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微丝的功能
第九章 微丝网络动态结构 的 调节与细胞运动
（一）非肌肉细胞内微丝的结合蛋白 • 大多数非肌细胞中，微丝是一种动 态结构，参与细胞形态的维持和细 胞运动。
• 微丝结合蛋白将微丝组织成以下三种主要 形式： • ·Parallel bundle: MF同向平行排列，主要发 现于微绒毛与丝状伪足。 • ·Contractile bundle: MF反向平行排列，主 要发现于应力纤维和有丝分裂收缩环。 • ·Gel-like network: 细胞皮层(cell cortex)中 微丝排列形式，MF相互交错排列。来自微丝结合蛋白功能示意图
一：形成细胞皮层
• 细胞中大部分微丝都集中都紧贴细胞质膜的细胞 质区，并与微丝结合蛋白组成凝胶状三维网络结 构，该区域为细胞皮层。 • 皮层内的微丝网络功能： • 1：维持细胞的形态。 2：参与细胞运动 。如胞质环流、阿米巴运动、 变皱膜运动、吞噬、膜蛋白定位都与皮层内肌动 蛋白的溶胶态或凝胶态转化相关
形成应力纤维（stress fiber）
• 培养的成纤维细胞中具有丰富的应力纤维， 并通过粘着斑固定在基质上。在体内应力 纤维使细胞具有抗剪切力
上皮细胞中的应力纤维（微丝红色、微管绿色）
应力纤维结构模型
三：细胞伪足的形成与迁移运动
①：微丝纤维生长，使细胞表面突出，形成片足；②在片足 微丝纤维生长，使细胞表面突出，形成片足； 与基质接触的位置形成粘着斑； 与基质接触的位置形成粘着斑；③在肌球蛋白的作用下微丝 纤维滑动，使细胞主体前移； 解除细胞后方的粘和点。 纤维滑动，使细胞主体前移；④解除细胞后方的粘和点。如 此不断循环，细胞向前移动。 此不断循环，细胞向前移动。
四：微绒毛
五：胞质分裂环
六.胞质分裂 胞质分裂
（一）非肌肉细胞内微丝的结合蛋白 • 大多数非肌细胞中，微丝是一种动 态结构，参与细胞形态的维持和细 胞运动。
• 微丝结合蛋白将微丝组织成以下三种主要 形式： • ·Parallel bundle: MF同向平行排列，主要发 现于微绒毛与丝状伪足。 • ·Contractile bundle: MF反向平行排列，主 要发现于应力纤维和有丝分裂收缩环。 • ·Gel-like network: 细胞皮层(cell cortex)中 微丝排列形式，MF相互交错排列。来自微丝结合蛋白功能示意图
一：形成细胞皮层
• 细胞中大部分微丝都集中都紧贴细胞质膜的细胞 质区，并与微丝结合蛋白组成凝胶状三维网络结 构，该区域为细胞皮层。 • 皮层内的微丝网络功能： • 1：维持细胞的形态。 2：参与细胞运动 。如胞质环流、阿米巴运动、 变皱膜运动、吞噬、膜蛋白定位都与皮层内肌动 蛋白的溶胶态或凝胶态转化相关
形成应力纤维（stress fiber）
• 培养的成纤维细胞中具有丰富的应力纤维， 并通过粘着斑固定在基质上。在体内应力 纤维使细胞具有抗剪切力
上皮细胞中的应力纤维（微丝红色、微管绿色）
应力纤维结构模型
三：细胞伪足的形成与迁移运动
①：微丝纤维生长，使细胞表面突出，形成片足；②在片足 微丝纤维生长，使细胞表面突出，形成片足； 与基质接触的位置形成粘着斑； 与基质接触的位置形成粘着斑；③在肌球蛋白的作用下微丝 纤维滑动，使细胞主体前移； 解除细胞后方的粘和点。 纤维滑动，使细胞主体前移；④解除细胞后方的粘和点。如 此不断循环，细胞向前移动。 此不断循环，细胞向前移动。
四：微绒毛
五：胞质分裂环
六.胞质分裂 胞质分裂
医学检验·检查项目：微丝蚴(Mf)_课件模板
正常值： 阴性，记为(-)；或未检出。
医学检验·各论：微丝蚴（Mf） >>>
相关检查： 粪细菌培养、尿液细菌培养、痰液细菌培 养、耳、鼻、咽拭子细菌培养 、粪便寄 生虫、粪便白细胞。
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相关症状： 咳嗽、结节、囊肿、乳糜尿、淋巴结肿大。
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相关疾病：
胸部丝虫病、皮肤丝虫病、阴囊丝虫病、 乳房丝虫病、丝虫病、罗阿丝虫病、淋巴 丝虫病、盘尾丝虫病、常现丝虫病、龙线 虫病。
