細胞質(zhì)膜細胞外基質(zhì)演示文稿

細胞質(zhì)膜細胞外基質(zhì)演示文稿本文檔共47頁；當前第1頁；編輯于星期一\18點47分（優(yōu)選）細胞質(zhì)膜細胞外基質(zhì)本文檔共47頁；當前第2頁；編輯于星期一\18點47分二、膠原(collagen)

膠原是胞外基質(zhì)最基本結(jié)構(gòu)成份之一，動物體內(nèi)含量最豐富的蛋白（總量的30％以上）。

常見的膠原類型及其在組織中的分布

膠原及其分子結(jié)構(gòu)

膠原的合成與加工

膠原的功能

P523-527本文檔共47頁；當前第3頁；編輯于星期一\18點47分三、糖胺聚糖和蛋白聚糖糖胺聚糖(glycosaminoglycan,GAGs)蛋白聚糖(proteoglycan)構(gòu)成親水性凝膠賦予組織彈性、抗壓性相關(guān)疾?。赫扯嗵抢鄯e病動脈粥樣硬化腫瘤的發(fā)生、侵襲和轉(zhuǎn)移p528本文檔共47頁；當前第4頁；編輯于星期一\18點47分四、纖粘連蛋白和層粘連蛋白層粘連蛋白(laminin)纖粘連蛋白(fibronectin)

纖粘連蛋白是高分子量糖蛋白（220-250KD）纖粘連蛋白分型：纖粘連蛋白的主要功能：

介導(dǎo)細胞與ECM的粘著，調(diào)節(jié)細胞的形狀和細胞骨架組織---粘著斑；在胚胎發(fā)生過程中,促進細胞的遷移和分化；在創(chuàng)傷修復(fù)中,促進巨噬細胞和其它的免疫細胞遷移到受損部位；在血凝塊形成中,纖粘連蛋白促進血小板附著于血管受損部位。P529-531本文檔共47頁；當前第5頁；編輯于星期一\18點47分二、彈性蛋白(elastin)

彈性蛋白是彈性纖維的主要成分；主要存在于脈管壁及肺。

彈性纖維與膠原纖維共同存在,分別賦予組織以彈性及抗張性。

結(jié)構(gòu)特點:高度疏水的非糖基化纖維蛋白

構(gòu)象呈無規(guī)則卷曲狀態(tài); 通過Lys殘基相互交連成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

富含Gly、Pro很少羥化，無糖基化修飾不含Gly-X-Y重復(fù)序列p527本文檔共47頁；當前第6頁；編輯于星期一\18點47分六、植物細胞壁

植物細胞壁的組成

植物細胞壁的功能

增加細胞強度，提供支持功能；信息儲存庫的功能：產(chǎn)生多種寡糖素作為信號物質(zhì)，或抵抗病、蟲害，或作為細胞生長和發(fā)育的信號物質(zhì)。

本文檔共47頁；當前第7頁；編輯于星期一\18點47分細胞外基質(zhì)(extracellularmatrix)

結(jié)構(gòu)組成：

指分布于細胞外空間,由細胞分泌的蛋白和多糖所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要功能：

構(gòu)成支持細胞的框架，負責(zé)組織的構(gòu)建；

胞外基質(zhì)三維結(jié)構(gòu)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、分化和凋亡起重要調(diào)控作用

胞外基質(zhì)的信號功能---與疾病之間關(guān)系

粘多糖累積病、壞血病、惡性腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移p522本文檔共47頁；當前第8頁；編輯于星期一\18點47分真核細胞的細胞外結(jié)構(gòu)

（extracellularstructures）

生物種類細胞外結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)纖維水化基質(zhì)組分粘連分子動物細胞植物細胞細胞外基質(zhì)細胞壁膠原彈性蛋白纖維素蛋白聚糖半纖維素伸展蛋白纖粘連蛋白層粘連蛋白果膠質(zhì)本文檔共47頁；當前第9頁；編輯于星期一\18點47分常見的膠原類型及其在組織中的分布膠原是細胞外基質(zhì)中最主要的水不溶性纖維蛋白；Ⅰ～Ⅲ型膠原含量最豐富,形成類似的纖維結(jié)構(gòu)；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，如皮膚、血管、內(nèi)臟等疏松結(jié)締組織; Ⅳ型膠原形成二維網(wǎng)格樣結(jié)構(gòu),是基膜的主要成分及支架。

p523本文檔共47頁；當前第10頁；編輯于星期一\18點47分膠原及其分子結(jié)構(gòu)

