蛋白聚糖和细胞外基质
细胞生物学第四章细胞外基质
细胞生物学第四章细胞外基质
胶原分子按相邻分子相交错四分之一长度、前 后分子首尾相隔35nm的距离自我装配,成为明暗 相间、直径约10nm~30nm的胶原原纤维。 若干胶原原纤维再经糖蛋白粘合成为粗细不等 的胶原纤维。
细胞生物学第四章细胞外基质
胶原分子
细胞生物学第四章细胞外基质
胶原的结构(左模式图,右电镜照片)
第四章 细胞外基质
(extracellular matrix,ECM)
细胞生物学第四章细胞外基质
细胞外基质(extracellular matrix,ECM): 细胞外间隙中充满由多种不溶性大分子精密组装起 来的错综复杂的网络结构,即细胞外基质,它是多 细胞生物有机体的固有成分。 细胞外基质的成分主 要包括胶原、非胶原糖蛋白、弹性蛋白以及氨基聚 糖和蛋白聚糖。细胞外基质不仅对组织起支持、保 护、营养作用,而且还与细胞的增殖、分化、代谢、 识别、迁移、死亡等基本生命活动密切相关。
α β
γ
细胞生物学第四章细胞外基质
三条短臂:各由3条肽链的N-端序列构成, 每一短臂包括2个球区及2个短杆区;
长臂:由3条肽链的近C-端序列共同构成杆 区;而末端的分叶状大球区仅由α链C-端序列卷 曲而成,是与硫酸肝素结合的部位。
LN分子中至少存在8个与细胞结合的位点。
细胞生物学第四章细胞外基质
㈡层粘连蛋白 (laminin,LN)
1.分子结构特点 LN是糖链结构最复杂的高分子糖蛋白(含糖 量15%~28%),具有50条左右N连接的寡糖,分 子质量巨大,约850 kDa。 LN由一条重链(α链)和两条轻链(β、γ链) 构成,三条肽链借二硫键交联成不对称的十字形分 子。
细胞生物学第四章细胞外基质
19生物化学习题与解析糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质
糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质一、选择题〔一〕 A 型题1 .组成糖蛋白分子中聚糖的单糖不包括A .葡萄糖B .半乳糖C .甘露糖D .岩藻糖E .果糖2 .糖蛋白糖链合成场所为A .细胞膜B .细胞核C .细胞浆D .高尔基体与内质网E .溶酶体3 . N- 连接糖基化位点特定序列不行能是A . Asn-GLY-Ser/ThrB . Asn-Ala-Ser/ThrC . Asn-Val-Ser/ThrD . Asn-Leu-Ser/ThrE . Asn-Pro-Ser/Thr4 .不带有硫酸的糖胺聚糖是A .硫酸软骨素B .肝素C .硫酸角质素D .硫酸皮肤素E .透亮质酸5 .胶原中最多的氨基酸是A . SerB . ThrC . TyrD . GlyE . Val6 .细胞外基质中不含以下哪种蛋白A .胶原蛋白B .纤维蛋白C .蛋白聚糖D .纤连蛋白E .清蛋白7 .以下关于糖蛋白表达错误的选项是A .糖链所占分子的重量百分比一般在 2%—10%B .组成糖蛋白分子中聚糖的单糖有 7 种C .合成糖蛋白糖链必需有长萜醇参与D . N- 连接糖蛋白与 O- 连接糖蛋白合成的场所均是内质网和高尔基体E .糖链为分支糖链8 .以下关于蛋白聚糖的表达,错误的选项是A .蛋白聚糖由糖胺聚糖与核心蛋白共价连接B .蛋白聚糖分子中蛋白百分比小于聚糖C .蛋白聚糖分子中也含有 N- 或 O- 连接聚糖D .聚糖为直链型不分支E .先合成二糖单位,再延长糖链9 . N- 连接聚糖合成时所需糖基供体为A . UDP 或 GDP 衍生物B . UDP 或 CDP 衍生物C . ADP 或 GDP 衍生物D . TDP 或 GDP 衍生物E . ADP 或 TDP 衍生物10.胶原分子构造的表达错误的选项是A .结缔组织的主要蛋白质成分B .由 3 条右手α螺旋肽链合成C .分子组成中甘氨酸占 1 / 3D .三股螺旋的形成与脯氨酸和羟脯氨酸有关E .胶原中重复消灭的模序有 Gly-Pro- X11.以下有关纤连蛋白〔 Fn 〕的表达,错误的选项是A .血浆中 Fn 主要来自肝细胞B . Fn 为二聚体C . Fn 的一级构造由三种不同内在序列同源构造重复消灭而构成D . Fn 主要为 N- 连接糖蛋白E . Fn 对细胞的作用通过与胶原结合来完成12.以下关于层粘连蛋白〔 Ln 〕的表达错误的选项是A . Ln 是由三条多肽链通过盐键连接而成的B . Ln 是一种糖蛋白C .具有Ⅳ 型胶原结合的区域D .含有能与细胞外表受体结合的 RGD 模序E .主要存在于各组织的基底层〔二〕 B 型题A .长萜醇B .糖醛酸C .三股螺旋D .核心蛋白E .甘露糖1 .糖胺聚糖含有2 .蛋白聚糖含有3 .胶原蛋白含有4 .糖蛋白中聚糖的单糖有A .五糖核心B .核心蛋白C .核心二糖D .由葡萄糖和半乳糖构成的二糖单位E .甘油醛5 . N- 连接寡糖有6 . O- 连接寡糖有A .三股螺旋B .双螺旋C .二条多肽链D .三条多肽链E .一条多肽链7 .胶原蛋白含有8 .层粘连蛋白含有9 .纤连蛋白含有〔三〕 X 型题1 .胶原分子构造特点有A .含有三股右手螺旋B .甘氨酸占 1/3 、脯氨酸占 1/ 4C .无色氨酸D .半衰期短E .胶原中重复消灭的模序有 Gly-Pro- X2 .以下属于糖蛋白的有A .血型抗原B .凝血酶原C .胶原蛋白D .纤连蛋白E .层粘连蛋白3 .表达糖胺聚糖正确的选项是A .包括透亮质酸、肝素、硫酸软骨素B .由二糖单位重复连接而成C .与核心蛋白共价结合D .含有糖醛酸E .可分支二、是非题1.糖蛋白的聚糖主要有 N- 连接和 O- 连接型方式。
