细胞骨架解析精选课件PPT
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医学细胞生物学 细胞骨架精品PPT课件
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
交联蛋白
单体
单体成核
单体聚合
膜结合蛋白
解聚
纤维切割蛋白
（二）微丝组装
▪ 多数非肌肉细胞中，微丝是一种动态结构。 ▪ 组装过程： 1）成核期、生长期（延长期）、平衡期 2）成核作用发生在质膜上 3）微丝组装的动力来自ATP
成核期－延长期－稳定期
▪ 微丝组装的动态调节： ▪ ATP是调节微丝组装的主要因素
负端
正端
2）微丝 球形-肌动蛋白形成的聚合体，也称纤 维状-肌动蛋白(F-actin)。
指向端
秃端
2、肌动蛋白结合蛋白
▪ 1）肌肉细胞中： ▪ 原肌球蛋白（tropomyosin ，Tm） ▪ 肌球蛋白（myosin） ▪ 肌钙蛋白（troponin ，Tn）
2）非肌细胞中：
单体隔离蛋白
末端阻断蛋白
细胞骨架(cytoskeleton)
二、微丝
(microfilament MF)
（一）微丝的结构
▪ 结构：由肌动蛋白纤维组成的实心纤维
▪ 分布： ▪ 肌肉细胞中，肌细胞的收缩单位、稳定 ▪ 非肌肉细胞中，分布均散、不稳定
成分： 1、肌动蛋白(actin)：
1）单体为一个单链多肽、 哑铃形，称球形-肌动蛋 白（G-actin）。 有极性，含阳离子、 ATP（ADP）、肌球蛋白 的结合位点。
微丝遍及胞质各处，集中分布于质膜下，和其 结合蛋白形成网络结构，维持细胞形状和赋予 质膜机械强度，如哺乳动物红细胞膜骨架的作 用。
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
交联蛋白
单体
单体成核
单体聚合
膜结合蛋白
解聚
纤维切割蛋白
（二）微丝组装
▪ 多数非肌肉细胞中，微丝是一种动态结构。 ▪ 组装过程： 1）成核期、生长期（延长期）、平衡期 2）成核作用发生在质膜上 3）微丝组装的动力来自ATP
成核期－延长期－稳定期
▪ 微丝组装的动态调节： ▪ ATP是调节微丝组装的主要因素
负端
正端
2）微丝 球形-肌动蛋白形成的聚合体，也称纤 维状-肌动蛋白(F-actin)。
指向端
秃端
2、肌动蛋白结合蛋白
▪ 1）肌肉细胞中： ▪ 原肌球蛋白（tropomyosin ，Tm） ▪ 肌球蛋白（myosin） ▪ 肌钙蛋白（troponin ，Tn）
2）非肌细胞中：
单体隔离蛋白
末端阻断蛋白
细胞骨架(cytoskeleton)
二、微丝
(microfilament MF)
（一）微丝的结构
▪ 结构：由肌动蛋白纤维组成的实心纤维
▪ 分布： ▪ 肌肉细胞中，肌细胞的收缩单位、稳定 ▪ 非肌肉细胞中，分布均散、不稳定
成分： 1、肌动蛋白(actin)：
1）单体为一个单链多肽、 哑铃形，称球形-肌动蛋 白（G-actin）。 有极性，含阳离子、 ATP（ADP）、肌球蛋白 的结合位点。
微丝遍及胞质各处，集中分布于质膜下，和其 结合蛋白形成网络结构，维持细胞形状和赋予 质膜机械强度，如哺乳动物红细胞膜骨架的作 用。
《W10细胞骨架》课件
《W10细胞骨架》PPT课 件
细胞骨架是细胞内由蛋白质纤维组成的结构，起到维持细胞形态、细胞内分 子定位和细胞运动的重要作用。
什么是细胞骨架
细胞骨架是一种由蛋白质纤维组成的网状结构，分布于细胞内的胞质中。 • 三种细胞骨架组成：微丝、中间纤维和微管。 • 细胞骨架的组成决定了细胞的形态和结构。