膠原纖維的基本結(jié)構(gòu)單位是原膠原；原膠原是由三條肽鏈盤繞成的三股螺旋結(jié)構(gòu)；富含Gly（甘）,Pro（脯）和Lys（賴）三肽重復(fù)序列：Gly-X-Y

特征性化學(xué)修飾：Pro，Lys羥基化；Lys選擇性糖基化

對膠原纖維的高級結(jié)構(gòu)的形成是重要的；在膠原纖維內(nèi)部,原膠原蛋白分子呈1/4交替平行

排列,形成周期性橫紋。

p524X：Pro；Y：Hypro/Hylys本文檔共47頁；當前第11頁；編輯于星期一\18點47分膠原的合成與加工

前體肽鏈在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成，并形成前原膠原(preprocollagen)； 前原膠原(preprocollagen)是原膠原前體和分泌形式， 在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成、加工與組裝，經(jīng)高爾基體分泌。

前原膠原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（procollagen）；

原膠原進而聚合裝配成膠原原纖維（collagenfibril）、膠原纖維（collagenfiber）。

本文檔共47頁；當前第12頁；編輯于星期一\18點47分膠原的功能

膠原在胞外基質(zhì)中含量最高,剛性及抗張力強度最大,構(gòu)成胞外基質(zhì)的骨架結(jié)構(gòu)；在不同組織中，膠原組裝成不同的纖維形式,以適應(yīng)特定功能的需要，如骨和角膜；膠原可被膠原酶特異降解，而參入到胞外基質(zhì)信號傳遞的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中。

膠原具有促進細胞生長的作用，如肝細胞等在含有膠原的培養(yǎng)基上生長較快。在細胞分化中，膠原基質(zhì)和提純的膠原底物具有維持并誘導(dǎo)細胞分化的作用。p527膠原纖維分層排布，同一層—平行；相鄰層---垂直夾板樣結(jié)構(gòu)為細胞外基質(zhì)提供了一個水不溶性的框架，決定胞外基質(zhì)的機械性質(zhì)。某一特定組織的性能通常與膠原分子的三維結(jié)構(gòu)有關(guān)。本文檔共47頁；當前第13頁；編輯于星期一\18點47分糖胺聚糖

糖胺聚糖是由重復(fù)的二糖單位構(gòu)成的長鏈多糖

透明質(zhì)酸是增殖細胞和遷移細胞的胞外基質(zhì)主要成分,尤其在胚胎組織中；也是蛋白聚糖的主要結(jié)構(gòu)組分

在結(jié)締組織中起強化、彈性和潤滑作用

透明質(zhì)酸使細胞保持彼此分離,使細胞易于運動、促進細胞遷移和增殖，并阻止細胞分化

透明質(zhì)酸(hyaluronicacid)及其生物學(xué)功能

二糖單位之一是氨基己糖(氨基葡萄糖或氨基半乳糖)，故稱為糖胺聚糖；另外就是糖醛酸;

糖胺聚糖:透明質(zhì)酸、4-硫酸軟骨素、6-硫酸軟骨素、硫酸皮膚素、硫酸乙酰肝素、肝素和硫酸角質(zhì)素等。本文檔共47頁；當前第14頁；編輯于星期一\18點47分蛋白聚糖（PG）蛋白聚糖存在于所有的結(jié)締組織和胞外基質(zhì)及許多細胞表面蛋白聚糖由糖胺聚糖與核心蛋白(coreprotein)的絲氨酸殘基共價連接形成單體。若干蛋白聚糖單體借連接蛋白以非共價鍵與透明質(zhì)酸結(jié)合形成多聚體蛋白聚糖的特性與功能本文檔共47頁；當前第15頁；編輯于星期一\18點47分層粘連蛋白(laminin)層粘連蛋白是高分子糖蛋白（820KD）,動物胚胎及成體組織的基膜的主要結(jié)構(gòu)組分之一；

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(jié)合部位：功能：層粘連蛋白在胚胎發(fā)育及組織分化中具有重要作用通過laminin把上皮細胞固定在基膜上影響細胞生長、遷移、分化，與腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移有關(guān)層粘連蛋白的結(jié)構(gòu)由一條重鏈和兩條輕鏈構(gòu)成:本文檔共47頁；當前第16頁；編輯于星期一\18點47分結(jié)構(gòu)：由兩條相似的肽鏈組成呈V字形,借二硫鍵相連形式：①血漿纖粘連蛋白：可溶形式存在于血漿及各種體液，二聚體。