糖蛋白 PPT课件
糖蛋白糖链与蛋白部分的丝/苏氨酸残基的羟基相 连,称为O-连接糖蛋白。
目录
(一) N—连接糖链的糖基化位点:
携带N—寡糖链的天冬酰胺也有一定 的位置特征,它总是出现在多肽链的 Asn-X—Ser或 Asn-X—Thr序列中。其 中的X可为脯氨酸以外的任意氨基酸。
目录
N—连接糖链的糖基化位点:
定义
一条或多条糖胺聚糖以共价键与核心蛋白形成的 化合物。
特点
糖占比例大,约一半以上,具有多糖性质。
分布
分布于软骨、结缔组织、角膜基质、关节 滑液、粘液、眼玻璃体等组织。
目录
蛋白聚糖的结构
组成
核心蛋白
葡萄糖胺
糖胺 糖胺聚糖
半乳糖胺 葡萄糖醛酸
糖醛酸 艾杜糖醛酸
目录
一、重要的糖胺聚糖
糖胺聚糖由二糖单位重复连接而成,不分支。
目录
二、糖蛋白寡糖链的功能
1. 对糖蛋白新生肽链的影响
参与新生肽链的折叠并维持蛋白质的正确 的空间构象;影响亚基聚合;糖蛋白在细胞内 的分拣和投送。
2. 对糖蛋白的生物活性的影响
保护糖蛋白不受蛋白酶的水解,延长其半衰期。
3. 参与分子的识别作用
目录
第二节 蛋白聚糖
Proteoglycan
目录
概述
目录
N—糖链的分类:
目录
糖蛋白中,肽链部 分的丝氨酸和苏氨酸含量常可达到氨基酸 总数的50%。这种糖蛋白的糖链中不具有 共同的核心序列,常见的核心至少有8种, 因此糖链的结构相互之间差异较大。
目录
O—连接糖链的糖基化位点:
O—连接糖链的糖基化位点通常存在 于糖蛋白分子表面丝氨酸和苏氨酸比较 集中且周围常有脯氨酸的序列中。
第十九章:糖蛋白
2 .N-连接寡糖结构 N-连接寡糖可分为三型;
①高甘露糖型
②复杂型
③杂合型:这三型 N-连接寡糖都有一个五糖核心,高甘露糖型在核
心五糖上连接了 2-9 个甘露糖,复杂型在核心五糖上可连接入 3、4
或 5 个分支糖链,宛如天线状,天线末端常连有 N-乙酰神经氨酸。
杂合型则共有二者的结构。
(二)O-连接糖蛋白
胶原蛋白由 3 条肽链以α 右手螺旋形成棒状结构。
富含甘氨酸(占 1/3)和脯氨酸(占 1/4),特含有羟赖氨酸和羟脯氨
酸,缺色氨酸和半胱氨酸,甚少酪氨酸。
三.纤连蛋白
定义
5 分钟
广泛存在于细胞外基质、基底膜和各种体液中的一种多功能糖蛋
白。多为二聚体形式,也有多聚体形式。
分布
细胞外基质、基底膜和各种体液。
教学内容 第十九章 糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质
时间
大多数真核细胞都能合成一定类型的糖蛋白和蛋白聚糖,它们分 布于细胞表面、细胞内分泌颗粒和细胞核内,也可被分泌出细胞,构 成细胞外基质成分。糖蛋白和蛋白聚糖都由共价键相连接的蛋白质和 糖两部分组成。糖蛋白分子中的蛋白质重量百分比大于糖,而蛋白聚 10 分钟 糖中多糖链所占重量在一半以上,甚至高达 95%,两者的糖链结构也 不同。因此糖蛋白和蛋白聚糖在合成途径和功能上存在显著差异。
岩藻糖、N-乙酰葡萄糖胺等单糖。
二、糖蛋白寡糖链的功能
20 分钟
许多执行不同功能的蛋白质都是糖蛋白,糖蛋白中的寡糖链不但
能影响蛋白部分的构象、聚合、溶解及降解还参与糖蛋白的不能取代的。
(一)寡糖链对新生肽链的影响
1.不少糖蛋白的 N-连接寡糖链参与新生肽链的折叠并维持蛋白
共价连接到核心蛋白的多肽链上。
5.细胞质基质与功能
细胞基质与功能5.1. 细胞外基质熟练掌握概念和功能意义概要细胞外基质:分布于细胞外空间、由细胞分泌的蛋白质和多糖构成的网络结构,其主要成分动物细胞的胞外基质主要三种类型:1.结构蛋白:包括胶原蛋白和弹性蛋白,分别赋予细胞外基质强度和韧度,2.蛋白聚糖,由蛋白和多糖共价形成,具有高度亲水性,从而赋予细胞外基质抗压能力;3.粘连糖蛋白,包括纤连蛋白和层粘连蛋白,有助于细胞粘连到细胞外基质上。
主要功能:动物组织的构建既是多细胞相互作用的结构,又是细胞与胞外基质相互作用、相辅相成的结果。
不仅为组织的构建提供了支撑框架,还对与其接触的细胞的存活、发育、迁移、增殖、形态以及其他功能产生重要的调控作用。
还有信号转导功能。
