質膜及其表面的特化結構

質膜及其表面的特化結構演示文稿當前第1頁\共有69頁\編于星期四\12點質膜及其表面的特化結構當前第2頁\共有69頁\編于星期四\12點概念

質膜（plasmamembrane）包在細胞外面所以又稱細胞膜（cellmembrane）。圍繞各種細胞器的膜，稱為細胞內(nèi)膜。?

質膜和內(nèi)膜在起源、結構和化學組成等方面具有相似性，故總稱為生物膜（biomembrane）。生物膜是細胞進行生命活動的重要物質基礎。?

質膜表面寡糖鏈形成細胞外被（cellcoat）或糖萼（glycocalyx）。?質膜下的表層中具有細胞骨架成分組成的網(wǎng)絡結構，除對質膜有支持作用外，還與維持質膜的功能有關，所以這部分細胞骨架又稱為膜骨架。?

細胞外被、質膜和膜骨架構成細胞表面.質膜細胞膜細胞內(nèi)膜生物膜細胞外被膜骨架細胞表面當前第3頁\共有69頁\編于星期四\12點3.1

質膜的性質及化學組成

性質

3.1.2膜脂

1.磷脂

①甘油磷脂

②鞘磷脂

2.糖脂

3.膽固醇

4.脂質體

3.1.3膜蛋白

1.內(nèi)在蛋白

2.外周蛋白

3.脂錨定蛋

白

3.1.1

膜的性質：水的透過速度遠遠高于各種溶質分子對脂溶性物質優(yōu)先滲透一般電阻率為109~1011cm（蒸餾水為106cm，橄欖油為51012cm）表面張力低，一般為0.1~2dny/cm，（油與水之間的界面張力為8~15，蛋白質可使之降低到1以下）膜表面在生理pH值下帶負電荷，并有兩性的性質，在外界的pH值影響下膜表面電荷發(fā)生改變。在脂類溶劑或蛋白酶處理后溶解。推論：質膜的化學組成主要是脂類和蛋白質。當前第4頁\共有69頁\編于星期四\12點3.1

質膜的性質及化學組成

性質

3.1.2膜脂

1.磷脂

①甘油磷脂

②鞘磷脂

2.糖脂

3.膽固醇

4.脂質體

3.1.3膜蛋白

1.內(nèi)在蛋白

2.外周蛋白

3.脂錨定蛋

白

3.1.2膜脂membranelipid?數(shù)量：主要有三大類，約100種，占細胞膜化學組成的50%。5106個分子／m2細胞膜，一個動物細胞的細胞膜上可達1109個分子。

?

種類：磷脂、糖脂、膽固醇，其中磷脂是細胞膜的主要成分。在哺乳動物紅細胞中的比例為磷脂60%、膽固醇25%，而在神經(jīng)髓殼中磷脂占94%。植物細胞中膽固醇含量也極少。膽固醇主要存在于質膜中，其它膜結構中較少。當前第5頁\共有69頁\編于星期四\12點3TypesofMembraneLipids當前第6頁\共有69頁\編于星期四\12點3.1

質膜的性質及化學組成

性質

3.1.2膜脂

1.磷脂

①甘油磷脂

②鞘磷脂

2.糖脂

3.膽固醇

4.脂質體

3.1.3膜蛋白

1.內(nèi)在蛋白

2.外周蛋白

3.脂錨定蛋

白

1.磷脂是構成膜脂的基本成分，約占整個膜脂的50％以上。磷脂分子的主要特征是：

a)具有一個極性頭和兩個非極性的尾（脂肪酸鏈），線粒體內(nèi)膜上的心磷脂具有4個非極性尾部。

b)脂肪酸碳鏈為偶數(shù)，多數(shù)碳鏈由16，18或20個碳原子組成。

c)常含有不飽和脂肪酸（如油酸）當前第7頁\共有69頁\編于星期四\12點DetailedLipidStructure當前第8頁\共有69頁\編于星期四\12點3.1

質膜的性質及化學組成

性質

3.1.2膜脂

1.磷脂

①甘油磷脂

②鞘磷脂

2.糖脂

3.膽固醇

4.脂質體

3.1.3膜蛋白

1.內(nèi)在蛋白

2.外周蛋白

3.脂錨定蛋

白

1)、甘油磷脂以甘油為骨架的磷脂類，在骨架上結合兩個脂肪酸鏈一個磷酸基團，膽堿、乙醇胺、絲氨酸或肌醇等分子籍磷酸基團連接到脂分子上。主要類型有：①磷脂酰膽堿phosphatidylcholine，PC，舊稱卵磷脂②磷脂酰絲氨酸phosphatidylserine，PS③磷脂酰乙醇胺phosphatidylethanolamine，PE，舊稱腦磷脂④磷脂酰肌醇phosphatidylinositol，PI⑤雙磷脂酰甘油Diphosphatidylglycerol,DPG，舊稱心磷脂當前第9頁\共有69頁\編于星期四\12點當前第10頁\共有69頁\編于星期四\12點Diphosphatidylglycerol（心磷脂）當前第11頁\共有69頁\編于星期四\12點|N+|CH2|CH2OPCH2CH2OOO||||CCCH3CH3CH3||OO_||CH||OO膽堿磷酸根甘油脂肪酸鏈磷酸膽堿當前第12頁\共有69頁\編于星期四\12點3.1