②細胞纖粘連蛋白：是多聚體，不溶形式存在于胞外基質(zhì)及細胞表面。每條肽鏈為同一基因的表達產(chǎn)物,由數(shù)個結(jié)構(gòu)域構(gòu)成，RGD三肽序列是為細胞識別的最小結(jié)構(gòu)單位纖粘連蛋白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(jié)合部位。本文檔共47頁；當前第17頁；編輯于星期一\18點47分纖維素（cellulose）纖維素微原纖維（microfibril）

是由葡萄糖分子以（1→4）糖苷鍵連接起來的先行多聚體分子，聚集成束形成微原纖維，其走向受胞質(zhì)中微觀網(wǎng)架的影響；為細胞壁提供了抗張強度半纖維素（hemicellulose）:

木糖、半乳糖和葡萄糖等組成的高度分支的多糖，通過氫鍵與微原纖維連接。

介導(dǎo)微原纖維彼此連接或使之與其它基質(zhì)成分(果膠質(zhì))連接。果膠質(zhì)（pectin）：含有大量攜帶負電荷的糖，結(jié)合Ca2+等陽離子,被高度水化形成凝膠。常用于食品加工

果膠質(zhì)與半纖維素橫向連接,參與細胞壁復(fù)雜網(wǎng)架的形成。本文檔共47頁；當前第18頁；編輯于星期一\18點47分圖15-25膀胱上皮細胞表面的糖被，釕紅染色的電鏡超薄切片 （梁鳳霞，丁明孝）

p532本文檔共47頁；當前第19頁；編輯于星期一\18點47分整聯(lián)蛋白蛋白聚糖層粘連蛋白纖連蛋白膠原細胞外基質(zhì)主要成分及結(jié)構(gòu)示意圖本文檔共47頁；當前第20頁；編輯于星期一\18點47分直徑1.5nm長300nm原膠原間共價交聯(lián)，呈階梯狀排列，形成膠原纖維，在電鏡下可見間隔67nm的橫紋。本文檔共47頁；當前第21頁；編輯于星期一\18點47分（a）膠原纖維的分子結(jié)構(gòu)與形成過程(Ⅰ～Ⅶ)；（b）膠原纖維的電鏡照片

本文檔共47頁；當前第22頁；編輯于星期一\18點47分核心蛋白硫酸軟骨素A蛋白聚糖單體B硫酸軟骨素、硫酸角質(zhì)素、透明質(zhì)酸C蛋白聚糖的模式圖D軟骨中的蛋白聚糖電鏡照片本文檔共47頁；當前第23頁；編輯于星期一\18點47分合成與裝配：核心蛋白肽鏈合成裝配氨基聚糖GAG鏈硫酸化、異構(gòu)化修飾特性：高多態(tài)性高分子量高含糖量本文檔共47頁；當前第24頁；編輯于星期一\18點47分p103本文檔共47頁；當前第25頁；編輯于星期一\18點47分本文檔共47頁；當前第26頁；編輯于星期一\18點47分FN將細胞連接到細胞外基質(zhì)上

本文檔共47頁；當前第27頁；編輯于星期一\18點47分本文檔共47頁；當前第28頁；編輯于星期一\18點47分本文檔共47頁；當前第29頁；編輯于星期一\18點47分糖胺聚糖的分子特性及分布本文檔共47頁；當前第30頁；編輯于星期一\18點47分 軟骨中的蛋白聚糖是最大巨分子之一,賦予軟骨以凝膠樣特性和抗變形能力； 蛋白聚糖可視為細胞外的激素富集與儲存庫，可與纖維細胞生長因子(FGF）、轉(zhuǎn)化生長因子等多種生長因子結(jié)合，完成信號的傳導(dǎo)。

選擇滲透性（分子篩）、透光性、抗凝血等

蛋白聚糖的功能p529本文檔共47頁；當前第31頁；編輯于星期一\18點47分二、彈性蛋白（elastin）

彈性蛋白纖維網(wǎng)絡(luò)賦予組織以彈性，彈性纖維的伸展性比同樣橫截面積的橡皮條至少大5倍。

彈性蛋白由兩種類型短肽段交替排列構(gòu)成：一種是疏水短肽賦予分子以彈性；另一種短肽為富丙氨酸及賴氨酸殘基的α螺旋，負責(zé)在相鄰分子間形成交聯(lián)。本文檔共47頁；當前第32頁；編輯于星期一\18點47分本文檔共47頁；當前第33頁；編輯于星期一\18點47分伸展蛋白(extensin)：糖蛋白,在初生壁中含量可多達15％，含有大量的羥脯氨酸殘基，其肽鏈長度的一半是Ser-Hyp-Hyp-Hyp四肽序列的重復(fù)。糖的總量約占65％。木質(zhì)素(lignin)：由酚殘基形成的水不溶性多聚體。