5.1.1.理解掌握动物细胞的胞外基质5.1.1.1.胶原纤维:类型及分子结构和纤维特征;合成、修饰、组装和交联;功能5.1.1.2.弹性(弹力)蛋白纤维:结构特点、分布和功能5.1.1.3.氨基聚糖:分子结构特点;种类;特性和功能意义;透明质酸的特殊功能意义5.1.1.4.蛋白聚糖:分子结构特点;与透明质酸为轴的更大复合结构;功能意义(包括参与构成基底膜)5.1.1.5.层粘连蛋白和纤粘连蛋白:结构特点、功能意义5.1.1.6.胞间粘连分子:依赖于Ca2+的,不依赖于Ca2+的;功能意义5.1.2.掌握植物细胞的胞外基质-细胞壁:成分、结构和功能概况5.2. 细胞质基质的概念和功能5.2.1.掌握关于细胞质基质的不同概念和结构问题一、细胞质基质的概念细胞质基质是指细胞质中除去膜性细胞器之后,剩下的无定形胶状物质,占据细胞体积一半以上,内含大量水、生物大分子以及多种代谢中间产物。
二、细胞质基质的结构1.细胞质基质是一个高度有序的体系;2.细胞质基质是种黏稠的胶体,多数的水分子以水化物形式紧密结合在蛋白质和其他大分子表面的极性部位,只有部分水分子以游离态存在,起溶剂作用。
3.细胞质基质中蛋白质分子和颗粒性物质的扩散速率仅为水溶液的1/5,更大的结构如分泌泡和细胞器等固定在细胞质基质的某些部位上,或沿细胞骨架定向运动。
细胞生物学第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用
细胞外基质的主要组成成分
• 2.胶原的类型
• α链是原胶原的基本亚单位,目前已发现42种不同的α链,27 种胶原;不同的α链以不同方式组合成不同类型的胶原。
每型胶原由3条相同或不同的α链构成: • I型胶原是异源三聚体:[α1(I)]2[α2(I)],分布于肌腱、皮肤、
骨、韧带,形成较粗的纤维束,具有很强的抗张强度。 • II型胶原是同源三聚体:[α1(II)]3,存在于软骨中。 • III型胶原是同源三聚体:[α1(III)]3,存在于皮肤、肌肉、结缔
IV型胶原:三股肽链不含规 则的(Gly-x-y)三肽重复序 列不形成α螺旋结构。
前胶原分子的前肽不被切除 C-端“头对头”形成二聚体 几个二聚体再交联形成网络
结构,构成基膜的骨架。
硫酸基
分布组织
0
结缔组织、皮肤、软
骨、玻璃体、滑液
0.2-2.3 软骨、角膜、骨、皮 肤、动脉
1.0-2.0 皮肤、血管、心、心 瓣膜
0.2-3.0 肺、动脉、细胞表面
2.0-3.0 肺、肝、皮肤、肥大 细胞
0.9-1.8 软骨、角膜、椎间盘
细胞外基质的主要组成成分
透明质酸——是糖胺聚糖中结构最简单的一种
二糖单位{
糖醛酸(葡萄糖醛酸 / 艾杜糖醛酸)
• 因糖残基 上有 羧基,故糖胺聚糖 呈强负电性。
透明质酸
硫酸软骨素、硫酸皮肤素
肝素、硫酸乙酰肝素
硫酸角质素
细胞外基质的主要组成成分
氨基聚糖
二糖单位
透明质酸 hyaluronic acid,HA
葡萄糖醛酸 N-乙酰葡萄
硫酸软骨素
葡萄糖醛酸
chondroitin sulfate, CS N-乙酰半乳糖
医学细胞生物学之细胞外基质及其与细胞的相互作用
一.细胞外基质的定义细胞外基质是指分布于细胞外空间的蛋白质和多糖纤维等交错形成的网络胶状结构体系,或简言之为细胞成分之外的组织成分的总称。
二.细胞外基质的生物学作用细胞外基质不仅将细胞整合在一起并决立其物理性质,而且对细胞的存活、形态、功能、增殖、分化、迁務及死亡等各种生物学行为加以调节。
细胞与细胞外基质是相辅相成、互相联系的。
一方面,细胞外基质的结构和功能的异常可作为细胞组织病理改变的重要生理指标;另一方而,结构和功能异常的细胞外基质也会作用于周囤的细胞及组织器官,进而促使和导致相关病理改变的发生。
三.细胞外基质的主要组分可分为三类:①氨基聚糖与蛋白聚糖-凝胶样基质;②胶原和弹性蛋白等-纤维网架,结构蛋白:③非胶原性黏合蛋白,包括纤连蛋白和层粘连蛋白-粘附成分1.氨基聚糖和蛋白聚糖1)氨基聚糖(1)结构:重复的二糖单位聚合而成的无分支直链多糖(2)分类:氨基聚糖的分子特性及分布(3)重要特征:2.与蛋白质链不同,该碳水化合物链不会折叠成致密结构,因此氨基聚糖在基质中占据很大的空间2.氨基聚糖带负电荷,具有强烈的亲水性和吸附阳离子能力。
氨基聚糖可与水分子结合形成凝胶,结果产生膨胀压可抵抗外界压力。
☆透明质酸:结构:最简单,无硫酸基团,含有大量亲水性的负电荷基团C00-,全部是由单纯的匍萄糖醛基和乙酰氨基匍萄糖二糖结构单位重复排列聚合而成。
形态:呈无规则卷曲状功能:赋予组织弹性、抗压性,并具有润滑剂的作用,促进细胞迁移、增殖降解:透明质酸酶2)蛋白聚糖结构:是由一条称之为核心蛋白质的多肽链与硫酸氨基聚糖共价结合的髙分子量复合物,是一种含糖量极高的糖蛋白。
核心蛋白为单链多肽,在同一个核心蛋白上可同时结合一个到上百个同一种类或不同种类的氨基聚糖链,形成大小不等的蛋白聚糖单体,若干个蛋白聚糖单体又能通过连接蛋白与透明质酸以非共价键结合形成蛋白聚糖多聚体。
2.胶原和弹性蛋口1)胶原胶原是细胞外基质中的一个纤维蛋白家族,是动物体内含量最多的蛋白质。
007-胞外基质(细胞-2012五)
四. 非胶原糖蛋白:
非胶原糖蛋白即粘着糖蛋白,介导细胞和细胞、细 胞和细胞外基质互相粘着,介导细胞运动、迁移、促进 细胞分化和创伤修复。 1.纤连蛋白(fibronectin, FN): 广泛分布于动物体.