質膜的性質及化學組成

性質

3.1.2膜脂

1.磷脂

①甘油磷脂

②鞘磷脂

2.糖脂

3.膽固醇

4.脂質體

3.1.3膜蛋白

1.內(nèi)在蛋白

2.外周蛋白

3.脂錨定蛋

白

2)、鞘磷脂鞘磷脂（sphingomyelin，SM）在腦和神經(jīng)細胞膜中特別豐富，亦稱神經(jīng)醇磷脂，它是以鞘胺醇（sphingoine）為骨架，與一條脂肪酸鏈組成疏水尾部，親水頭部也含膽堿與磷酸結合。原核細胞和植物中沒有鞘磷脂。當前第13頁\共有69頁\編于星期四\12點3.1

質膜的性質及化學組成

性質

3.1.2膜脂

1.磷脂

①甘油磷脂

②鞘磷脂

2.糖脂

3.膽固醇

4.脂質體

3.1.3膜蛋白

1.內(nèi)在蛋白

2.外周蛋白

3.脂錨定蛋

白

2.糖脂

糖脂是含糖而不含磷酸的脂類，普遍存在于原核和真核細胞的質膜上，其含量約占膜脂總量的5％以下，在神經(jīng)細胞膜上糖脂含量較高，約占5-10％。糖脂也是兩性分子。其結構與SM很相似，只是由一個或多個糖殘基代替了磷脂酰膽堿而與鞘氨醇的羥基結合。

當前第14頁\共有69頁\編于星期四\12點3.膽固醇主要存在真核細胞膜上，含量一般不超過膜脂的1/3，植物細胞膜中含量較少，其功能是提高雙脂層的力學穩(wěn)定性，調(diào)節(jié)雙脂層流動性，降低水溶性物質的通透性。*在缺少膽固醇培養(yǎng)基中，不能合成膽固醇的突變細胞株很快發(fā)生自溶。3.1

質膜的性質及化學組成

性質

3.1.2膜脂

1.磷脂

①甘油磷脂

②鞘磷脂

2.糖脂

3.膽固醇

4.脂質體

3.1.3膜蛋白

1.內(nèi)在蛋白

2.外周蛋白

3.脂錨定蛋

白

當前第15頁\共有69頁\編于星期四\12點3.1

質膜的性質及化學組成

性質

3.1.2膜脂

1.磷脂

①甘油磷脂

②鞘磷脂

2.糖脂

3.膽固醇

4.脂質體

3.1.3膜蛋白

1.內(nèi)在蛋白

2.外周蛋白

3.脂錨定蛋

白

4.脂質體liposome

?

是一種人工膜。

?

在水中，攪動后磷脂形成雙層脂分子的球形脂質體，直徑25~1000nm不等。

?

人工脂質體可用于：

a).研究生物膜的特性

b).制備藥物或酶的載體

c).轉基因DNA載體當前第16頁\共有69頁\編于星期四\12點(a)水面的磷脂分子層；

(b)水溶液中的磷脂分子團；

(c)球形脂質體；

(d)平面脂質體膜；

(e)用于疾病治療的脂質體的示意圖當前第17頁\共有69頁\編于星期四\12點3.1

質膜的性質及化學組成

性質

3.1.2膜脂

1.磷脂

①甘油磷脂

②鞘磷脂

2.糖脂

3.膽固醇

4.脂質體

3.1.3膜蛋白

1.內(nèi)在蛋白

2.外周蛋白

3.脂錨定蛋

白

3.1.3膜蛋白據(jù)估計，核基因組編碼的蛋白質中30%左右的為膜蛋白。根據(jù)蛋白與脂分子的結合方式，可分為：

–整合蛋白integralprotein

–

外周蛋白peripheralprotein

–

脂錨定蛋白lipid-anchoredprotein當前第18頁\共有69頁\編于星期四\12點長碳氫鏈糖磷脂酰肌醇GPI①、②整合蛋白；③、④脂錨定蛋白；⑤、⑥外周蛋白蛋白與膜的結合方式當前第19頁\共有69頁\編于星期四\12點3.1