谢谢！
医学检验·各论 微丝蚴（Mf） 内容课件模板
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
医学检验·各论：微丝蚴（Mf） >>>
简介： 血丝虫病是一种寄生虫病，患者外周
血、淋巴管抽出液中可检出微丝蚴，微丝 蚴是丝虫病的病原体。
医学检验·各论：微丝蚴（Mf） >>>
临床意义： 查到微丝蚴即可确诊丝虫病。
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微丝
2．单体隐蔽蛋白：阻止游离actin向纤维添加，胸腺素thymosin
3．封端蛋白：使纤维稳定，Cap Z 4．单体聚合蛋白：将结合的单体安装到纤维，profilin
5．微丝解聚蛋白：使微丝去组装，cofilin
6．交联蛋白：fimbrin 7．纤维切断蛋白：将微丝切断，gelsolin
概述：
均由单体蛋白以较弱的非共
价键结合在一起，构成纤维
型多聚体。
微丝确定细胞表面特征，使 细胞能够运动和收缩。
微管确定膜性细胞器的位置 和作为膜泡运输的导轨。
中间纤维使细胞具有张力和 抗剪切力。
过氧化物酶体（绿色，箭头所指） 微管（红色）
细胞骨架功能要点
沿盖片边缘超过90度迁移的小鼠成纤维细胞中，细胞骨架 的可塑性很明显。标尺为30um。
非肌肉细胞定向运动的推测机制：
1. 2. 3. 细胞表面接受一个刺激； 导致Arp2/3复合物被WASP家族的一个成员激活； 激活的Arp2/3复合物起始肌动蛋白聚合的成核作用，导致肌动蛋白纤维的 形成；
4.
5. 6.
纤维一旦形成， Arp2/3复合物就结合到纤维的侧面；
侧向分支相对于其锚定的原有纤维以大约70°角向外延伸； 向外推动质膜，引起片足前缘向外延伸。
8．膜结合蛋白：vinculin
三、微丝的功能（微丝与细胞运动）
（一）细胞皮层cell cortex：细胞内大部分微丝集中在 紧贴细胞质膜的细胞质区域，并由微丝结合蛋白交联
成凝胶状三维网络结构。
细胞皮层有助于维持细胞
的形状。
细胞皮层有助于细胞运动。
微丝
9
8
16-17
2B -螺旋
121
C-端
（二）中间纤维的类型
名称 酸性角蛋白 碱性角蛋白 结蛋白 胶质纤维酸性蛋白
波形蛋白
外周蛋白 神经纤维蛋白
组织分布 上皮细胞 上皮细胞
肌细胞 神经细胞、胶质细胞
间充质细胞
神经元 神经元
核纤层蛋白
真核细胞
角蛋白Keratin
胶质纤维酸性蛋白
波形蛋白
核纤层蛋白
谢谢
二、 微丝的组装
（一）微丝的体外组装过程
①成核期 ② 延长期 ③稳定期
微丝组装过程分为三个阶段：
成核期：微丝组装的限速过程。 延长期：肌动蛋白在核心两端聚合，
正端快，负端慢。 稳定期：聚合速度与解离速度达到
平衡。
Cytoskeleton and Cell Movement
（二）微丝体内组装的调节
1.肿瘤细胞内细胞骨架结构的破坏和 解聚 ，无序紊乱排列造成细胞形态 异常。
2.根据中间纤维分布具有组织特异性 的特点，用作临床肿瘤病理诊断工 具。
（1984年，主要人类肿瘤类群的中间纤维目录的建立 。）
二、细胞骨架与神经系统疾病 帕金森病、 阿尔茨海默病 、
肌萎缩性侧索硬化症 、幼稚性脊柱 肌肉萎缩症 等都与神经丝蛋白的异 常表达与异常修饰有关。
（三）微丝组装的影响因素
Mg2+,高Na+、K+，鬼笔环肽
G-actin
F-actin
Ca2+, 低Na+、K+、细胞松弛素B
四、微丝的功能
(一) 构成细胞的支架，维持细胞形态
小肠上皮细胞微绒毛的核心是一束同 向平行排列的肌动蛋白纤维。
考马斯亮蓝法显示细胞中的微丝课件
通过对染色结果的观察和分析， 发现微丝在细胞中的分布和形态 具有组织特异性，与细胞的生理
功能密切相关。
对未来研究的建议
进一步探讨考马斯亮蓝法染色显示细 胞中微丝的机制，以及染色效果的影 响因素，为该方法的优化和应用提供 理论依据。
深入研究微丝在细胞中的功能和作用 机制，以期为相关疾病的治疗和药物 研发提供新的思路和靶点。
微丝排列
分析微丝在细胞内的排列 情况，是否呈现有规律的 排列方式。
微丝交联
观察微丝之间是否存在交 联，交联的密度和形式如何。
数据分析与解 释
数据收集