⑴.类型: ①可溶形式的FN :即血浆纤连蛋白,源于肝实质细胞、血 管内皮细胞,存在于血浆、体液。 ②不溶形式的FN :源于间质细胞——成纤维细胞、内皮细 胞、软骨细胞及巨噬细胞等,存在于细胞外基质和细胞 表面。
(2).结构: 由各含约2500AA的两 条肽链的C端以二硫键交 联形成V字型二聚体。
2. 层粘连蛋白(laminin, LN): 三条肽链以二硫键相连,形成不对称十字形分子。
五. ECM的功能: 1. 影响细胞的存活与死亡; 2. 决定细胞的形状; 3. 调节细胞的增殖; 4. 控制细胞分化; 5. 参与细胞的迁移。
2.基底膜的结构: 细胞膜外厚约40-120nm的柔软而坚韧的网状结构。 3.基底膜的功能: ①支撑上皮细胞; ②连接上皮组织和结缔组织; ③参与细胞运动; ④参与组织间物质交换; ⑤分子滤筛(肾小球中原尿的分子过滤;
上皮组织中的基膜允许淋巴细胞、巨噬细胞 和神经元突触穿越通过,阻止结缔组织中的
成纤维细胞与上皮细胞接触)
⑥参与组织再生。
二.整联蛋白(integrin)
1.整联蛋白的组成和结构:
由α和β两个亚基形成的异二聚体跨膜糖 蛋白。人体细胞中已知的α亚单位有16种, β亚单位有9种,可组合成20多种异二聚体。 α亚单位为二硫键相连的二肽,其中短 肽的C端插入胞内,N端伸出胞外与长肽的 C端以二硫键相连。β亚单位为一次跨膜的 肽链,与α亚单位同向,以非共价键与α亚 单位相连,形成异二聚体。
细胞外基质的合成和组装
细胞外基质的合成和组装细胞外基质是由一组复杂的分子组成的结构,与细胞相邻,填充细胞间隙,支持和维护生物组织的形态和功能。
细胞外基质在多种生物学过程中发挥着至关重要的功能,包括细胞迁移、增殖、分化和信号传导等。
本文主要介绍细胞外基质的合成和组装过程。
1.胶原蛋白的合成和组装胶原蛋白是细胞外基质最主要的成分之一,是一种具有高度结构性的蛋白质,包含许多重复序列,因此也被称为三肽重复序列。
胶原蛋白的合成是通过基因转录产生的前胶原蛋白粗分子,进入内质网内,分别于内质网下皮质和内质网腔被修饰。
内质网腔内的前胶原蛋白分子,通过一个称为PDI的蛋白质,形成了三肽链和二肽链之间的交联。
交联的前胶原蛋白分子向外运输到高尔基体,通过高尔基体和细胞内囊泡的运输到细胞外基质。
在细胞外的胶原分子与胶原受体——整合素,结合起来,形成大分子结构,并在此过程中构造出不同的比例和交联性状态的胶原纤维,最终建立起复杂的胶原纤维网。
2.透明质酸的合成和组装透明质酸是一种高分子聚糖,由葡萄糖胺和葡萄糖酸交替排列而成,是细胞外基质中的重要成分。
透明质酸的合成是通过合成透明质酸的重要酶Hyaluronan Synthase进行的。
Hyaluronan Synthase位于细胞膜上,需要Na+和K+离子协同作用。
当Hyaluronan Synthase活性受到刺激时,透明质酸的 synthase 分子将葡萄糖胺和N-acetylgalactosamine结合起来,并将它们依次添加到新合成的葡萄糖胺上,形成透明质酸链。
在透明质酸链形成后,需要通过多种作用因素,如透明质酸受体、水分子和离子,来调节透明质酸链的长度和结构。
透明质酸主要组装成胶体或凝胶状态,通过互联作用蛋白,如透明质酸结合蛋白或血凝素来稳定透明质酸分子,形成颗粒状的结构,支持细胞和细胞间的物质交换,间接影响细胞的生物学行为和功能。
3.蛋白聚糖的合成和组装蛋白聚糖是一类高度组织化、高分子量的分子复合物,是具有多种生物学功能的重要细胞外基质组分之一。
第19章 糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质
第19章糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质学习要求1.掌握糖蛋白和蛋白聚糖的概念、结构特点及功能。
2.熟悉细胞外基质的组成、结构特点及功能。
3.了解糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质的合成过程。
基本知识点在细胞膜表面和细胞间质中存在着丰富的糖蛋白和蛋白聚糖,此两者都由蛋白质部分和聚糖部分组成。
糖蛋白可分N-连接和O-连接二型,前者聚糖以共价键方式与糖化位点即Asn-X-Ser模序中的天冬酰胺的酰胺N连接,后者与糖蛋白特定Ser残基侧链的羟基共价结合。
N-连接聚糖可分成高甘露糖型、复杂型和杂合型三型,它们都是由14个糖基的长萜醇焦磷酸聚糖结构经加工而成。
每一步加工都有特异的糖苷酶和糖基转移酶参与。
糖蛋白的聚糖参与许多生物学功能。
蛋白聚糖有糖胺聚糖和核心蛋白组成。
体内重要的糖胺聚糖有硫酸软骨素、硫酸性肝素、透明质酸等。