细胞骨架的功能
细胞骨架在肌肉细胞中起到支撑 和收缩作用，实现肌肉的运动。
动态变化
细胞骨架结构能够动态改变，在 细胞的运动和形态变化中发挥关 键作用。
细胞骨架的研究进展
1
发现微丝
1950年代，细胞骨架的主要组成部分——微丝被发现。
2
中间纤维的发现
1960年代，中间纤维作为细胞骨架的另一种组成部分被发现。3Fra bibliotek微管的发现
1970年代，微管作为细胞骨架的第三种组成部分被发现。
细胞骨架的临床应用
1 细胞骨架与癌症
癌细胞的细胞骨架异常，研究细胞骨架有助于癌症治疗的发展。
2 细胞骨架与药物研发
细胞骨架的研究为药物研发提供了新的靶点和策略。
3 细胞骨架与细胞再生
细胞骨架研究有助于理解细胞再生和组织修复的机制。
总结和展望
细胞骨架是细胞的基础结构之一，其功能和研究进展对于理解生命活动和疾病治疗具有重要意义。 未来的研究将继续深入，为细胞骨架的应用和药物研发提供更多可能性。
支撑和维持形态
细胞骨架使细胞能够保持特 定的形状和结构，并对外部 力量起到支撑作用。
细胞内分子定位
细胞骨架通过连接蛋白质和 细胞内器官，帮助分子在细 胞内进行动态定位。
细胞运动
细胞骨架参与细胞的运动和 肌肉的收缩。
细胞骨架与细胞运动的关系
细胞骨架是细胞内由蛋白质纤维组成的结构，起到维持细胞形态、细胞内分 子定位和细胞运动的重要作用。
什么是细胞骨架
细胞骨架是一种由蛋白质纤维组成的网状结构，分布于细胞内的胞质中。 • 三种细胞骨架组成：微丝、中间纤维和微管。 • 细胞骨架的组成决定了细胞的形态和结构。
细胞骨架的功能
细胞骨架在肌肉细胞中起到支撑 和收缩作用，实现肌肉的运动。
动态变化
细胞骨架结构能够动态改变，在 细胞的运动和形态变化中发挥关 键作用。
细胞骨架的研究进展
1
发现微丝
1950年代，细胞骨架的主要组成部分——微丝被发现。
2
中间纤维的发现
1960年代，中间纤维作为细胞骨架的另一种组成部分被发现。3Fra bibliotek微管的发现
1970年代，微管作为细胞骨架的第三种组成部分被发现。
细胞骨架的临床应用
1 细胞骨架与癌症
癌细胞的细胞骨架异常，研究细胞骨架有助于癌症治疗的发展。
2 细胞骨架与药物研发
细胞骨架的研究为药物研发提供了新的靶点和策略。
3 细胞骨架与细胞再生
细胞骨架研究有助于理解细胞再生和组织修复的机制。
总结和展望
细胞骨架是细胞的基础结构之一，其功能和研究进展对于理解生命活动和疾病治疗具有重要意义。 未来的研究将继续深入，为细胞骨架的应用和药物研发提供更多可能性。
支撑和维持形态
细胞骨架使细胞能够保持特 定的形状和结构，并对外部 力量起到支撑作用。
细胞内分子定位
细胞骨架通过连接蛋白质和 细胞内器官，帮助分子在细 胞内进行动态定位。
细胞运动
细胞骨架参与细胞的运动和 肌肉的收缩。
细胞骨架与细胞运动的关系
细胞骨架ppt课件
细胞骨架 (Cytoskeleton)
—Bertha
1
细胞骨架
●细胞骨架的概述 ●细胞骨架的组成
2
第一节 细胞骨架的概述
◆细胞骨架概念
细胞骨架是指存在于真核细胞的细胞质中的蛋白 纤维网架结构体系
◆有狭义和广义两种涵义
在细胞质基质中包括微丝、微管和中间纤维。 在细胞核中存在核骨架-核纤层体系。核骨架、
排列形式，MF相互交错排列。
19
（六）微丝的功能
◆维持细胞形态，赋予质膜机械强度 ◆肌肉收缩(muscle contraction) ◆微绒毛(microvillus) ◆应力纤维(stress fiber) ◆与细胞质运动和细胞移动有关 ◆参与胞质分裂
20