質膜的性質及化學組成

性質

3.1.2膜脂

1.磷脂

①甘油磷脂

②鞘磷脂

2.糖脂

3.膽固醇

4.脂質體

3.1.3膜蛋白

1.內(nèi)在蛋白

2.外周蛋白

3.脂錨定蛋

白

脂錨定蛋白lipid-anchoredprotein

可以分為兩類，一類是糖磷脂酰肌醇(glycophosphatidylinositol，GPI)連接的蛋白，GPI位于細胞膜的外小葉，用磷脂酶C（能識別含肌醇的磷脂）處理細胞，能釋放出結合的蛋白。許多細胞表面的受體、酶、細胞粘附分子和引起羊瘙癢病的PrPC都是這類蛋白。另一類脂錨定蛋白與插入質膜內(nèi)小葉的長碳氫鏈結合。當前第20頁\共有69頁\編于星期四\12點3.2質膜的結構

3.2.1質膜結構的研究歷史

3.2.2質膜的流動鑲嵌模型

1.流動鑲嵌

模型

2.質膜的流

動性

3.質膜的不

對稱性

4.脂筏

3.2.3細胞膜

的功能

1.

E.Overton1895發(fā)現(xiàn)凡是溶于脂肪的物質很容易透過植物的細胞膜，而不溶于脂肪的物質不易透過細胞膜，因此推測細胞膜由連續(xù)的脂類物質組成。2.

E.Gorter&F.Grendel1925用有機溶劑提取了人類紅細胞質膜的脂類成分，將其鋪展在水面，測出膜脂展開的面積二倍于細胞表面積，因而推測細胞膜由雙層脂分子組成。當前第21頁\共有69頁\編于星期四\12點3.2質膜的結構

3.2.1質膜結構的研究歷史

3.2.2質膜的流動鑲嵌模型

1.流動鑲嵌

模型

2.質膜的流

動性

3.質膜的不

對稱性

4.脂筏

3.2.3細胞膜

的功能

3.

J.Danielli&H.Davson1935發(fā)現(xiàn)質膜的表面張力比油－水界面的張力低得多，推測膜中含有蛋白質，從而提出了“蛋白質-脂類-蛋白質”的三明治模型。認為質膜由雙層脂類分子及其內(nèi)外表面附著的蛋白質構成的。1959年在上述基礎上提出了修正模型，認為膜上還具有貫穿脂雙層的蛋白質通道，供親水物質通過。當前第22頁\共有69頁\編于星期四\12點3.2質膜的結構

3.2.1質膜結構的研究歷史

3.2.2質膜的流動鑲嵌模型

1.流動鑲嵌

模型

2.質膜的流

動性

3.質膜的不

對稱性

4.脂筏

3.2.3細胞膜

的功能

4.

J.D.Robertson1959用超薄切片技術獲得了清晰的細胞膜照片，顯示暗-明-暗三層結構，厚約7.5nm。這就是所謂的“單位膜”模型。它由厚約3.5nm的雙層脂分子和內(nèi)外表面各厚約2nm的蛋白質構成。單位膜模型的不足之處在于把膜的動態(tài)結構描寫成靜止不變的。當前第23頁\共有69頁\編于星期四\12點3.2質膜的結構

3.2.1質膜結構的研究歷史

3.2.2質膜的流動鑲嵌模型

1.流動鑲嵌

模型

2.質膜的流

動性

3.質膜的不

對稱性

4.脂筏

3.2.3細胞膜

的功能

5.

S.J.Singer&G.Nicolson1972年根據(jù)免疫熒光技術、冰凍蝕刻技術的研究結果，在“單位膜”模型的基礎上提出“流動鑲嵌模型”。強調(diào)膜的流動性和膜蛋白分布的不對稱性。

當前第24頁\共有69頁\編于星期四\12點3.2質膜的結構

3.2.1質膜結構的研究歷史

3.2.2質膜的流動鑲嵌模型

1.流動鑲嵌

模型

2.質膜的流

動性

3.質膜的不

對稱性

4.脂筏

3.2.3細胞膜

的功能

1.流動鑲嵌模型

fluidmosaicmodel

?細胞膜由流動的雙脂層和嵌在其中的蛋白質組成。

?