蛋白聚糖是主要的细胞外基质成分,它与胶原蛋白以特异的方式相连接而赋予基质以特殊的结构。
细胞表面的蛋白聚糖还参与细胞黏附、迁移、增殖和分化功能。
细胞间隙填充着许多糖蛋白和蛋白聚糖等,构成ECM。
ECM是细胞完成若干生理功能所必须依赖的物质。
胶原是结缔组织的主要蛋白质成分。
常见的胶原分子可分成5型。
胶原一般由3条α肽链,以右手螺旋的方式形成三股螺旋,重复出现的Gly-Pro-X模序是三股螺旋特定空间构象所依赖的一级结构。
然后螺旋之间通过醛醇交联的方式形成侧向共价连接的胶原微纤维。
微纤维再进一步侧向排列形成胶原纤维。
Fn和Ln是普通存在于ECM中的蛋白质。
Fn由两条多肽链组成的糖蛋白,主要由成纤维细胞合成,而血浆Fn主要来自肝细胞。
Fn的广泛分布决定了它功能的多样性,在血小板聚集、组织损伤的修复、细胞增殖、分化等方面都起着作用。
Ln主要介导上皮细胞及内皮细胞黏着于基底膜,从而影响细胞的生长、分化和运动等。
自测练习题一、选择题(一)A型题1.组成糖蛋白分子中聚糖的单糖不包括A.葡萄糖B.半乳糖C.甘露糖D.岩藻糖E.果糖2.糖蛋白糖链合成场所为A.细胞膜B.细胞核C.细胞浆D.高尔基体与内质网E.溶酶体3.N-连接糖基化位点特定序列不可能是A.Asn-GLY-Ser/Thr B.Asn-Ala-Ser/Thr C.Asn-Val-Ser/ThrD.Asn-Leu-Ser/Thr E.Asn-Pro-Ser/Thr4.不带有硫酸的糖胺聚糖是A.硫酸软骨素B.肝素C.硫酸角质素D.硫酸皮肤素E.透明质酸5.胶原中最多的氨基酸是A.Ser B.Thr C.Tyr D.Gly E.Val6.细胞外基质中不含下列哪种蛋白A.胶原蛋白B.纤维蛋白C.蛋白聚糖D.纤连蛋白E.清蛋白7.下列关于糖蛋白叙述错误的是A.糖链所占分子的重量百分比一般在2%—10%B.组成糖蛋白分子中聚糖的单糖有7种C.合成糖蛋白糖链必须有长萜醇参与D.N-连接糖蛋白与O-连接糖蛋白合成的场所均是内质网和高尔基体E.糖链为分支糖链8.下列关于蛋白聚糖的叙述,错误的是A.蛋白聚糖由糖胺聚糖与核心蛋白共价连接B.蛋白聚糖分子中蛋白百分比小于聚糖C.蛋白聚糖分子中也含有N-或O-连接聚糖D.聚糖为直链型不分支E.先合成二糖单位,再延长糖链9.N-连接聚糖合成时所需糖基供体为A.UDP或GDP衍生物B.UDP或CDP衍生物C.ADP或GDP衍生物D.TDP或GDP衍生物E.ADP或TDP衍生物10.胶原分子结构的叙述错误的是A.结缔组织的主要蛋白质成分B.由3条右手α螺旋肽链合成C.分子组成中甘氨酸占1/3 D.三股螺旋的形成与脯氨酸和羟脯氨酸有关E.胶原中重复出现的模序有Gly-Pro-X11.下列有关纤连蛋白(Fn)的叙述,错误的是A.血浆中Fn主要来自肝细胞B.Fn多为二聚体,也可见多聚体←Fn为二聚体C.Fn的一级结构由三种不同内在序列同源结构重复出现而构成D.Fn主要为N-连接糖蛋白E.Fn对细胞的作用通过与胶原结合来完成12.下列关于层粘连蛋白(Ln)的叙述错误的是A.Ln是由三条多肽链通过盐键连接而成的B.Ln是一种糖蛋白C.具有Ⅳ型胶原结合的区域D.含有能与细胞表面受体结合的RGD模序E.主要存在于各组织的基底层(二)B型题A.长萜醇B.己糖醛酸(糖醛酸)C.三股螺旋D.核心蛋白E.甘露糖1.糖胺聚糖含有A→B2.蛋白聚糖含有B→D3.胶原蛋白含有4.糖蛋白中聚糖的单糖有A.五糖核心B.核心蛋白C.核心二糖D.由葡萄糖和半乳糖构成的二糖单位E.甘油醛5.N-连接寡糖有6.O-连接寡糖有A.三股螺旋B.双螺旋C.二条多肽链D.三条多肽链E.一条多肽链7.胶原蛋白含有8.层粘连蛋白含有9.纤连蛋白含有(三)X型题1.胶原分子结构特点有A.含有三股右手螺旋B.甘氨酸占1/3、脯氨酸占1/4 C.无色氨酸D.半衰期短E.胶原中重复出现的模序有Gly-Pro-X2.下列属于糖蛋白的有A.血型抗原B.凝血酶原C.胶原蛋白D.纤连蛋白E.层粘连蛋白3.叙述糖胺聚糖正确的是A.包括透明质酸、肝素、硫酸软骨素B.由二糖单位重复连接而成C.与核心蛋白共价结合D.含有糖醛酸E.可分支二、是非题1.糖蛋白的聚糖主要有N-连接和O-连接型方式。
细胞外基质及其与细胞的相互作用
细胞外基质及其与细胞的相互作用一、概述细胞外基质指分布于细胞外空间,由细胞分泌的蛋白和多糖所构成的网络结构,构成支持细胞的框架,负责组织的构建;对细胞形态、生长、分裂、分化和凋亡起重要的调控作用。
是由一些不溶性大分子构成的、结构精细而错综复杂的网络结构;为细胞的生存及活动提供适宜的场所,并通过信号转导系统影响细胞的形状、代谢、功能、迁移、增殖和分化。
