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
细胞粘着于适当的基质上才进行蛋白质及RNA 的合成；在铺展状态下才进行DNA的复制。
细胞外基质中不溶性的大分子通过与细胞表面 的特异性受体作用对细胞的增殖具有调控作用。
根据存在部位的不同，分为两种。 ⑴血浆纤粘连蛋白 存在部位：血浆及各种体液中。 结构：由两条相似的肽链（A链和B链）在C 端以二硫键交联形成的V字形二聚体。 来源：主要来源于肝实质细胞，少量来源于 血管内皮细胞。
⑵细胞纤粘连蛋白 存在部位：细胞外基质中，能瞬时附着于细 胞表面，与细胞表面特异受体结合发挥作用。 结构：为多聚体，借助于更多的链间二硫键 交联成纤维束。 来源：主要由间质细胞分泌产生，如成纤维 细胞、内皮细胞、软骨细胞、巨噬细胞等。 细胞FN又可分为细胞表面FN和基质FN。
肽链中的氨基酸组成规则呈三肽重复顺序 （Gly-X-Y），其中X为Pro，Y常为HyPro 或 HyLys。
㈡胶原的类型 目前已发现的胶原有20种。其中对Ⅰ-Ⅳ型胶原 了解最多（表4-1）。 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型胶原含量最丰富。 Ⅰ型胶原：皮肤、肌腱、韧带及骨； Ⅱ型胶原：为软骨中的主要胶原成分； Ⅲ型胶原：疏松结缔组织、血管壁、妊娠组织 及胎盘中； Ⅳ型胶原：是基膜的主要成分和支架。
细胞生物学 第四章
第二节 内质网
综上所述，蛋白质转入内质网合成的过程可 简 单 表 示 为 ： 信 号 肽 与 SRP 结 合 → 肽 链 延 伸 终 止 →SRP与受体结合→SRP脱离信号肽→肽链在内质 网上继续合成，同时信号肽打开转移器的通道→ 新生肽链进入内质网腔→信号肽被切除→肽链延 伸至终止→合成体系解散。
细胞生物学 第四章
第二节 内质网
图4-7 磷脂酰胆碱在ER膜上合成的过程 细胞生物学 第四章
第二节 内质网
细胞生物学 第四章
第二节 内质网
在内质网膜上合成的磷脂很快就由细胞质基质侧转向 内质网膜腔面，其中有的插入到脂双分子里，有的向其它 膜转运。其转运主要有两种方式：一种是以出芽的方式， 以运输小泡转运到高尔基体、溶酶体和细胞膜上；另一种 方式是凭借一种水溶性的载体蛋白，即磷脂转换蛋白 （phospholipid exchange protein，PEP）在膜之间转移磷脂。 其转运模式是：PED与磷脂分子结合形成水溶性的复合物 进入细胞质基质，通过自由扩散，直到靶膜时，PEP将磷 脂释放出来，并安插在膜上，结果使磷脂从含量高的膜转 移到缺少磷脂的膜上。细胞中转移到线粒体或过氧化物酶 体膜上的磷脂就是通过此方式转运的。
类型与形态差异很大。
图4-1 内质网立体结 构模式图
细胞生物学 第四章
第二节 内质网
2.内质网的类型
细胞生物学名词解释
第一章绪论
1.细胞生物学：细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学，它是在不同层次（显微、亚显微与分子水
平）上以研究细胞结构与功能、细胞增殖、分化、衰老与凋亡、细胞信号传递、真核细胞
基因表达与调控、细胞起源与进化等为主要内容.