磷脂分子以疏水性尾部相對，極性頭部朝向水相組成生物膜骨架

?蛋白質或嵌在雙脂層表面，或嵌在其內(nèi)部，或橫跨整個雙脂層，表現(xiàn)出分布的不對稱性。當前第25頁\共有69頁\編于星期四\12點

2.質膜的流動性

質膜的流動性取決于膜脂和蛋白質的分子運動，膜脂分子的運動

有六種，而膜蛋白的分子運動主要有側向擴散和旋轉擴散兩種運動方式。

影響膜流動的因素主要來自膜本身，包括：

a).膽固醇：膽固醇含量增加會降低膜的流動性。

b).脂肪酸鏈的飽和度：脂肪酸鏈所含雙鍵越多越不飽和，使膜流動性增加。

c).脂肪酸鏈的鏈長：長鏈脂肪酸相變溫度高，膜流動性降低。

d).卵磷脂/鞘磷脂：該比例高則膜流動性增加，是因為鞘磷脂粘度高于卵磷脂。

e).其他因素：膜蛋白和膜脂的結合方式、溫度、酸堿度、離子強度等。3.2質膜的結構

3.2.1質膜結構的研究歷史

3.2.2質膜的流動鑲嵌模型

1.流動鑲嵌

模型

2.質膜的流

動性

3.質膜的不

對稱性

4.脂筏

3.2.3細胞膜

的功能

當前第26頁\共有69頁\編于星期四\12點3.2質膜的結構

3.2.1質膜結構的研究歷史

3.2.2質膜的流動鑲嵌模型

1.流動鑲嵌

模型

2.質膜的流

動性

3.質膜的不

對稱性

4.脂筏

3.2.3細胞膜

的功能

3.質膜的不對稱性

質膜的內(nèi)外兩層的組分有明顯的差異，稱為膜的不對稱性。膜脂、膜蛋白和復合糖在膜上均呈不對稱分布，導致膜功能的不對稱性和方向性，即膜內(nèi)外兩層的流動性不同，使物質傳遞有一定方向，信號的接受和傳遞也有一定方向等。

?膜脂的不對稱性：同一種脂分子在膜的脂雙層中呈不均勻分布，如：PC和SM主要分布在外小葉，PE和PS分布在內(nèi)小葉。

?某些膜蛋白只有在特定膜脂存在時才能發(fā)揮其功能，如：去除周圍的脂，則Na+-K+-ATP酶失去活性，線粒體內(nèi)膜的細胞色素氧化酶，需要心磷脂存在才具活性。

?復合糖的不對稱性：糖脂和糖蛋白只分布于細胞膜的外表面。

?膜蛋白的不對稱性：每種膜蛋白分子在細胞膜上都具有特定的方向性和分布的區(qū)域性。如各種激素受體分布在細胞膜外表面，細胞色素氧化酶位于線粒體內(nèi)膜基質側。當前第27頁\共有69頁\編于星期四\12點3.2質膜的結構

3.2.1質膜結構的研究歷史

3.2.2質膜的流動鑲嵌模型

1.流動鑲嵌

模型

2.質膜的流

動性

3.質膜的不

對稱性

4.脂筏

3.2.3細胞膜

的功能

4.

脂筏

lipidraft

?是富含膽固醇和鞘磷脂的微結構（microdomain）。

?約70nm左右，是一種動態(tài)結構，位于質膜的外小頁。

?介于無序液體與液晶之間，稱為有序液體（Liquidordered）。

?在低溫下這些區(qū)域能抵抗非離子去垢劑的抽提，稱為抗去垢劑膜DRMs，（detergent-resistantmembranes）。

?就像一個蛋白質停泊的平臺，與膜的信號轉導、蛋白質分選均有密切的關系。當前第28頁\共有69頁\編于星期四\12點3.2質膜的結構

3.2.1質膜結構的研究歷史

3.2.2質膜的流動鑲嵌模型

1.流動鑲嵌

模型

2.質膜的流

動性

3.質膜的不

對稱性

4.脂筏

3.2.3細胞膜

的功能

3.2.3細胞膜的功能1）為細胞的生命活動提供相對穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境；2）選擇性的物質運輸，包括代謝底物的輸入與代謝產(chǎn)物的排出；3）提供細胞識別位點，并完成細胞內(nèi)外信息的跨膜傳遞；4）為多種酶提供結合位點，使酶促反應高效而有序地進行；5）介導細胞與細胞、細胞與基質之間的連接；6）參與形成具有不同功能的細胞表面特化結構。當前第29頁\共有69頁\編于星期四\12點3.3細胞表面的分化