參與次生壁形成,并以共價鍵與細胞壁多糖交聯(lián),大大增加了細胞壁的強度與抗降解。

初生細胞壁可看成凝膠樣基質(zhì)，纖維素纖維埋于其中。這種細胞壁比動物細胞的胞外基質(zhì)具有更大的通透性，水和離子可在細胞壁中自由擴散。植物激素相對分子質(zhì)量為500以下的水溶性小分子也可通過。本文檔共47頁；當前第34頁；編輯于星期一\18點47分本文檔共47頁；當前第35頁；編輯于星期一\18點47分本文檔共47頁；當前第36頁；編輯于星期一\18點47分如果編碼膠原的基因發(fā)生突變，將導(dǎo)致膠原病。若影響到膠原纖維的正確裝配，皮膚和其它各種結(jié)締組織就會因此降低強度而變得非常的松弛1）膠原病

壞血?。篤c缺乏導(dǎo)致膠原生成障礙，血管、皮膚等變脆易出血。

過度松弛皮膚癥2）腫瘤本文檔共47頁；當前第37頁；編輯于星期一\18點47分

透明質(zhì)酸同糖胺聚糖和核心蛋白組成軟骨組織的蛋白聚糖復(fù)合物，稱為透明質(zhì)酸-蛋白聚糖復(fù)合物。在這種復(fù)合物中，透明質(zhì)酸作為一個長軸，將蛋白聚糖連接在一起，形成更大的更復(fù)雜的蛋白聚糖，使細胞外基質(zhì)具有更大的抗壓性結(jié)構(gòu)：最簡單不發(fā)生硫酸化含大量親水基團、負電荷形態(tài)：呈無規(guī)則卷曲狀降解：透明質(zhì)酸酶本文檔共47頁；當前第38頁；編輯于星期一\18點47分合成：細胞內(nèi)（細胞核-內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-高爾基體-分泌小泡）裝配：細胞外降解：細胞外本文檔共47頁；當前第39頁；編輯于星期一\18點47分

RGD序列:

FN及其他ECM中所含有的可被膜整合素識別的Arg-Gly-Asp三肽序列。是FN中可與細胞結(jié)合的結(jié)構(gòu)。纖粘連蛋白的結(jié)構(gòu)本文檔共47頁；當前第40頁；編輯于星期一\18點47分基膜(basallamina，basementmembrane)基膜是一種復(fù)合的細胞外結(jié)構(gòu)，通常位于上皮和內(nèi)皮的基底面，是細胞外基質(zhì)的特異區(qū)，將細胞層和其下的結(jié)締組織分開。

人皮膚的掃描電鏡照片顯示基膜將表皮細胞與底層細胞分開P532本文檔共47頁；當前第41頁；編輯于星期一\18點47分形成基膜的組織和細胞:①肌細胞和脂肪細胞的表面;②上皮組織基底面的下方，如皮膚上皮的下表面，將上皮細胞與結(jié)締組織分開;③血管內(nèi)皮細胞的下表面。此外，在施旺細胞(Schwanncells)的表面也覆蓋有基膜。●結(jié)構(gòu):基膜是由不同的蛋白纖維組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，LN不僅是基膜的主要成分，也是基膜的組織者，而Ⅳ型膠原則是基膜的網(wǎng)狀鋼架?！窆δ?

基膜不僅對組織結(jié)構(gòu)起支持作用，同時也是滲透性的障礙，調(diào)節(jié)分子和細胞的運動。本文檔共47頁；當前第42頁；編輯于星期一\18點47分跨膜連接蛋白細胞外配體結(jié)合細胞骨架類型形狀粘合帶鈣粘素/蛋白另一細胞的鈣粘素肌動蛋白連續(xù)帶狀粘合斑整聯(lián)蛋白胞外基質(zhì)ECM肌動蛋白局部斑狀/盤狀橋粒鈣粘素另一細胞的鈣粘素中間纖維局部紐扣半橋粒整聯(lián)蛋白胞外基質(zhì)ECM中間纖維局部半紐扣幾種錨定連接對比本文檔共47頁；當前第43頁；編輯于星期一\18點47分封閉連接緊密連接上皮組織間壁連接只存在于無脊椎動物中錨定連接連接肌動蛋白粘合帶上皮組織粘合斑上皮細胞基部連接中間纖維橋粒心肌、表皮半橋粒上皮細胞基部通訊連接間隙連接大多數(shù)動物組織中化學(xué)突觸神經(jīng)細胞