第三章细胞生物学研究方法
2. 分辨率：能区分开两个物点最小间隔的能力。通常用相邻两质点的距离表示。
D=0.61λ/N ．A
第四章细胞膜与细胞表面
3. 单位膜:由厚约3.5nm的双层脂分子和内外表面各厚约2nm的蛋白质构成。
4. 相变: 在不同温度下发生的膜脂状态的改变称为相变
5. 生物膜:把细胞所有膜结构统称为生物膜,实际上它是细胞内膜和质膜的总称。
6. 膜骨架:指细胞质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构,它参与维持细胞质膜的形状并协助质膜
完成多种生理功能。
7. 细胞表面细胞外表面:与细胞外环境接触的膜面。
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
8. 细胞外被:指细胞质膜外表面覆盖的一层粘多糖物质，实际指细胞表面与质膜中的蛋白或脂类分子共价结
合的寡糖链。
第五章物质的跨膜运输
9. 被动运输：是指通过简单扩散或协助扩散实现物质由高浓度向低浓度方向的跨膜转运。转运的动力来自物
质的浓度梯度，不需要细胞提供代谢能量。:
10.简单扩散: 疏水的小分子或小的不带电荷的极性分子在以简单的扩散方式跨膜转运中，不需要细胞提供能
量，也没有膜蛋白的协助，因此称为简单扩散
11.协助扩散: 各种极性分子和无机离子，如糖、氨基酸、核苷酸以及细胞代谢物等顺浓度梯度或电化学梯度
细胞生物学学习资料(第4-6章)
细胞生物学学习资料(第4-6章)
第四章细胞质膜
学习要点
第一节第一细胞质膜的结构模型
一、生物膜的结构模型 1.生物膜模型的发展历程
① Danielli和Davson提出“蛋白质-脂质-蛋白质”的三明治结构模型。② 1959年Robertson提出单位膜模型
③ Singer和Nicolson于1974年提出流体镶嵌模型，主要强调生物膜的流动性、膜蛋白分布的不对称性。随后的液晶态模型及板块镶嵌模型对流体镶嵌模型进行了补充、完善。④1988年Simon提出脂筏模型。 2．对生物膜结构的归纳总结
①具有极性头部和非极性尾部的磷脂分子形成可运动的磷脂双层。②可运动的蛋白质以非对称方式镶嵌在磷脂双层中或结合于表面。③生物膜可以看作是在磷脂双层中镶嵌蛋白质的二维溶液。二、膜脂成分
膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇膜脂的运动方式
①沿膜平面的侧向运动，是膜脂运动的基本方式。②脂分子围绕轴心的自旋运动。③脂分子尾部的摆动。
④双层脂分子间的翻转运动。脂质体
脂质体是根据磷脂分子可以在水相中形成稳定的脂双
层膜的趋势而制备的人工膜。单层脂分子铺展在水面上，即形成极性端向外而非极性端向内的脂分子团。脂质体可以用不同的膜脂来制备，还可以嵌入不同的膜蛋白，因此脂质体是研究膜蛋白与膜脂及其生物学性质的极好材料，在临床治疗中有很好的前景。三、膜蛋白
膜蛋白的类型
①外在膜蛋白：为水溶性蛋白，依靠离子键或其他弱键与膜表面的膜蛋白分子或膜脂分子结合。
②内在膜蛋白：与膜结合比较紧密，占整个膜蛋白的70%—80%。
③脂锚定膜蛋白：通过与之共价相连的脂分子插入脂双层，从而锚定在细胞质膜上。内在膜蛋白与膜脂结合的方式
细胞外基质及其与细胞的相互作用
疏水性短肽：赋予分子以弹性。
-螺旋短肽：富含丙氨酸和赖氨酸，负责分子 间交联。
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细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制
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（3）肽链呈不规则螺旋、网络和卷曲结构，具 有高度弹性回缩能力；
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（一）纤粘连蛋白（fibronectin, FN）
1.结构与分布
（1）二聚体：由2个亚单位C端借二硫键结合 构成V形分子，是FN蛋白的典型结构和基本 结构。主要由肝实质细胞合成，可溶，分布 于血浆和其他体液中，称血浆FN。