細胞外被

1.細胞外被

2.胞外基質

①膠原

②氨基聚糖

和蛋白聚糖

③纖連蛋白

和層粘連蛋白

④彈性蛋白

質膜的特化結構

1.膜骨架

2.微絨毛

3.褶皺

4.鞭毛纖毛1.細胞外被

cellcoat

動物細胞表面的一層富含糖類物質的結

構，稱為細胞外被或糖萼。用重金屬染

料，如釕紅染色后，在電鏡下可顯示厚

約10~20nm的結構，邊界不甚明確。

作用：保護，細胞識別，與細胞表面的

抗原性有關。

–紅細胞質膜上的糖脂是ABO血型系統(tǒng)的血

型抗原，糖鏈結構基本相同，只是糖鏈末

端的糖基有所不同。A型血的糖鏈末端為

N-乙酰半乳糖；B型血為半乳糖；O型血則

缺少這兩種糖基。當前第30頁\共有69頁\編于星期四\12點細胞外被是細胞膜的正常結構組分!!!當前第31頁\共有69頁\編于星期四\12點巖藻糖半乳糖N-乙酰葡糖胺葡萄糖半乳糖半乳糖巖藻糖半乳糖N-乙酰葡糖胺葡萄糖半乳糖N-乙酰半乳糖苷巖藻糖半乳糖N-乙酰葡糖胺葡萄糖半乳糖O-抗原A-抗原B-抗原半乳糖N-乙酰半乳糖苷++當前第32頁\共有69頁\編于星期四\12點3.3細胞表面的分化

細胞外被

1.細胞外被

2.胞外基質

①膠原

②氨基聚糖

和蛋白聚糖

③纖連蛋白

和層粘連蛋白

④彈性蛋白

質膜的特化結構

1.膜骨架

2.微絨毛

3.褶皺

4.鞭毛纖毛2.

胞外基質extracellularmatrix

指分布于細胞外空間,由細胞分泌的蛋白和多糖所構成的網(wǎng)絡結構。

主要功能：

構成支持細胞的框架，負責組織的構建；

胞外基質三維結構及成份的變化，改變細胞微環(huán)境從而對細胞形態(tài)、生長、分裂、分化和凋亡起重要的調(diào)控作用。（詳見后）

胞外基質的信號功能

當前第33頁\共有69頁\編于星期四\12點真核細胞的細胞外結構

（extracellularstructures）生物種類細胞外結構結構纖維水化基質組分粘連分子動物細胞胞外基質膠原彈性蛋白氨基聚糖蛋白聚糖纖粘連蛋白層粘連蛋白植物細胞細胞壁纖維素

半纖維伸展蛋白果膠質當前第34頁\共有69頁\編于星期四\12點胞外基質主要成分與結構示意圖當前第35頁\共有69頁\編于星期四\12點

常見的膠原類型及其分布

已知至少19種膠原，由不同的結構基因編碼。膠原是細胞外基質中最主要的水不溶性纖維蛋白；

Ⅰ～Ⅲ型膠原含量最豐富，形成類似纖維結構；但并非所有膠原都形成纖維；

Ⅰ型膠原纖維束,主要分布于皮膚、肌腱、韌帶及骨中,具有很強的抗張強度；

Ⅱ型膠原主要存在于軟骨中；

Ⅲ型膠原形成微細的原纖維網(wǎng)，廣泛分布于伸展性的組織，如疏松結締組織；

Ⅳ型膠原形成二維網(wǎng)格樣結構,是基膜的主要成分及支架。3.3細胞表面的分化

細胞外被

1.細胞外被

2.胞外基質

①膠原

②氨基聚糖

和蛋白聚糖

③纖連蛋白

和層粘連蛋白

④彈性蛋白

質膜的特化結構

1.膜骨架

2.微絨毛

3.褶皺

4.鞭毛纖毛當前第36頁\共有69頁\編于星期四\12點3.3細胞表面的分化

細胞外被

1.細胞外被

2.胞外基質

①膠原

②氨基聚糖

和蛋白聚糖

③纖連蛋白

和層粘連蛋白

④彈性蛋白

質膜的特化結構

1.膜骨架

2.微絨毛

3.褶皺

4.鞭毛纖毛

膠原Collagen

及其分子結構

膠原纖維的基本結構單位是原膠原；

原膠原是三條肽鏈形成的三股螺旋，含有三種結構：螺旋區(qū)，非螺旋區(qū)及球形結構域。

每條鏈由重復的Gly-X-Y序列構成。通常X=pro，Y=hyp

或

hyl。Gly-X-Y序列使α鏈卷曲為左手螺旋。三股鏈再繞成右手超螺旋。

在膠原纖維內(nèi)部,原膠原蛋白分子呈1/4交替平行排列，一個原膠原分子頭部與下一個原膠原分子尾部有一個小間隙，形成

67nm的周期性橫紋(I、II、III、V、XI)。當前第37頁\共有69頁\編于星期四\12點Structureofcollagen當前第38頁\共有69頁\編于星期四\12點膠原的合成與加工

由成纖維細胞、軟骨細胞、成骨細胞、上皮細

胞合成。膠原蛋白在RER上合成，并形成前膠原；前膠原是原膠原的前體和分泌形式，在細胞外由兩種專一性不同的蛋白水解酶作用,分別切去N-末端前肽及C-末端前肽,成為原膠原；形成三股螺旋之前于pro及l(fā)ys殘基上進行羥基化修飾。