二、细胞外基质的主要组成成分(一)氨基聚糖和蛋白聚糖是一些高分子的含糖化合物。
构成细胞外高度亲水的凝胶,赋予组织良好的弹性和抗压性。
1. 氨基聚糖(GAG )是由重复的二糖单位构成的直链多糖。
又称粘多糖。
二糖单位之一是氨基己糖(N -乙酰氨基葡萄糖或N -乙酰氨基半乳糖)。
二糖单位另一个糖残基多为糖醛酸(葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸),糖残基带有羧基,呈强负电性。
据糖残基的性质、连接方式、硫酸化数量和存在的部位,可分为六种:(1)透明质酸(HA )存在于结缔组织、皮肤、软骨、滑液、玻璃体。
5000-10000个二糖重复单位排列构成。
二糖为N -乙酰氨基葡萄糖-葡萄糖醛酸,是唯一不含硫酰酸基团的氨基聚糖其糖醛酸的羧基带有大量负电荷,其相斥作用使整个分子伸展膨胀,占据很大的空间;在有限的空间可产生膨压,赋予组织良好的弹性和抗压性。
其表面有大量亲水基团,可结合大量水分子,形成凝胶。
在组织创伤、早期胚胎中尤为丰富,促进细胞迁移和增殖。
胚胎发育早期的空间填充物,用于定形,如心脏形成。
作为关节液的重要成分,有润滑作用。
(2)硫酸软骨素(CS )存在于软骨、角膜、骨、皮肤、动脉。
(3)硫酸皮肤素(DS )存在于皮肤、血管、心、心瓣膜。
(4)硫酸乙酰肝素(HS )存在于肺、动脉、细胞表面。
(5)肝素存在于肺、肝、皮肤、肥大细胞。
(6)硫酸角质素(KS )存在于软骨、角膜、椎间盘。
多糖 纤维蛋白结合作用:胶原和弹性蛋白黏合作用:纤黏连蛋白和层黏连蛋白(非胶原性黏合蛋白) 纤维网架 氨基聚糖和蛋白聚糖凝胶样基质2. 蛋白聚糖(PG)是由氨基聚糖(除透明质酸外)与核心蛋白共价形成的高分子复合物,不同于一般糖蛋白。
名词解释 蛋白聚糖
名词解释蛋白聚糖
蛋白聚糖是一种生物大分子化合物,由蛋白质和多糖分子组成。
蛋白聚糖在生物体内起着重要的结构和功能作用。
蛋白质部分赋予
其特定的生物活性,而多糖部分则赋予其稳定性和可溶性。
蛋白聚
糖广泛存在于动植物组织中,包括细胞外基质、细胞膜、骨骼、软骨、皮肤和血管壁等。
它们在细胞间质和细胞外基质中起着支持和
结构维持的作用,也参与细胞间的信号传导和调控。
从化学结构上看,蛋白聚糖是由蛋白质和多糖分子通过共价键
结合而成。
蛋白质部分可以是各种不同的蛋白质,而多糖部分通常
是多糖链,如葡聚糖、软骨素等。
这种复合物的形成赋予了蛋白聚
糖独特的生物学功能和特性。
在生物体内,蛋白聚糖具有多种重要的生理功能。
它们可以提
供细胞外基质的支持和结构,维持组织的形态和机械强度。
此外,
蛋白聚糖还参与细胞间的信号传导,调节细胞增殖、分化和迁移等
生物学过程。
在动植物的生长发育过程中,蛋白聚糖也扮演着重要
的角色。
总的来说,蛋白聚糖是一类重要的生物大分子化合物,由蛋白
质和多糖分子组成,具有结构支持、信号传导和调节生物学过程等多种重要生理功能。
它们在生物体内广泛存在,并对细胞和组织的结构和功能发挥着重要作用。
细胞外基质在组织重塑中的作用及应用
细胞外基质在组织重塑中的作用及应用细胞外基质是一种生物学上的概念,指的是所有不包括细胞本身的生物化学物质,包括胶原蛋白、弹性蛋白、纤维连接蛋白、乳酸酸敏感蛋白等。
它们构成了组织的支撑结构,有助于组织细胞的生长、分化、迁移和重塑。
在发育、损伤和疾病等过程中,细胞外基质起着至关重要的作用,也在组织工程和生物医学应用中得到广泛应用。
一、细胞外基质的结构和功能细胞外基质是由生物体内分泌的蛋白质、多糖、矿物质等有机和无机物质所构成的。
它包括胶原和弹性纤维、基质蛋白、黏附分子、蛋白聚糖、生长因子等成分。
不同组织中的细胞外基质具有各自不同的比例和结构组成,如骨基质、软骨基质、肌肉基质、血管基质、神经基质等。
细胞外基质在组织中的功能主要包括以下几个方面:1.提供物理支撑细胞外基质为细胞提供物理支撑,使组织可以维持形态和结构,并支撑细胞形态和位置。
例如,胶原纤维提供了细胞间结构的刚性和弹性,有助于保持肌肉、骨骼和器官的形状和结构。
2.调节细胞分化细胞外基质可以调节细胞的形态和功能,从而影响细胞的分化和功能。
例如,软骨细胞所在的基质中所含有的胶原和蛋白聚糖可以促进软骨细胞的增殖和分化,血管基质中的血管紧张素可影响血管平滑肌细胞的增殖和分化。
3.调节细胞迁移细胞外基质可以影响细胞的迁移和定位。
例如,固定在细胞外基质中的细胞黏附分子(CAMs)可以帮助细胞依附于特定的基质,并将细胞定位在特定的位置上。
4.调节细胞信号细胞外基质可以调节细胞间的信号传递,从而调节细胞的增殖、分化和迁移。
例如,细胞外基质中的生长因子可以刺激细胞生长、分化和分裂。
二、细胞外基质在组织重塑中的作用细胞外基质在各种组织重塑过程中起着至关重要的作用。