1、维持细胞形态，赋予质膜机械强度 微丝遍及胞质各处，集中分布于质膜下， 和其结合蛋白形成网络结构，维持细胞 形状和赋予质膜机械强度，如哺乳动物 红细胞膜骨架的作用。
运动。 作为产生力的装置，将细胞从一个地方移至到
另一个地方。 作为锚定mRNA并促进其翻译成多肽的位点。 作为细胞分裂的必要组分。
5
第二节 细胞骨架的组成
●微管 （microtubules,MT） ●微丝 (microfilament, MF) ● 中间纤维 ( intermediate filament,IF)
近年来认为微丝是由一条肌动蛋白单体链形成的螺旋， 每个肌动蛋白单体周围都有四个亚基，呈上、下及两侧排 列。
12
(三）微丝的组装及动力学特性
◆MF是由G-actin单体形成的多聚体，肌动蛋白 单体具有极性，装配时呈头尾相接，故微丝具
有极性，既正极与负极之别。装配可分为成 核反应、纤维的延长和稳定期3个阶段。
6
—Bertha
1
细胞骨架
●细胞骨架的概述 ●细胞骨架的组成
2
第一节 细胞骨架的概述
◆细胞骨架概念
细胞骨架是指存在于真核细胞的细胞质中的蛋白 纤维网架结构体系
◆有狭义和广义两种涵义
在细胞质基质中包括微丝、微管和中间纤维。 在细胞核中存在核骨架-核纤层体系。核骨架、
排列形式，MF相互交错排列。
19
（六）微丝的功能
◆维持细胞形态，赋予质膜机械强度 ◆肌肉收缩(muscle contraction) ◆微绒毛(microvillus) ◆应力纤维(stress fiber) ◆与细胞质运动和细胞移动有关 ◆参与胞质分裂
20
1、维持细胞形态，赋予质膜机械强度 微丝遍及胞质各处，集中分布于质膜下， 和其结合蛋白形成网络结构，维持细胞 形状和赋予质膜机械强度，如哺乳动物 红细胞膜骨架的作用。
运动。 作为产生力的装置，将细胞从一个地方移至到
另一个地方。 作为锚定mRNA并促进其翻译成多肽的位点。 作为细胞分裂的必要组分。
5
第二节 细胞骨架的组成
●微管 （microtubules,MT） ●微丝 (microfilament, MF) ● 中间纤维 ( intermediate filament,IF)
近年来认为微丝是由一条肌动蛋白单体链形成的螺旋， 每个肌动蛋白单体周围都有四个亚基，呈上、下及两侧排 列。
12
(三）微丝的组装及动力学特性
◆MF是由G-actin单体形成的多聚体，肌动蛋白 单体具有极性，装配时呈头尾相接，故微丝具
有极性，既正极与负极之别。装配可分为成 核反应、纤维的延长和稳定期3个阶段。
6
第7章细胞骨架ppt课件
可能决定了微管结构和功能的差异
微管功能 ➢ 维持细胞形态
用秋水仙素处理细胞破坏微管,导致细胞变圆。 纤毛、鞭毛、轴突的形成和维持
➢ 细胞内物质的运输 ➢ 细胞器的定位 ➢ 鞭毛(flagella)运动和纤毛(cilia)运动 ➢ 纺锤体与染色体运动
三、中间纤维
10nm纤维,因其直径介于肌粗丝和细丝之间, 故被命名为中间纤维（intermediate filament,IF) 。IF几乎分布于所有动物细 胞，往往形成一个网络结构，特别是在需 要承受机械压力的细胞中含量相当丰富,如 上皮细胞中。
动力蛋白臂的dynein水解ATP作功，使相邻的二联微管相互滑动。
过程：Байду номын сангаас
➢ ①两个单体 形成超螺旋 二聚体（角 蛋白为异二 聚体）；
➢ ②两个二聚 体反向平行 组装成四聚 体；
➢ ③四聚体组 成原纤维；
➢ ④8根原纤维 组成中间纤 维。
A current model of intermediate filament construction.
