞的支架，維持細(xì)胞的形態(tài)（二）參與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)（三）參與細(xì)胞分裂（四）參與肌肉收縮（五）參與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸（六）參與細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳遞（一）構(gòu)成細(xì)胞的支架，維持細(xì)胞的形態(tài)維持細(xì)胞形態(tài)（二）參與細(xì)胞運(yùn)動(dòng) 中性粒細(xì)胞 巨噬細(xì)胞1巨噬細(xì)胞2（三）參與細(xì)胞分裂（四）參與肌肉收縮肌肉收縮的基本單位：肌節(jié)肌節(jié)的主要成分：肌原纖維肌原纖維的組成：粗肌絲、細(xì)肌絲粗肌絲的組成：肌球蛋白細(xì)肌絲的組成：肌動(dòng)蛋

7、白、原肌球蛋白、肌鈣蛋白肌節(jié)模式圖肌球蛋白結(jié)構(gòu)模式圖（上）粗肌絲（下）細(xì)肌絲的組成肌肉收縮圖解肌肉收縮第三節(jié) 中間纖維一、中間纖維的結(jié)構(gòu)和類(lèi)型（一）中間纖維是絲狀蛋白多聚體直徑：10nm單體：蛋白質(zhì)纖維分子，長(zhǎng)絲狀結(jié)構(gòu)： 中間區(qū)：一個(gè)螺旋（高度保守） 兩 側(cè)：球形的N端和C端（高度可變）中間纖維結(jié)構(gòu)模式圖（二）中間纖維蛋白的類(lèi)型和分布較為 復(fù)雜型：酸性角蛋白型：中性/堿性角蛋白型：波形蛋白、結(jié)蛋白、外周蛋白等型：神經(jīng)絲蛋白型：核纖層蛋白型：巢蛋白二、中間纖維的裝配和調(diào)節(jié)單體：氨基頭部、羧基尾部、中間桿狀區(qū)域超螺旋二聚體：2個(gè)單體螺旋桿之間形成卷曲四聚體：2個(gè)超螺旋二聚體反向平行相連 是中間纖維組裝的基礎(chǔ)亞單位多個(gè)四聚體排列組裝在一起8個(gè)四聚體裝配成中間纖維特性：無(wú)極性中間纖維的組裝三、中間纖維的功能（一）在細(xì)胞內(nèi)形成一個(gè)完整的網(wǎng)狀骨架系統(tǒng)（二）為細(xì)胞提供機(jī)械強(qiáng)度支持（三）參與細(xì)胞連接（四）參與細(xì)胞內(nèi)信息傳遞及物質(zhì)運(yùn)輸（五）維持細(xì)胞核膜穩(wěn)定（六）參與細(xì)胞分化第四節(jié) 細(xì)