羥化反應的催化劑為脯氨酰4羥化酶和脯氨酰3羥化酶。

維生素C是這兩種酶所必需的輔助子。

未羥化的原膠原在細胞內(nèi)降解，因此VC缺乏則膠原生成不良而導致壞血病。原膠原進而聚合裝配成膠原原纖維（collagenfibril）和膠原纖維（collagenfiber）原膠原間的交聯(lián)由側向相鄰的lys或hly間進行羥醛縮合產(chǎn)生。原膠原共價交聯(lián)后成為具有抗張強度的不溶性膠原。

胚胎及新生兒的膠原因缺乏分子間的交聯(lián)而易于抽提。

隨年齡增長，交聯(lián)日益增多，組織僵硬老化。膠原是人體最豐富的蛋白，占蛋白總量的

30％以上。3.3細胞表面的分化

細胞外被

1.細胞外被

2.胞外基質

①膠原

②氨基聚糖

和蛋白聚糖

③纖連蛋白

和層粘連蛋白

④彈性蛋白

質膜的特化結構

1.膜骨架

2.微絨毛

3.褶皺

4.鞭毛纖毛當前第39頁\共有69頁\編于星期四\12點當前第40頁\共有69頁\編于星期四\12點3.3細胞表面的分化

細胞外被

1.細胞外被

2.胞外基質

①膠原

②氨基聚糖

和蛋白聚糖

③纖連蛋白

和層粘連蛋白

④彈性蛋白

質膜的特化結構

1.膜骨架

2.微絨毛

3.褶皺

4.鞭毛纖毛

膠原的功能

膠原在胞外基質中含量最高，剛性及抗張力強度最大，構成細胞外基質的骨架結構，細胞外基質中的其它組分通過與膠原結合形成結構與功能的復合體；在不同組織中，膠原組裝成不同的纖維形式，以適應特定功能的需要；膠原可被膠原酶特異降解，而參入胞外基質信號傳遞的調(diào)控網(wǎng)絡中。

當前第41頁\共有69頁\編于星期四\12點3.3細胞表面的分化

細胞外被

1.細胞外被

2.胞外基質

①膠原

②氨基聚糖

和蛋白聚糖

③纖連蛋白

和層粘連蛋白

④彈性蛋白

質膜的特化結構

1.膜骨架

2.微絨毛

3.褶皺

4.鞭毛纖毛

氨基聚糖及蛋白聚糖

1．氨基聚糖glycosaminoglycanGAG是重復二糖單位構成的無分枝長鏈多糖。二糖單位通常由氨基已糖和糖醛酸組成。可分為六種：透明質酸、硫酸軟骨素、硫酸皮膚素、硫酸乙酰肝素、肝素、硫酸角質素。透明質酸(HA)是唯一不硫酸化的

GAG，含多達10萬個糖基?？山Y合大量水分子，賦予組織一定的抗壓性。除HA及肝素,其他GAG均不游離存在.當前第42頁\共有69頁\編于星期四\12點氨基聚糖的分子特性及分布氨基聚糖二糖單位硫酸基分布組織透明質酸葡萄糖醛酸，N-乙酰葡萄糖0結締組織、皮膚、軟骨、玻璃體、滑液硫酸軟骨素葡萄糖醛酸，N-乙酰半乳糖0.2~2.3軟骨、角膜、骨、皮膚、動脈硫酸皮膚素葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸，N-乙酰葡萄糖1.0~2.0皮膚、血管、心、心瓣膜硫酸乙酰肝素葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸，N-乙酰葡萄糖0.2~3.0肺、動脈、細胞表面肝素葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸，N-乙酰葡萄糖2.0~3.0肺、肝、皮膚、肥大細胞硫酸角質素半乳糖，N-乙酰葡萄糖0.9~1.8軟骨、角膜、椎間盤當前第43頁\共有69頁\編于星期四\12點3.3細胞表面的分化

細胞外被

1.細胞外被

2.胞外基質

①膠原

②氨基聚糖

和蛋白聚糖

③纖連蛋白

和層粘連蛋白

④彈性蛋白

質膜的特化結構

1.膜骨架

2.微絨毛

3.褶皺

4.鞭毛纖毛2．蛋白聚糖proteoglycan是氨基聚糖（除HA）與核心蛋白質的共價結合物。核心蛋白質的Ser殘基在高爾基體中裝配上GAG鏈。首先合成由四糖組成的連接橋（Xyl-Gal-Gal-GlcUA）連接到Ser殘基上，然后再延長糖鏈。HA以非共價鍵連接許多蛋白聚糖單體巨分子。當前第44頁\共有69頁\編于星期四\12點核心蛋白硫酸軟骨素硫酸角質素透明質酸蛋白聚糖構成的模式圖Linkprotein當前第45頁\共有69頁\編于星期四\12點3.3細胞表面的分化