（2） 多聚体：多个亚单位借二硫键结合成纤 维状聚合体。主要由间质细胞合成，不溶， 分布在细胞表面和胞外基质，称细胞FN。
皮肤，血管，内部器官 平滑肌细胞 成肌细胞
Ⅵ
1(Ⅵ) 2(Ⅵ) 血管，子宫，胎盘，皮肤 成纤维细胞
3(Ⅵ)
结缔组织
软骨细胞
Ⅶ Байду номын сангаас1(Ⅶ)]3
复层鳞状上皮(皮肤, 口腔, 阴道, 子宫粘膜等)下方
上皮细胞？
Ⅷ [1(Ⅷ)]3
弹性软骨，软骨生长板， 软骨周围，骨膜，脊索
内皮细胞
Ⅸ
1(Ⅸ) 2(Ⅸ) 透明软骨（与II型胶原纤
Ⅲ [1(III)]3
【北京大学】医学院--专业课程--《细胞生物学》第四章-细胞质膜与细胞表面结构
一、胞质膜的结构模型
研究简史
结构模型 生物膜结构
结构模型
E.Gorter和F．Grendel（1925）:
“蛋白质-脂类-蛋白质”三夹板质膜结构模型
J.D.Robertson（1959年）： 单位膜模型(unit membrane model) S.J.Singer和G.Nicolson（1972）： 生物膜的流动镶嵌模型(fluid mosaic model)
运动方式
沿膜平面的侧向运动（基本运动方式）,其扩散系数为 10-8cm2/s； 脂分子围绕轴心的自旋运动； 脂分子尾部的摆动； 双层脂分子之间的翻转运动，发生频率还不到脂分子 侧向交换频率的 10 － 10 。但在内质网膜上 , 新合成的磷 脂分子翻转运动发生频率很高。
脂质体（liposome）
膜脂——生物膜的基本组成成分
膜蛋白 确定膜蛋白方向的实验程序 光脱色恢复技术 分子生物学技术在膜蛋白研究上的应用 生物膜结构特征 细胞质膜的功能 膜骨架与细胞表面的特化结构
第二节 细胞连接
细胞连接的功能分类 封闭连接 锚定连接 通讯连接 细胞表面的粘连分子
生物膜结构的特征
膜的不对称性：细胞质膜的不对称性是指细胞质膜 脂双层中各种成分不是均匀分布的，包括种类和数 量的不均匀。 膜的不对称性的含义和意义：
含义：质膜的内外两层的组分和功能有明显的差异，称为膜 的不对称性，膜脂、膜蛋白、糖复合物等均不对称。
医学细胞生物学 细胞外基质及其与细胞的相互作用
• 糖基纵横交错、高度亲水、具有负电性，构成高度水化孔胶样物；孔 的大小和电荷密度，可调节对分子、细胞的通透性，具有分子筛的作 用；如肾小球基底膜中硫酸软骨素蛋白聚糖对原尿的生成具有筛滤作 用
• 3.角膜中蛋白聚糖具有透光性
• 硫酸软骨素、硫酸角质素高度硫酸化，使基质脱水变得致密；阻止血 管的形成，使角膜柔软、具有透光性；角质化亦有保护作用
细胞外基质的主要组成成分
• 从结构表现形式上，细胞外基质主要由凝胶样基质和纤维网架构成 • 凝胶样基质：氨基聚糖、蛋白聚糖 • 纤维网架：胶原、弹性蛋白 • 黏着作用：纤连蛋白、层粘连蛋白 • 细胞外基质含量因组织种类而不同，上皮、肌组织、脑等含量较少；
结缔组织中细胞外基质含量最大 • 细胞外基质的组分、组装形式由产生
细胞外基质的主要组成成分
2. 胶原的类型
•α链是胶原的基本亚单位，目前已发现25种不同的α链，26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，如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、结缔组织，在 血管壁和各种软组织或器官间质形成微细的纤维网，常与I型共分布 •IV型胶原是异源三聚体：[α1(IV)]2 [α2(IV)] ，仅存于基底膜，形成二维 网络样结构
医学细胞生物学：细胞外基质及其与细胞的相互作用
来源：由成纤维细胞、软骨细胞、成骨细胞以及某些上皮细
胞合成并分泌到细胞外。
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细胞外基质及其与细胞的相互作用
二、胶原与弹性蛋白
1. 胶原的分子结构 ➢ 典型的胶原分子呈纤维状，是由3条α多肽链盘绕而
在基底膜中起过 滤和结构作用
协助包装和贮存 分泌分子 细胞粘合；结合 FGF
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细胞外基质及其与细胞的相互作用