例如,在发育过程中,细胞外基质可以参与组织的增殖和分化、细胞迁移和定位等过程。
在损伤和疾病治疗过程中,细胞外基质可以帮助组织重建和修复。
下面我们将详细讨论一下细胞外基质在组织重塑中的应用。
1.细胞外基质的应用于组织修复和再生利用细胞外基质的生物物理性质进行修复是一种常见的组织工程方法。
医学细胞生物学复习题答案
医学细胞生物学复习题答案1、外在膜蛋白:又称外周蛋白,占膜蛋白总量的20%~30%,完全位于脂双层之外,分布在胞质侧或胞外侧,一般通过非共价键附着在脂类分子头部极性区或跨膜蛋白亲水区的一侧,间接与膜结合。
其为水溶性蛋白,与膜结合较弱,一般用温和的方法如改变溶液的离子强度或pH,即可将它们从膜上别离下来,而不需破坏膜的根本结构。
〔P68〕2、主动运输:是载体蛋白介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度由低浓度一侧向高浓度一侧进行的跨膜运输方式,要消耗能量。
(P81)3、膜泡运输:大分子和颗粒物质运输时并不直接穿过细胞膜,都是由膜包围形成膜泡,通过一些列膜囊泡的形成和融合来完成的转运过程。
〔P85〕4、胞吞作用:又称内吞作用或入胞作用,它是质膜内陷,包围细胞外物质形成胞吞泡,脱离质膜进入细胞内的转运过程。
根据胞吞物质的大小、状态及特异程度不同,可将胞吞作用分为三种类型:吞噬作用、吞饮作用及受体介导的内吞作用。
〔P85〕5、细胞外基质:是由细胞分泌到细胞外空间,由细胞分泌蛋白〔胶原和弹性蛋白、纤连蛋白、层粘连蛋白〕和多糖〔氨基聚糖、蛋白聚糖〕构成的精密有序的网络结构〔主要由凝胶样基质、纤维网架构成〕。
静态的发挥支持、连接、保水、保护等物理作用,动态的对细胞行为产生全方位的影响。
〔P241〕6、RGD序列:是指纤连蛋白和其他某些细胞外基质中所含有的可被细胞外表某些整联蛋白所识别的Arg-Gly-Asp三肽序列。
〔P251〕7、有丝分裂器:在中期细胞中,由染色体、星体、中心粒及纺锤体所组成的结构。
〔P282〕8.联会复合体:在联会的同源染色体之间,沿纵轴方向形成的一种特殊的结构称联会复合体。
主要成分为蛋白质,还有DNA、RNA等。
〔P285〕9.、细胞周期:细胞从上次分裂结束到下次分裂结束所经历的规律性变化称为细胞周期。
〔P279〕 10.、细胞分化:由单个受精卵产生的细胞,在形态结构、生化组成和功能等方面均具有明显的差异,将个体发育中形成这种稳定性差异的过程称为细胞分化。
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长萜醇-P-P寡糖的合成
(二)O-连接糖蛋白 定义 糖链的N-乙酰半乳糖胺与多肽链的丝氨酸 或苏氨酸的羟基连接,形成O-糖苷键,糖链 为O-连接糖链,也称O-连接聚糖。 连接点的结构 GalNAcα-O-Ser/Thr
IgA分子的O-连接糖链有6种
O-连接聚糖的合成 合成在多肽链合成后进行的, 且没有糖链载体。 在GalNAc转移酶作用下,将 UDPGalNAc中的GalNAc基转移至多肽 链的丝氨酸(或苏氨酸)的羟基上, 形成O-连接,然后逐个加上糖基, 每一种糖基都有其相应的专一性转 移酶。 整个过程在内质网开始,高尔 基体内完成。
概念
糖蛋白 蛋白聚糖 糖脂 细胞外基质:由胶原蛋白、透明质酸、蛋 白聚糖和糖蛋白组成。 均由蛋白质和糖共价组成, 但结构和功能存在显著差异
第一节
糖蛋白
组成糖蛋白分子中糖链的单糖有7种: 葡萄糖、半乳糖、甘露糖、N-乙酰半 乳糖胺、 N-乙酰葡糖胺、岩藻糖和N-乙酰 神经氨酸。 连接方式: N-连接方式 N-连接聚糖 O-连接方式 O-连接聚糖
都有一个五糖核心结构
Man GlcNAc
GlcNAc
Asn
核心结构
高甘露糖型
复杂型
杂合型
N-连接糖链结构
3.N-连接寡糖的合成
合成场所在粗面内质网和高尔基体 中,与蛋白质合成同时进行。 以长萜醇为糖链载体,先将 UDPGlcNAc分子中的GlcNAc转移至长萜 醇,后再逐个加上糖基,至形成14个糖 基的长萜醇焦磷酸寡糖结构,作为一个 整体转移至天冬氨酸的酰胺氮上。 寡糖链依次在内质网和高尔基体中 进行加工,形成成熟的各种N-连接寡 糖。
无 C4, C6 C2, C4,C6 C6 C2, C6 , C2-N C2, C6 , C2-N
关节滑液,玻璃体,结缔组织 骨,软骨,角膜 皮肤,血管 角膜,结缔组织 肥大细胞 皮肤,成纤维细胞,血管
二、核心蛋白
1.定义
与糖胺聚糖链共价结合的蛋白质。
• 核心蛋白均含有相应的糖胺聚糖取代结构 域,一些蛋白聚糖通过这一结构锚定在细 胞表面或细胞外基质的大分子中。
2.