中间纤维蛋白单体呈纤维状
The domain organization of intermediate filament protein monomers. Most intermediate filament proteins share a similar rod domain that is usually about 310 amino acids long and forms an extended alpha helix. The amino-terminal and carboxylterminal domains are non-alpha-helical and vary greatly in size and sequence in different intermediate filaments.
微管功能 ➢ 维持细胞形态
用秋水仙素处理细胞破坏微管,导致细胞变圆。 纤毛、鞭毛、轴突的形成和维持
➢ 细胞内物质的运输 ➢ 细胞器的定位 ➢ 鞭毛(flagella)运动和纤毛(cilia)运动 ➢ 纺锤体与染色体运动
三、中间纤维
10nm纤维,因其直径介于肌粗丝和细丝之间, 故被命名为中间纤维（intermediate filament,IF) 。IF几乎分布于所有动物细 胞，往往形成一个网络结构，特别是在需 要承受机械压力的细胞中含量相当丰富,如 上皮细胞中。
动力蛋白臂的dynein水解ATP作功，使相邻的二联微管相互滑动。
过程：Байду номын сангаас
➢ ①两个单体 形成超螺旋 二聚体（角 蛋白为异二 聚体）；
➢ ②两个二聚 体反向平行 组装成四聚 体；
➢ ③四聚体组 成原纤维；
➢ ④8根原纤维 组成中间纤 维。
A current model of intermediate filament construction.
中间纤维蛋白单体呈纤维状
The domain organization of intermediate filament protein monomers. Most intermediate filament proteins share a similar rod domain that is usually about 310 amino acids long and forms an extended alpha helix. The amino-terminal and carboxylterminal domains are non-alpha-helical and vary greatly in size and sequence in different intermediate filaments.
13-14细胞骨架-PPT课件
• 化学组成：
•ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
球形肌动蛋白(G-actin)：哑
铃状
• α肌动蛋白：横纹肌，心肌与
血管
及肠壁平滑肌细
胞特有
• β肌动蛋白
• γ肌动蛋白 非肌细胞中
所有肌细胞与
•
微丝(microfilaments .MF)
• 组装（ATP供能）
几个聚合 核心结构 球形单体肌动蛋白
分子逐一地加到核心的二端
延长（有
极性）
B 微丝
(microfilament,MF)
C 中间纤维
(intermediate filament,IF)
A fluorescently stained image of cultured epithelial cells showing the nucleus (yellow) and microtubules (red)
真核细胞（80S）： 四种rRNA： 5SrRNA，5.8SrRNA，18SrRNA，28SrRNA 约82种蛋白质
不同核糖体在大小和化学成分上是不同的:
起解聚(结合到位点,改变构象不能聚合)。
微管组装的过程
• 成核期（延迟期）：和微管蛋白聚 合成短的寡聚体，核心形成。
微管组装的过程
• 成核期（延迟期）：和微管蛋白聚 合成短的寡聚体，核心形成。
• 聚合期（延长期）：微管蛋白聚合速度 大于解聚速度，为微管延长。
微管组装的过程
• 成核期（延迟期）：和微管蛋白聚 合成短的寡聚体，核心形成。
微丝组装的过程
• 成核期（延迟期）：G肌动蛋白先形成 核心，再形成F肌动蛋白。
• 生长期： F肌动蛋白聚合速度大于解聚 速度，为微丝延长。
【PPT课件】第八章 细胞骨架
纤毛、鞭毛和基体
基体
结构比较
Centriole： “9+0” pattern
cilia and flagella： “9+2” pattern
28
例：神经元轴突运输的类型及运输模式
色素颗粒的运输
微管的结构异常与疾病
24
在早老性痴呆患者（阿尔茨海默病）的脑神经元
内，tau蛋白的过磷酸化使其很容易从微管上解离
下来形成神经原纤维缠结。
25
微管依赖性马达蛋白 （motor protein）
驱动蛋白（kinesin）
通过结合和水解ATP， 向着微管（+）极运输 小泡。
动力蛋白（ dynein ）
深绿：微管 浅兰：内质网 黄色：高尔基体
上图：内质网抗体染色 下图：微管抗体染色
上图：高尔基抗体染色 下图：微管抗体染色
containing -tubulin
The centrosome is the major MTOC of animal cells
影响微管组装的特异性药物
秋水仙素(colchicine) 阻断微管蛋白组 装成微管，可破坏纺锤体结构。
紫杉醇(taxol)、重水(D2O)能促进微管
的装配,并使已形成的微管稳定。但这
第八章
细胞骨架
（Cytoskeleton）
红色荧光显示微丝、绿色显示微管、蓝色显示细胞核
概 述
细胞骨架（Cytoskeleton） 是真核细胞中的蛋白质纤维网架体 系，它对于维持细胞的形状、细胞的运 动、细胞内的物质运输、染色体的分离 和细胞的分裂起着重要的作用。
细胞骨架由以下组分构成
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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
2021/3/2
12
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
2021/3/2
13
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；
2021/3/2
23
(驱动蛋白) (向着远离神经细胞体的方向运输)
8
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。
2021/3/2
9
微管结合蛋白的分类
②连接丝、辐条、中央单管及中央鞘将滑动转换成
弯曲运动。
2021/3/2
15
2021/3/2
16
2021/3/2