有的蛋白聚糖也是质膜的整合成分，如成纤维 细胞和上皮细胞表面的黏结蛋白聚糖 （syndecan）， 既可介导细胞与细胞外基质结合，又可使细胞内外信 息相通；
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细胞外基质及其与细胞的相互作用
一、糖胺聚糖与蛋白聚糖
(四)糖胺聚糖和蛋白聚糖与疾病
➢ 糖胺聚糖或蛋白聚糖及其降解中间产物在体内一定 部位堆积，造成粘多糖累积病。
➢ 糖胺聚糖的变化和蛋白聚糖分子的异常表达对肿瘤 的发生、发展及转移有着重要意义。
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《细胞生物学》题库第四章细胞膜与细胞表面
《细胞生物学》题库第四章细胞膜与细胞表面
一、名词解释
1. 脂质体——脂质体是根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的人工膜，脂质体中可以裹入不同的药物或酶等具有特殊功能的生物大分子。
2. 流体镶嵌模型——主要强调：1.膜的流动性，膜脂和膜蛋白均可侧向运动2.膜蛋白分布的不对称性
3. 细胞膜——又称质膜，是指围绕在细胞最外层，由脂质和蛋白质组成的生物膜。
4. 去垢剂——是一端亲水一端疏水的两性小分子，是分离与研究膜蛋白的常用试剂。
5. 膜内在蛋白——又称整合蛋白，多数为跨膜蛋白，与膜紧密结合。
6. 细胞外被——又称糖萼，曾用来指细胞膜外表面覆盖的一层粘多糖基质，实际上细胞外被中的糖与细胞膜的蛋白分子或脂质分子是共价结合的,形成糖蛋白和糖脂，所以，细胞外被应是细胞膜的正常结构组分，它不仅对膜蛋白起保护作用，而且在细胞识别中起重要作用。
7. 细胞外基质——是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。细胞外基质将细胞粘连在一起构成组织，同时，提供一个细胞外网架，在组织中或组织之间起支持作用。
8. 透明质酸——是一种重要的糖胺聚糖，是增殖细胞和迁移细胞胞外基质的主要成分，尤其在胚胎组织中。
9. 细胞连接——是多细胞有机体中相邻细胞之间通过细胞质膜相互联系，协同作用的重要组织方式。
10. 细胞粘着——在细胞识别的基础上，同类细胞发生聚集，形成细胞团或组织的过程。
11. 整联蛋白家族——细胞膜上能够识别并结合各种能够含RGD三肽顺序的受体称整联蛋白家族。
12. 连接子——构成间隙连接的基本单位。
细胞生物学细胞外基质
–胶原合成的过程
细胞外基质的主要组成成分 胶原
共价键
α螺旋胶原分子在细胞外基质组装：
相邻分子相错1/4长度，约67nm， 前后分子相距约35nm，聚合形成明 暗相间的胶原原纤维
细胞外基质的主要组成成分 胶原
– 胶原的合成装配（I-III型）
前α链 (pro-αchains) ，带有信号肽和前肽 （propeptide，不含Gly-X-Y结构
–结构作用：
–胶原和弹性蛋白 –(collagen and elastin)
–黏合作用：
–纤黏连蛋白和层黏连蛋白 (fibronectin and laminin)
细胞外基质的主要组成成分
♣ 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。
• 氨基聚糖（glycosaminoglycan, 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wk.baidu.com为六种：
w参与胶原分解的酶类主要有：
胶原酶，主要作用于I、Ⅱ、Ⅲ型胶原； 明胶酶，作用于Ⅳ、V、Ⅶ、Ⅺ型胶原；肿瘤细胞能产生明胶酶，特异性地作用于Ⅳ型胶原，破坏基 膜，为侵袭、转移开辟道路。 基质裂解素，作用于Ⅲ、IV、Ⅸ、X型胶原。
医学细胞生物学目录
目录
第一章绪论
第一节细胞生物学研究内容与方法
一、研究对象
二、主要研究任务
三、主要分支学科
四、主要研究技术与方法
第二节细胞生物学的发展简史
一、细胞的发现和细胞学说的创立
二、经典细胞学的发展
三、实验细胞学的发展
四、分子生物学的发展
第三节医学细胞生物学在医学教育中的地位
一、医学细胞生物学与医学
二、医学细胞生物学与相关的研究领域
