细胞骨架解析精选课件PPT

如：临床发现一种男性不育症，是由于患者精 子轴索中缺少动力蛋白臂
遗传性支气管炎，其大原因是由于支气管
纤毛轴索中缺乏动力蛋白臂不能运动，丧失了清除
异物的能力。
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二联管间滑动的做功过程可分为四步：
• 接触：动力蛋白臂头部携带上一次ATP水解产物ADP+P ｉ与相邻二联管的B管接触；
• 做功：有动力蛋白臂头部释放ADP+Pｉ，引起头部与 二联管间角度改变，同时推动相邻二联管滑动；
细胞骨架：是由位于细胞质、细胞核的蛋白质纤维组 成的网架系统。
④细胞骨架与医学 细① 胞 ③中等纤维 骨 架
②
线粒体 核糖体
内质网
对细胞运动、细胞分裂、信息传递、能量转换及
维持2021细/3/2胞形态、固定细胞器等有关。
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结构和支持
胞内运输
收缩运动
空间结构
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• 一、 微管的形态与分布 • 二、 微管的化学组成： • 三、 微管的组装 • 四、 微管的功能
• 中央一对单管及管间架桥：能够控制鞭毛和纤毛运
动的程度和方位，并有助于波浪式运动的发生。
鞭2021毛/3/2 和纤毛运动图解
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(动力蛋白产生微管滑动)
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(动力蛋白引起微管弯曲)
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3.参与物质的运输
神经元轴突的物 快速运输：与微管有关
质运输方式
慢速运输：机制不清
快速运输：速度为50～400ｍｍ/ｄ，线粒体、突触小
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15nm
一、微管的形态与分布
24-26nm
微管的形态结构： 中空的圆柱状结构。
横断面上看：它是由 13根原纤维纵向围绕 而成。
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1
3
13
4
12
5
11 10 9
6 7 8
单管
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A
B
二联管
微
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1
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管
13
4
横 12
5
断
11
6
面
10 9
7 8
A
B
C
三联管
4
二联管
三联管
种是驱动蛋白，利用ATP水解释放的能量向微管的 (+)极运输；另一种是胞质动力蛋白，它利用ATP 水解释放的能量向微管的(-)极运输；
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(驱动蛋白) (向着远离神经细胞体的方向运输)
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微管的分布：
• 单管： 13条原纤维组成，细胞质中大部分微 管为单管
• 二联管：两根微管组成，分为A管、B管， A 管B管共用三根原纤维，主要构成鞭毛、纤毛。
• 三联管：由A、B、C三根微管组成，A与B、B
与C各共用三根纤维，共含33根原纤维，主要
构成中心粒。
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(间期细胞) (分裂期细胞) (有纤毛的细胞)
泡、前溶酶体小泡、内吞小泡等，与膜更新有关的
蛋白质，都是通过此方式运输的。
慢速运输：速度为0．2～8ｍｍ/ｄ运输量大，在游离
核糖体合成的结构蛋白质，如微管蛋白、肌动蛋白、
神经丝蛋白等，都是通过此方式运输的。
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快速运输的机制： • 微管在快速运输中充当“轨道”的作用。 • 物质沿着单根微管进行双向运输。 • 不同方向的运输所需提供动力的蛋白质不同。一
⑴ 微管蛋白的浓度 ⑵ 温度和pH值 ⑶ 离子环境(Mg2+和Ca2+浓度) ⑷ 药物：秋水仙素，长春花碱；重水、紫杉醇
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四、微管的功能
1.维持细胞形态 微
管 的
2.细胞与细胞器运动
功
能 3.参与物质的运输
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1.维持细胞形态
• 用秋水仙素处理培养细胞，发现细胞丧失原 有的形态而变圆。说明微管对维持细胞的不 对称形状是重要的。
并能连接于微管之间，使它们成为具有稳定性的
20微21/3管/2 束。
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三 、 微管的组装
1.微管的组装过程
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+
-
踏 车
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ห้องสมุดไป่ตู้
2、 微管组装的条件
• 微管具有一定刚性，可自然取直，在保持细 胞外形方面起支撑作用。
• 细胞突起部分，如伪足、鞭毛、纤毛、神经 轴突的形成和维持，都是微管在起关键作用。
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2.细胞与细胞器运动
⑴中心体
⑵鞭毛和纤毛的结构：
“9+2”图式(见图)
⑶鞭毛和纤毛的运动机制：
①二联管间滑动的力是动力蛋白臂水解ATP产生的。
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2.微管结合蛋白(MAP)：
同微管相结合的辅助蛋白，它们不是构成微管 壁的基本构件，而是在微管蛋白组装成微管之后， 结合在微管的表面。微管结合蛋白是微管系统结构 和功能所必需的组分，它们与运动的产生、微管组 装和去组装的调节、微管和其他细胞组分之间的连 接等密切相关。
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微管结合蛋白的分类
• 达因蛋白（dynein) ⑴微管的结合蛋白，亦称动力 蛋白；⑵具有ATP酶活性；⑶需Mg2+参与作用;⑷ 连接在二联管A管壁上组成内外两个臂，当与相邻 二联管上微管蛋白接触时能激活ATP酶→微管间 相对滑动。
• 微管结合蛋白-1、微管结合蛋白-2
• 微管修饰蛋白（Tau)(τ)：加速微管蛋白的组装，
• 分离：动力蛋白臂头部与新的ATP结合，引起头部与B 管的分离；
• 复原： ATP水解为ADP+Pｉ，动力蛋白臂角度复原。
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连接丝、辐条、中央单管及中央鞘将滑动转换 成弯曲运动
• 连接丝：鞭毛和纤毛中9组二联管被连接丝捆成一体， 能够使二联管间的滑动转变成弯曲运动；
• 辐条、中央单管及中央鞘：中央一对单管及中央鞘， 通过辐条可以调节动力蛋白臂头部与相邻二联管B管 的接触与分离，控制动力蛋白臂做功与复原之间的 比例，使滑动转变成鞭毛的波浪式打动或纤毛的有 节律的挥动。
②连接丝、辐条、中央单管及中央鞘将滑动转换成
弯曲运动。
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• 二联管间滑动的力是动力蛋白臂水解ATP产生的。
• 实验发现，如从裸露的轴索中选择性地抽提动力蛋 白臂→轴索的运动减弱→直至动力蛋白臂全部被提 取→轴索的运动完全停止。这一过程可以逆转。
(基体)
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二、微管的化学组成：
1.
微 管
微管蛋白
2个鸟嘌呤核苷酸
(55ku 450aa) 异 结合位点。
蛋
二 二价阳离子结合位点。
白
微管蛋白 (55ku 550aa)
聚 体
秋水仙素、长春花碱 结合位点。
微管蛋白 微管蛋白
异 聚合 二
聚 体
首尾相连 原纤维 （13）
微管
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