17
• 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。
• 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。
2021/3/2
14
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。
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。
1
结构和支持
胞内运输
收缩运动
空间结构
2021/3/2
2
• 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
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。
2021/3/2
22
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
2021/3/2
5
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。
2021/3/2
6
(间期细胞) (分裂期细胞) (有纤毛的细胞)
• 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
20
(动力蛋白产生微管滑动)
2021/3/2
(动力蛋白引起微管弯曲)
21
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
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。
10
三 、 微管的组装
1.微管的组装过程
2021/3/2
+
-
踏 车
11
2、 微管组装的条件
2021/3/2
3
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。
2
1
3
13
4
12
5
11 10 9
6 7 8
单管
2021/3/2
A
B
二联管
微
2
1
3
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
(基体)
2021/3/2
7
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
2021/3/2
• 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。
2021/3/2
19
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。
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。
2021/3/2
18
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；
• 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，
2021/3/2
12
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
2021/3/2
13
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；
2021/3/2
23
(驱动蛋白) (向着远离神经细胞体的方向运输)
8
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。
2021/3/2
9
微管结合蛋白的分类
②连接丝、辐条、中央单管及中央鞘将滑动转换成
弯曲运动。
2021/3/2
15
2021/3/2
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2021/3/2
17
• 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。
• 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。
2021/3/2
14
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。
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。
1
结构和支持
胞内运输
收缩运动
空间结构
2021/3/2
2
• 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
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。
2021/3/2
22
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
2021/3/2
5
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)
• 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
20
(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
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
11
2、 微管组装的条件
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3
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。
2
1
3
13
4
12
5
11 10 9
6 7 8
单管
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A
B
二联管
微
2
1
3
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
(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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• 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。
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；
• 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，