第二章细胞的分子基础、起源和进化
第一节细胞的化学及分子组成
一、细胞的化学组成
二、细胞的各种化学组分的结构及生理功能第二节细胞的形成
一、从无机小分子产生有机小分子物质
二、从有机小分子生成生物大分子物质
三、由生物大分子演变到原始细胞
第三节原核细胞与真核细胞
一、原核细胞
二、真核细胞
三、原核细胞与真核细胞特征的比较
第四节细胞的形态、大小和数目
一、细胞的形态
二、细胞的大小
三、细胞的数目
第五节病毒
一、病毒的形态、结构和类型
二、病毒的增殖
三、类病毒及朊病毒
四、SARS冠状病毒
五、几种动物流感病毒
第三章细胞膜与细胞表面
第四章细胞外基质
第五章内膜系统
第六章线粒体
第七章核糖体
第八章细胞骨架
第九章细胞核
第十章细胞分裂与细胞周期第十一章细胞的信号转导第十二章细胞分化
第十三章肝细胞
第十四章细胞衰老和死亡参考文献
中英文对照索引
_细胞外基质与其与细胞相互作用
0 0.2~2.3 1.0~2.0 0.2~3.0 2.0~3.0 0.9~1.8
结缔组织、皮肤、软 骨、滑液、玻璃体 软骨、角膜、骨、皮 肤、动脉 皮肤、血管、心、心 瓣膜 肺、动脉、细胞表面
肺、肝、皮肤、肥大 细胞 软骨、角膜、椎间盘
医学细胞生物学
第一节 细胞外基质的主要组成成分
• （二）蛋白聚糖是由氨基聚糖和核心蛋白 共价结合形成的高分子量复合物
• 1.分子结构
医学细胞生物学
第一节 细胞外基质的主要组成成分
• 2.在内质网中合成并装配 • 1)内质网腔内装配多糖，由专一的连接四糖
结合到丝氨酸残基，再依次加接
• 2)氨基酸序列和糖链具有多态性
• 3)有些蛋白聚糖也是质膜的整合成分(连接 素)
医学细胞生物学
第一节 细胞外基质的主要组成成分
• (三)氨基聚糖与蛋白聚糖的功能 • 1.使组织具有弹性和抗压性 • 2.对物质转运有选择渗透性 • 3.角膜中蛋白聚糖具有透光性 • 4.氨基聚糖有抗凝血作用 • 5.细胞表面的蛋白聚糖有传递信息作用 • 6.氨基聚糖和蛋白聚糖与组织老化有关
• 二、胶原与弹性蛋白 • （一）胶原是细胞外基质中的骨架结构 • 人体内含量最丰富的蛋白质 • 1.分子结构：三条a-多肽链盘绕而成，多肽链
基本由Gly-X-Y规律的三肽重复序列构成 • 2.多种a链，以不同方式组成多种胶原 • 3.前体肽链——去信wk.baidu.com肽——两端加前肽——
细胞生物学细胞外基质
（extracellular matrix，ECM）
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。
纤粘连蛋白的每个亚单位由数个结构域构成， ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ有与细胞表面受体、胶原、纤维素和硫酸蛋白 多糖高亲和性的结合部位。
细胞结构域中Arg-Gly-Asp（RGD）三肽序 列是细胞识别的最小结构单位
FN的结构模型
FN的结构模型
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。
弹性蛋白：呈无规则卷曲，也不发生糖基化 修饰。
装配： 短肽合成后，以可溶性前体分泌到细胞外基 质中； 在靠近质膜处肽链之间通过赖氨酸残基互相 交联，装配成弹性纤维，形成富有弹性的网络结 构。
细胞生物学-细胞连接与细胞外基质
胞间连丝 (plasmodesma)
高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接,完成细胞间 的通讯联络。胞间连丝穿越细胞壁,由相互连接的相邻细胞的 细胞质膜共同组成的直径为20～40nm的管状结构,中央是由内 质网延伸形成的链管结构。
胞间连丝的功能
胞间连丝不仅使相邻细胞的细胞质膜、细胞 质、内质网交融在一起。而且也是植物细胞间物 质运输和传递刺激的重要渠道，它与动物细胞的 间隙连接有许多相同之处。正常情况下它允许 1000道尔顿以下的分子渗透，也能让离子自由通 过。它的活性同样受Ca2+离子浓度的调节等，因 此具有植物信号传导的作用。
◆ 粘着带 (adhesion belts)