蛋白聚糖聚合物
透明质酸
连接蛋白
硫酸角质素 硫酸软骨素 核心蛋白
糖蛋白亚基
骨骺软骨蛋白聚糖聚合物
三、蛋白聚糖的生物合成
•在内质网上合成核心蛋白多肽链,同时在
高尔基体内进行糖链延长或加工。
•多糖链的形成是由单糖逐个加上去的,糖醛 酸由UDPGA提供;单糖要由UDP活化;硫酸由 PAPS提供;糖胺氨基来自于Gln。
糖链组成:
糖蛋白
一般少于蛋白质,少数可较多
Glc、Gal、Man、Fuc、GalNAc、GlcNAc、 SA,末端常为 SA、Fuc,
较蛋白质部分多
主要为糖醛酸、糖氨
糖基排列:
与肽链连 接方式: 分布:
二糖分子连成长链
一般为O-糖苷键连接 有时可游离存在 主要在细胞外,各种 结缔组织基质中 以维持结缔组织的 功能为主
二、糖蛋白的功能 (一)糖链对糖蛋白理化性质、空间结构和 生物活性的影响 1.对糖蛋白新生肽链的影响:参与新生肽链 的折叠并维持蛋白质的正确的空间构象; 影响亚基聚合;糖蛋白在细胞内的分栋和 投送。 2.对糖蛋白的生物活性的影响:保护糖蛋白 不受蛋白酶的水解,延长其半衰期。 3.参与分子的识别作用
概
定义
述
一条或多条糖胺聚糖以共价键与核心蛋白 形成的化合物。
特点
糖占比例大,约一半以上,具有多糖性质。
分布
分布于软骨、结缔组织、角膜基质、关节 滑液、粘液、眼玻璃体等组织。
蛋白聚糖的结构
核心蛋白 组成 糖胺聚糖 糖醛酸 艾杜糖醛酸 葡萄糖胺 糖胺
半乳糖胺
葡萄糖醛酸
一、重要的糖胺聚糖
糖胺聚糖由二糖单位重复连接而成,不分支。 体内重要的糖胺聚糖(6种): 硫酸软骨素类 硫酸皮肤素 硫酸角质素 透明质酸 肝素和硫酸类肝素
糖胺聚糖的结构和分布特点
糖胺聚糖 二糖单位 硫酸化位置 GlcNAc 硫酸软骨素(CS) GlcUA, GalNAc 硫酸皮肤素(DS) IdoUA, GalNAc, 硫酸角质素 (KS)I/II Gal, GlcNAc 肝素 (Hp) IdoUA,GlcN 硫酸类肝素(HS) GlcUA,GlcN
四、蛋白聚糖的功能
1. 构成细胞外基质
在基质中蛋白聚糖和弹性蛋白、胶原蛋白以 特殊方式连接,构成基质的特殊结构。这与细胞 的粘附、迁移、增殖和分化等有关。
2. 其它功能
抗凝血(肝素) 参与细胞识别与分化(细胞表面的硫酸素) 维持软骨机械性能(硫酸软骨素)等
蛋白多糖与糖蛋白的区别
蛋白多糖
糖链含量:
(一)N-连接糖蛋白
寡糖中的N-乙酰葡萄糖胺与多肽链中天冬酰胺残 基的酰胺氮连接,形成N-连接糖蛋白 1.糖基化位点 只有特定的氨基酸序列,即Asn-X-Ser/Thr 3 个氨基酸残基组成的序列子才有可能连接寡糖, 这一序列子称为糖基化位点。
2.N-连接聚糖结构
高甘露糖型 复杂型 杂合型 Man Man
大多为分支寡糖链
O-糖苷键或N-糖苷键连接
分布广泛,细胞内外皆有
生理功能:
作用广泛,许多粘蛋白、血 浆蛋白、膜蛋白等为糖蛋白
第三节
细胞外基质(ECM)
构成
细胞外基质由胶原蛋白、纤连蛋 白、层连蛋白等糖蛋白,及蛋白聚糖 和透明质酸等多种组分构成。 分布 各种组织的细胞间隙中。
一、胶 原
1. 定义
(二)糖蛋白在分子识别和黏附中的作用 1.糖蛋白在细胞-细胞分子识别和黏附 中的作用
2.糖蛋白在细胞-细胞外基质分子识别和 黏附中的作用
第二节
蛋白聚糖
是一类非常复杂的大分子糖复合物,主要 由糖胺聚糖共价连接于核心蛋白所组成 糖胺聚糖必含有糖胺,由二糖单位重复连 接而成,不分支 二糖单位中一个是糖胺,另一个是糖醛酸 除糖胺聚糖外,蛋白聚糖还含有N-连接寡 糖链或O-连接寡糖链
第 十 九 章
糖蛋白、蛋白聚糖 和细胞外基质
Glycoprotein, Proteoglycan and Extracellular Matrix
糖生物学(glycobiology)
糖生物学是研究糖的分子结构、合成及 生物功能的新兴学科。 核酸和蛋白质的研究成就,极大地推动 了糖生物学的快速发展。