医学细胞生物学：第九章 细 胞 外 基 质

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1、第九章细胞外基质extracellularmatrix,ECM概述概述：由细胞分泌到细胞外的各种蛋白和多糖等大分子物质。它们构成网络结构，与细胞构成组织和器官分布：结缔﹑上皮、神经、肌组织来源：成纤维细胞（主）特化组织细胞细胞外基质第一节化学组成和形态结构胶原蛋白、非胶原糖蛋白、弹性蛋白、氨基聚糖、蛋白聚糖凝胶样基质：为多糖。包括氨基聚糖、蛋白聚糖。具有抵抗压力作用纤维蛋白：胶原蛋白、弹性蛋白、非胶原糖蛋白。形成纤维，起结构作用，增强组织张力，有的起粘连作用一、胶原蛋白：简称胶原(collagen)：疏水性的纤维蛋白，属于硬蛋白类。占人体蛋白质的30%。遍

2、布于各种组织细胞间，构成细胞外基质的结构框架。1.结构特点：胶原蛋白基本结构是胶原分子。胶原类型很多，但基本结构特征是由三条ａ螺旋的肽链盘绕成的三股螺旋结构---原胶原分子（每条肽链约1000个氨基酸）。原胶原分子组合成胶原纤维。胶原的分子结构三条α多肽链组成的三股螺旋结构Gly（甘：1/3）,富含Pro（脯）和Lys（赖）三肽重复序列：Gly-X-YX：Pro；Y：Hypro/Hylys特征性化学修饰：Pro，Lys羟基化Lys选择性糖基化α链及胶原分子胶原的分子间和分子内交联胶原的分子结构2.类型：目前发现19种，最清楚的有四种。分布见181页表，不同

3、组织的胶原蛋白分子类型不同。每型胶原由三条相同或不同的α多肽链组成(20种),每种α多肽链由一种基因编码Ῑ胶原的主要类型胶原的主要类型及分布类型：分布：组织特异性I型--皮肤、肌腱、骨、眼角膜、韧带II型--软骨、椎间盘、脊索、玻璃体等III型--皮肤﹑血管壁、子宫、胃肠道等IV型--基底膜来源：I型:成纤维细胞II型：软骨细胞、成纤维细胞III型：网状细胞、成骨细胞IV型：上皮细胞等3.胶原的合成来源：成纤维细胞、软骨细胞、成骨细胞、上皮细胞等合成：细胞内：细胞核-内质网-高尔基体-分泌小泡.在内质网合成,在高尔基体加工成绳索状的前胶原分子，分泌到细胞外

4、细胞外：前胶原分子，由前肽酶切去前肽装配成30nm的原胶原纤维，若干原胶原纤维在经糖蛋白黏合成粗细不等的胶原纤维4.胶原的主要功能构成胞外基质的骨架结构；具有抗拉力的作用；刺激细胞增殖，诱导细胞分化。二、非胶原蛋白非胶原蛋白：糖蛋白种类:数十种，主要：纤粘连蛋白（fibronectin，FN）层粘连蛋白（laminin，LN）功能：是细胞外基质成分的组织者。可分别与细胞与细胞外基质结合，直接影响细胞的存活、形状、粘着铺展迁移增殖与分化。FNLN1.纤粘连蛋白FN（1）结构：是高分子糖蛋白，有20种亚单位，但为同一基因编码；每个亚单位有多个结构域，具有与细胞

5、表面受体、胶原等高亲和性的部位，即含有多种大分子结合位点,各亚单位在C-末端形成二硫键而交联。。（2）分布:广泛：血浆FN：可溶，由两种相似的肽链在C末端以二硫键形成V字形的二聚体。存在于血浆及各种液体中；细胞FN：不溶，多聚体，肽链间借助二硫键形成纤维束。分布在细胞外纤粘连蛋白（3）功能：多功能①介导细胞粘着：使细胞锚定在底物上而粘着②诱导细胞运动和迁移：如胚胎发育早期神经嵴细胞的迁移时，纤粘连蛋白为细胞的运动提供了轨道。③促进创面修复和血液凝固组织创伤时，免疫细胞可与血浆纤维蛋白结合，在伤口处吸引成纤维细胞、平滑肌细胞和内皮细胞向伤口迁移，形成肉芽。刺

6、激上皮细胞增生，修复创面。FN将细胞连接到细胞外基质上2.层粘连蛋白LN来源：上皮细胞、内皮细胞、肌细胞是各种动物胚胎及成体组织基膜的主要成分与IV型胶原共同构成基膜（1）分子结构高分子糖蛋白三条多肽链由二硫键交联构成十字形分子含有多种大分子结合位点（2）功能构成基膜的主要成分介导上皮细胞粘着于基膜在胚胎发育早期影响细胞粘附、迁移、分化、增殖等三、弹性蛋白（elastin）1、结构特点高度疏水的非糖基化纤维蛋白，830个氨基酸，由两种类型的短肽交替排列构成，相邻分子间形成交联。富含Gly、Pro很少羟化，无糖基化修饰，不含Gly-X-Y重复序列，故不形成规

7、则的螺旋结构呈无规则卷曲。胶原纤维弹性纤维3.功能:构成弹性纤维网络的主要成分赋予组织弹性和回缩能力，保证组织器官的弹性功能防止组织撕裂和过度伸展。4.分布：主要：脉管壁和肺，在皮肤、肌腱和疏松的结缔组织也少量存在。四、糖胺聚糖和蛋白聚糖高分子量的含糖化合物－－氨基聚糖：多糖蛋白聚糖：糖蛋白构成亲水性凝胶赋予组织弹性、抗压性1.糖胺聚糖（glycosaminoglyan,GAG）（1）结构：重复的二糖单位聚合而成的直链多糖,二糖单位：氨基己糖（N-乙酰氨基葡萄糖／半乳糖）、糖醛酸。多数的糖胺聚糖其糖基常常硫酸化。（2）种类：根据组成的糖基的种类、连接方式和

8、硫酸化的数量和位置可分为七种。185页氨基聚糖（GAG）见185页