粘着带连接位于上皮细胞紧密连接的下方， 靠钙粘 着蛋白同肌动蛋白相互作用， 将两个细胞连接起来, 相邻细胞质膜的间隙为20～25nm, 介于紧密连接和 桥粒之间,又称中间连接(intermediate junctions) 带状桥粒（belt desmosome）。
间隙连接的功能:
1.连接作用。 2.能在细胞间形成电偶联(electrical coupling)。电偶联在神 经冲动信息传递过程中起重要作用。
3. 代谢偶联(matebolic coupling)。代谢偶联可使小分子代 谢物和信号分子通过间隙连接形成的水性通道, 从一个细胞 到另一个细胞。如cAMP和Ca2+等可通过间隙连接从一个细 胞进入到相邻细胞, 因此,只要有部分细胞接受信号分子的作 用,可使整个细胞群发生反应。
细胞外基质
含量多： 结缔组织
平滑肌
细胞外基质的组成成分及组装形式由 所产生的细胞决定，并与组织的特殊功 能需要相适应。 角膜的ECM为透明柔软的片层; 骨、牙者坚硬如岩石; 肌腱者坚韧如绳索; 眼中的玻璃体透明而柔软； 上皮和结缔组织者如节片。 尽管ECM具有如此的多样性，但其生物 学作用却基本相同。
细胞外基质的组成：
胶原和弹性蛋白—纤维网架 非胶原糖蛋白（纤连蛋白和层粘连蛋白）—粘着成分氨 基聚糖和蛋白聚糖—凝胶样基质
细胞与细胞外基质构成了完整的组织， 是相互依存的关系。 ECM成分的合成、 分泌和组装是细胞活动的产物，其化学 成分为蛋白和多糖。
ECM不仅参与组织结构的维持，而且 对细胞的存活、形态、功能、代谢、增 殖、分化、迁移等基本生命活动具有多 方位的影响。
第二节 非胶原糖蛋白
存在于ECM中的非胶原糖蛋白有数十 种，为多功能大分子，具有分别与细胞 以及细胞外其它成分结合的多个结构域， 是ECM成分的组织者，直接影响到细胞 的存活、形状、黏着、铺展、迁移、增 殖和分化。纤连蛋白和层黏连蛋白是非 胶原糖蛋白的主要成员。
一、纤连蛋白 1．纤连蛋白的类型
纤连蛋白（fibronectin，FN）不 仅在动物界普遍存在，而且存在于较低 等的原始多细胞海绵体内。
二、弹性蛋白 弹性蛋白（elastin）是高度疏水的非
糖基化蛋白，约含750-830个氨基酸残基。 由两种类型的短肽交替排列构成的无规则 卷曲。
细胞生物学总结
8. 多细胞生物体相邻细胞间存在细胞连接，可 分为三大类。
第28页，共36页。
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。
第30页，共36页。
内膜系统（endomembrane system）是指位于
细胞内那些在结构、功能乃至发生上有一定联系的膜性 结构，其中包括细胞组分中的核膜、内质网、高尔基复 合体、溶酶体、过氧化物酶体、液泡。
内膜系统是真核细胞所特有的。它们在结构和功 能上是统一的整体，是细胞内蛋白质、酶类、脂类和糖 类合成的场所，也具有包装和运输合成物与分泌产物 的功能。
高尔基复合体中的蛋白质糖链的加工修饰具有严 格的顺序性和区域性
糖基化的每一种糖基只能由一定的糖基转移酶催化连接。 在高尔基体中，不同的糖基转移酶定位于不同区室的扁平
囊中，蛋白质按顺序通过这些区室逐步转运的过程中 被扁平囊中的酶催化按次序切除或连接上糖基，使最 后的成熟糖蛋白上的糖链有特定的次序。
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每型胶原由3条相同或不同的α链构成。 目前已鉴定出20多种不同的α链，每种α链可分 为若干亚型，如α1(Ⅰ)、α1(Ⅱ)、α1(Ⅲ)、α1(Ⅳ)等。 每种α链各由一种基因编码。 各种α链以不同方式组合成不同类型胶原。 ㈢胶原的合成与降解（自学）
细胞生物学第四章细胞外基质
这是1890年拍摄 的“弹性皮肤人”照 片，是由于胶原装配 不正确引起的遗传综 合征。
过度松弛皮肤症
细胞生物学第四章细胞外基质
二、非胶原糖蛋白
存在于细胞外基质中的有数十种，纤粘连蛋 白和层粘连蛋白是其主要成员。
㈠纤粘连蛋白（fibronectin，FN）
1．类型 是高分子量的糖蛋白，含糖达4.5%～9.5% ， 由两个或两个以上的亚单位在肽链C端形成二硫键 交联。 目前至少已鉴定出了20种以上纤粘连蛋白多 肽亚单位。为同一基因的编码产物。
