《细胞骨架蛋白》PPT课件

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1、第八章细胞骨架蛋白第一节概论第二节    中间丝蛋白质第三节肌动蛋白微丝系统第四节微管系统蛋白质细胞骨架蛋白：细胞质中由蛋白丝组成的非膜相结构系统的蛋白质称为细胞骨架蛋白.细胞骨架系统：微丝、微管和中间丝组成。三个系统分别由许多性质不同的蛋白质所构成，但它们的三维结构、装配和解聚、以及功能却有明显的共同之处。微管、微丝和中间丝蛋白免疫荧光图片大鼠肾细胞系（PtK-1）；绿色荧光（蛋白质）：红色荧光（细胞核DNA）广义的细胞骨架还包括核骨架（nucleoskeleton）、核纤层（nuclearlamina）细胞外基质（extracellularmatri

2、x）三者形成贯穿于细胞核、细胞质、细胞外的一体化网络结构。构成细胞骨架的主要蛋白质：肌动蛋白（肌动蛋白相关蛋白）微管蛋白（微管相关蛋白）中丝间蛋白（各种中间丝相关蛋白）本章主要介绍它们的分子特征，功能，纤丝的形成与解聚的调控。细胞骨架的功能：维持细胞一定的形状；参与动物细胞的运动（如巨噬细胞、白细胞通过阿米巴样的作用在组织中迁移与骨架的聚合和解聚相关。细胞分裂、收缩、细胞的纤毛活动都与细胞骨架有关。)细胞内部成分的转运（如神经轴突的生长，达500cm或更长。细胞分裂时，染色质向细胞的转移）细胞骨架的主要功能（来自G.Karp2002）第一节概论一、细胞骨

3、架的概念二、纤丝系统的功能三、相关蛋白的功能一、细胞骨架的概念当细胞膜被非离子型表面活性剂破坏时，大部分胞质流失，这一部分称胞液（cytosol）。细胞骨架（cytoskeleton）：细胞流失胞液后的不溶残余部分,仍保持细胞外形,具有决定细胞形态作用的纤维网络。细胞骨架相关蛋白：在肌动蛋白微丝、中间丝、微管纤丝纯化时被共同纯化的蛋白质，称为相关蛋白（associatedproteins）。二、纤丝系统的功能纤丝的功能有很多共同之处，如：①形成网络决定细胞的形状；②加固细胞成分；③纤维收缩（反平行纤丝滑行）如肌肉收缩；④杆体收缩（平行纤丝滑行）,如纤毛和

4、鞭毛活动；⑤导向转运的轨道，如神经细胞中沿微管转运物质或颗粒；⑥沿纤丝传导信息。三、相关蛋白的功能相关蛋白通过以下方式控制纤丝聚合：①与单体结合,防止单体聚合；②启动聚合过程；③当聚合达到一定长度后封闭纤丝的尾端（加帽）；④通过等量蛋白结合促进纤丝延长；⑤促进解聚，包括切短；⑥通过酶学作用修饰聚合体的亚单位；⑦结合在纤丝的周边而加固纤丝；⑧将纤丝交联成束或网络；⑨有时形成纤丝突起，与其他类型纤丝、膜系统相互作用，通过结构间的张力，形成交联桥，产生运动。第二节    中间丝一、中间丝的结构二、组成中间丝的蛋白质及其分类三、中间丝相关蛋白四、中间丝的功能一、

5、中间丝的结构各种中间丝（IF）结构非常相似，直径10nm,处于微管和微丝之间，故名中间丝（或10nm纤丝）。几种中间纤维的模式图中间丝巢蛋白(Nestin,一种中间丝蛋白，绿)神经胶质纤维酸性蛋白（GFAP,红）IF的蛋白质分子量和等电点不同，分成几类：细胞角蛋白（cytokeratin）结蛋白（desmin）波形蛋白（vimentin）神经丝蛋白（neurofilamentprotein）胶质原纤维酸性蛋白（glialfibrillaryacidicprotein,GFAP）核纤层蛋白（lamin）等。有些细胞IF很多，如上皮细胞(皮肤抗磨擦和脱水)，

6、有的细胞完全没有。IF蛋白的分子特征分子中有一个中间结构域，其中93%氨基酸可形成α螺旋，也称杆状结构域（roddomain），N端有Mr15kD头部，C端为Mr5-10kD尾部。杆状结构域具有7氨基酸重复序列，它们形成卷曲螺旋（coiledcoil），杆状结构域长度比较恒定（约310个氨基酸残基）。两端为非螺旋区，尾部耐受胰凝乳蛋白酶的水解，头部有许多β折叠结构，可被胰凝乳蛋白酶水解。中间丝的结构中间丝结构装配和排列尚有争议。IF单体二聚体双极性四聚体（中间丝中为平行四聚体）原丝（双股结构）中间丝(八条原纤维)二、中间丝的蛋白质及其分类据氨基酸序列、基

7、因结构、组装特性及组织特异性表达模式Ⅰ型（酸性）角蛋白；Ⅱ型（中性和碱性）角蛋白；Ⅲ型，如波形蛋白、结蛋白、胶质纤维酸性蛋白及外周蛋白；Ⅳ型，包括神经丝蛋白和α-介连蛋白；Ⅴ型，包括核纤层蛋白A及其剪切体核纤层蛋白C，核纤层蛋白B1和B2；Ⅵ型，包括巢蛋白、微管卷曲蛋白和desmuslin。植物、真核微生物、非脊椎动物细胞也有IF，结构基本相似，了解还不多。（一）角蛋白（IF多肽Ⅰ型和Ⅱ型的异多聚体）角蛋白家族是IF蛋白中存在最多的一类。据硫含量的多少（即二硫键）将角蛋白分为硬角蛋白和软角蛋白，占上皮细胞胞质蛋白的80%。角蛋白种类很多，皮肤细胞至少30

8、种。角蛋白分子通常形成异多聚体，即由一个Ⅰ型（酸性的）二聚体和一个Ⅱ型（中性/碱