細胞外被

1.細胞外被

2.胞外基質

①膠原

②氨基聚糖

和蛋白聚糖

③纖連蛋白

和層粘連蛋白

④彈性蛋白

質膜的特化結構

1.膜骨架

2.微絨毛

3.褶皺

4.鞭毛纖毛

纖連蛋白和層粘連蛋白

1.層粘連蛋白(laminin)

層粘連蛋白是高分子糖蛋白（820KD），動物胚胎及成體組織基膜主要結構組分之一；

層粘連蛋白由一條重鏈和兩條輕鏈構成

細胞通過層粘連蛋白錨定于基膜上；

層粘連蛋白中至少存在兩個不同的受體結合部位：

與Ⅳ型膠原的結合部位；

與細胞質膜上的整合素結合的

Arg-Gly-Asp(R-G-D)序列。

層粘連蛋白在胚胎發(fā)育及組織分化中具有重要作用；層粘連蛋白也與腫瘤細胞的轉移有關。當前第46頁\共有69頁\編于星期四\12點層粘連蛋白分子示意圖當前第47頁\共有69頁\編于星期四\12點基膜中的層粘連分子Perl:基底膜蛋白聚糖En:巢蛋白Col-Ⅳ:四型膠原Lm:層粘連分子當前第48頁\共有69頁\編于星期四\12點3.3細胞表面的分化

細胞外被

1.細胞外被

2.胞外基質

①膠原

②氨基聚糖

和蛋白聚糖

③纖連蛋白

和層粘連蛋白

④彈性蛋白

質膜的特化結構

1.膜骨架

2.微絨毛

3.褶皺

4.鞭毛纖毛2.纖連蛋白(fibronectin)

纖連蛋白是高分子量糖蛋白（220--250KD）;

纖連蛋白的主要功能：

介導細胞粘著，進而調(diào)節(jié)細胞的形狀和細胞骨架的組織，促進細胞鋪展；

在胚胎發(fā)生過程中，纖連蛋白對于許多類型細胞的遷移和分化是必須的；

在創(chuàng)傷修復中，纖連蛋白促進巨噬細胞和其它免疫細胞遷移到受損部位；

在血凝塊形成中，纖連蛋白促進血小板附著于血管受損部位。當前第49頁\共有69頁\編于星期四\12點3.3細胞表面的分化

細胞外被

1.細胞外被

2.胞外基質

①膠原

②氨基聚糖

和蛋白聚糖

③纖連蛋白

和層粘連蛋白

④彈性蛋白

質膜的特化結構

1.膜骨架

2.微絨毛

3.褶皺

4.鞭毛纖毛

纖連蛋白分型：

血漿纖連蛋白：V字形二聚體，可溶，存在于血漿、體液。

細胞纖連蛋白：多聚體，不溶，存在于ECM及細胞表面。

已鑒定的FN亞單位20種以上，為同一基因的表達產(chǎn)物，每個亞單位由數(shù)個結構域構成，RGD（Arg-Gly-Asp）三肽序列是細胞識別的最小結構單位；由同一基因編碼，轉錄后拼接不同，形成多種異型分子。

FN的膜蛋白受體為整合素家族成員之一，在其細胞外功能區(qū)有與RGD高親和性結合部位。當前第50頁\共有69頁\編于星期四\12點當前第51頁\共有69頁\編于星期四\12點纖連蛋白分子通過整聯(lián)蛋白與細胞骨架結合的示意圖當前第52頁\共有69頁\編于星期四\12點3.3細胞表面的分化

細胞外被

1.細胞外被

2.胞外基質

①膠原

②氨基聚糖

和蛋白聚糖

③纖連蛋白

和層粘連蛋白

④彈性蛋白

質膜的特化結構

1.膜骨架

2.微絨毛

3.褶皺

4.鞭毛纖毛

彈性蛋白elastin是彈性纖維的主要成分。由二類短肽交替排列構成。

–

一種是疏水短肽，賦予分子以彈性;–

另一種為富Ala及Lys殘基的α螺旋，負責在相鄰分子間交聯(lián)，形成網(wǎng)狀結構。彈性蛋白外面包著一層由微原纖維（糖蛋白）構成的殼。老年組織中彈性蛋白的生成減少，降解增強，以致組織失去彈性。當前第53頁\共有69頁\編于星期四\12點當前第54頁\共有69頁\編于星期四\12點3.3細胞表面的分化

細胞外被

1.細胞外被

2.胞外基質

①膠原

②氨基聚糖

和蛋白聚糖

③纖連蛋白

和層粘連蛋白

④彈性蛋白

質膜的特化結構

1.膜骨架

2.微絨毛

3.褶皺

4.鞭毛纖毛??