细胞生物学第四章细胞外基质
根据存在部位的不同，分为两种。 ⑴血浆纤粘连蛋白 存在部位：血浆及各种体液中。 结构：由两条相似的肽链（A链和B链）在C 端以二硫键交联形成的V字形二聚体。 来源：主要来源于肝实质细胞，少量来源于 血管内皮细胞。
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
⑵细胞纤粘连蛋白 存在部位：细胞外基质中，能瞬时附着于细胞 表面，与细胞表面特异受体结合发挥作用。 结构：为多聚体，借助于更多的链间二硫键交 联成纤维束。 来源：主要由间质细胞分泌产生，如成纤维细 胞、内皮细胞、软骨细胞、巨噬细胞等。 细胞FN又可分为细胞表面FN和基质FN。
细胞生物学第四章细胞外基质
纤粘连蛋白的每个亚单位由数个结构域构成， 具有与细胞表面受体、胶原、纤维素和硫酸蛋白 多糖高亲和性的结合部位。
细胞结构域中Arg-Gly-Asp（RGD）三肽序列 是细胞识别的最小结构单位
细胞生物学第四章细胞外基质
FN的结构模型
FN的结构模型 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
细胞生物学第四章细胞外基质
㈡胶原的类型 目前已发现的胶原有20种。其中对Ⅰ-Ⅳ型胶原 了解最多（表4-1）。 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型胶原含量最丰富。 Ⅰ型胶原：皮肤、肌腱、韧带及骨； Ⅱ型胶原：为软骨中的主要胶原成分； Ⅲ型胶原：疏松结缔组织、血管壁、妊娠组织 及胎盘中； Ⅳ型胶原：是基膜的主要成分和支架。
细胞外基质成分
细胞生物学第四章细胞外基质
一、 胶原（collagen）
是胶原蛋白的简称，约占人体蛋白质总量的 30%以上。
是细胞外基质中特化的蛋白质，遍布于各种 组织细胞间，构成细胞外基质的结构框架。
细胞生物学第四章细胞外基质
㈠胶原的分子结构 胶原蛋白的基本结构单位是胶原分子：为三条 α螺旋肽链盘绕成的三股Baidu Nhomakorabea旋结构。
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
现已确定的有11种LN分子，分别由10种亚单 位（α1、α2、α3、α4、α5、β1、β2、β3、γ1、γ2）中的 3种以不同的组合而构成。这10种亚单位分别由10 个结构基因编码。
细胞生物学第四章细胞外基质
三、弹性蛋白 （elastin）
1．结构 是高度疏水的非糖基化蛋白，约含830个氨 基酸残基。 由两种类型的短肽交替排列构成： ① 一种是疏水短肽，提供给分子以弹性 。 ② 另一种为富集丙氨酸及赖氨酸残基的α螺 旋，并在相邻分子间形成交联。
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。
细胞生物学第四章细胞外基质
第一节 细胞外基质的蛋白质种类、 结构和功能
第二节 细胞外基质的生物学作用 第三节 细胞外基质的受体 第四节 细胞外基质与医学
细胞生物学第四章细胞外基质
第一节 细胞外基质的蛋白质种类、 结构和功能
➢ 胶原 ➢ 非胶原糖蛋白 ➢ 弹性蛋白 ➢ 氨基聚糖和蛋白聚糖
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
氨基酸组成：相似于胶原，也富含甘氨酸及 脯氨酸，但很少含羟脯氨酸，不含羟赖氨酸。
弹性蛋白：呈无规则卷曲，也不发生糖基化 修饰。
装配： 短肽合成后，以可溶性前体分泌到细胞外基 质中； 在靠近质膜处肽链之间通过赖氨酸残基互相 交联，装配成弹性纤维，形成富有弹性的网络结 构。
胶原分子
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）
细胞生物学第四章细胞外基质
α链：每条α链含1050个氨基酸残基。甘氨酸 （Gly）约占三分之一，同时富含脯氨酸（Pro）和 赖氨酸（Lys）。
脯氨酸 → 羟脯氨酸（HyPro），赖氨酸 → 羟 赖氨酸（HyLys），赖氨酸则选择性的糖基化。
肽链中的氨基酸组成规则呈三肽重复顺序 （Gly-X-Y），其中X为Pro，Y常为HyPro 或 HyLys。