細胞膜常與膜下結構相互聯(lián)系，協(xié)同作用，并形成細胞表面的某些特化結構以完成特定的功能。這些特化結構包括膜骨架、微絨毛、褶皺及鞭毛纖毛等等，分別與細胞形態(tài)的維持、細胞運動、細胞的物質交換等功能有關。當前第55頁\共有69頁\編于星期四\12點3.3細胞表面的分化

細胞外被

1.細胞外被

2.胞外基質

①膠原

②氨基聚糖

和蛋白聚糖

③纖連蛋白

和層粘連蛋白

④彈性蛋白

質膜的特化結構

1.膜骨架

2.微絨毛

3.褶皺

4.鞭毛纖毛1.

膜骨架membraneassociatedcytoskeleton

膜骨架指質膜下與膜蛋白相連的由纖維蛋白組成的網(wǎng)架結構(meshwork)，它參與維持質膜的形狀并協(xié)助質膜完成多種生理功能。

SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳分析表明，血影蛋白主要成分包括：血影蛋白（spectrin）、錨蛋白（ankyrin）、帶3蛋白、帶4.1蛋白、肌動蛋白（actin）和血型糖蛋白（glycophorin）。

–血影蛋白：由結構相似的α鏈、β鏈組成一個異二聚體，兩個二聚體頭與頭相接連形成一個四聚體。

–錨蛋白：與血影蛋白和帶3蛋白的胞質部相連，將血影蛋白網(wǎng)絡連接到質膜上。

–帶3蛋白：是陰離子載體，通過交換Cl－，使HCO－3進入紅細胞，為二聚體。每個單體含929個氨基酸，穿膜12次。

當前第56頁\共有69頁\編于星期四\12點當前第57頁\共有69頁\編于星期四\12點3.3細胞表面的分化

細胞外被

1.細胞外被

2.胞外基質

①膠原

②氨基聚糖

和蛋白聚糖

③纖連蛋白

和層粘連蛋白

④彈性蛋白

質膜的特化結構

1.膜骨架

2.微絨毛

3.褶皺

4.鞭毛纖毛2.微絨毛

microvillus

微絨毛是細胞表面伸出的細長指狀突起，廣泛存在于動物細胞表面。微絨毛直徑約為0.1μm，長度則因細胞種類和生理狀況不同而有所不同。微絨毛的內(nèi)芯由肌動蛋白絲束組成，肌動蛋白絲之間由許多微絨毛蛋白（villin）和絲束蛋白（fimbrin）組成的橫橋相連。微絨毛側面質膜有側臂(含有myosinI和鈣調(diào)蛋白)與肌動蛋白絲束相連，從而將肌動蛋白絲束固定。當前第58頁\共有69頁\編于星期四\12點

微絨毛的結構當前第59頁\共有69頁\編于星期四\12點3.3細胞表面的分化

細胞外被

1.細胞外被

2.胞外基質

①膠原

②氨基聚糖

和蛋白聚糖

③纖連蛋白

和層粘連蛋白

④彈性蛋白

質膜的特化結構

1.膜骨架

2.微絨毛

3.褶皺

4.鞭毛纖毛

3.褶皺ruffleorlamellipodium

在細胞表面還有一種扁形突起，稱為皺褶或片足。皺褶在形態(tài)上不同于微絨毛，它寬而扁，寬度不等，厚度與微絨毛直徑相等，約0.1μm，高達幾微米。在巨噬細胞的表面上，普遍存在著皺褶結構，與吞噬顆粒物質有關。當前第60頁\共有69頁\編于星期四\12點內(nèi)褶當前第61頁\共有69頁\編于星期四\12點3.3細胞表面的分化

細胞外被

1.細胞外被

2.胞外基質

①膠原

②氨基聚糖

和蛋白聚糖

③纖連蛋白

和層粘連蛋白

④彈性蛋白

質膜的特化結構

1.膜骨架

2.微絨毛

3.褶皺

4.鞭毛纖毛4.鞭毛纖毛（flagelliumandcilium）

鞭毛和纖毛是細胞表面伸出的條狀運動裝置.前者較短，約5~10um；后者較長，約150um，直徑均為0.15~0.3um。二者在結構上均由9+2微管構成，纖毛和鞭毛都來源于中心粒。鞭毛和纖毛均由基體和鞭桿兩部分構成，鞭毛中的微管為9+2結構，即由9個二聯(lián)微管和一對中央微管構成，其中二聯(lián)微管由AB兩個管組