收集不同实验条件下的染色结果 数据，包括染色效果、微丝形态、
排列和交联情况等。
数据分析
对收集到的数据进行分析，比较 不同实验条件下的染色效果和微
丝结构差异。
考马斯亮蓝法显示 细胞中的微丝课件
• 引言 • 实验原理 • 实验步骤 • 结果分析 • 结论 • 注意事项与局限性 • 参考文献
01
引言
微丝简介
微丝是一种由肌动蛋白聚合形成的纤维 状蛋白质结构，是细胞骨架的重要组成 部分。它们在细胞形态维持、细胞运动、 物质运输等许多细胞活动中发挥关键作
用。
样品制备
将培养的细胞进行固定，常用的 固定剂包括甲醇和冰醋酸，固定 后使用适宜的缓冲液洗涤细胞。
考马斯亮蓝染色
染色液配制
洗涤
将考马斯亮蓝加入适量的甲醇溶液中， 搅拌均匀后过滤，得到染色液。
染色完成后，使用缓冲液洗涤细胞样 品，去除多余的染色液。
染色过程
将固定和洗涤后的细胞样品加入染色 液中，染色时间根据实验需求而定， 一般为10-30分钟。
THANK YOU
感谢观看
生物--微丝
2) 非肌肉细胞中的微丝结合蛋白：
也存在肌球蛋白、原肌球蛋白等，但未发现有肌 钙蛋白。此外仍有几十种结合蛋白，见表。
微丝的功能
• 支架功能：应力纤维 微绒毛 • 肌肉收缩：粗肌丝（肌球蛋白） 细肌丝（肌动蛋白、原肌 球蛋白） • 细胞运动：细胞定向运动、胞质环流 • 细胞内吞、外吐、细胞分裂 • 细胞分化、微绒毛的伸缩 • 信息传递：
第二节 微
• 概念：又称肌动蛋白纤维；是 指真核细胞中由肌动蛋白组成 ，直径为7nm的、长度不一的 实心细丝状的骨架纤维 (microfilament, MF)。 • 形态结构：动态、变化 • 组成：肌动蛋白（单体，外观 呈球型G-actin，43kDa，三个 结合位点；多聚体 F-actin） 肌动蛋白在真核细胞进化过程 中高度保守，多种肌动蛋白来 源于同一个祖先基因；经过翻 译后修饰，因此具有多样性
细胞骨架 • 细胞质骨架 一、 微丝 二、 微管 三、 中等纤维
• 细胞骨架：真核细胞中的蛋白纤维网架体系。 狭义：细胞质骨架：微丝、微管、中等纤维 广义：细胞质骨架、核骨架、细胞膜骨架、细胞外 基质 • 特点：弥散性、整体性、变动性 • 功能：维持细胞形态，保持细胞内部结构的有序性 ，细胞运动、物质运输、能量转换、信息传递、细 胞分裂、基因表达、细胞分化 • 细胞运动：是广义的运动，细胞骨架在各种形式的 细胞运动中起着重要的作用 • 细胞骨架的研究：GFP（Green Fluo’rescence Protein）
• 装配的三个阶段：
二聚体不稳定 三聚体 成核作用 G-actin 易解聚 稳定 ： （种子） G-actin从两端聚 踏 车 现 象 延长阶段： 合延伸（ATP） 稳定期： G-actin浓度和F-actin浓度相平衡
细胞生物学课件细胞骨架微丝
ADP
ADP
ADP
ADP
ADP
ADP
ADP
ADP
ATP ATP
2.具有“踏车”现象,即临界状态下、可
在+端添加，而在-端分离。
3. 微丝在体内组装的动态平衡受ATP水 解作用和G-actin浓度的调控。
4. 微丝组装的动态变化或持久性结构 由细胞的功能决定。
A.微绒毛；
B.细胞质中的收缩束；
C.运动细胞前缘的片状伪足和丝状伪足；
络结构。 末端阻断蛋白：调节肌动蛋白纤维的长度。 纤维切割蛋白：切断肌动蛋白纤维。 纤维解聚蛋白：引起肌动蛋白纤维的解聚合。 膜结合蛋白：非肌细胞质膜下方产生收缩的
结构。
三、 微丝的组装
（一）微丝的体外组装过程
①成核期 ② 延长期 ③稳定期
微丝组装过程分为三个阶段：
成核期：微丝组装的限速过程。 延长期：肌动蛋白在核心两端聚合，
正端快，负端慢。 稳定期：聚合速度与解离速度达到
平衡。
Cytoskeleton and Cell Movement
（二）微丝体内组装的调节
体内组装受一系列肌动蛋白结合蛋白的调节
成核蛋白 （nucleating protein） 1.Arp2/3复合物： 由Arp2、Arp3和其他5种附属蛋白组成， 是微丝组装的起始复合物,促使形成微丝 网络结构。
微丝作为运输轨道参与物质运输活动。
Ⅱ型肌球蛋白分子结构
（四）微丝参与细胞质分裂
有丝分裂末期， 细胞膜沿赤道面向内 收缩，这一过程主要 是在由微丝与肌球蛋 白-Ⅱ丝组成的收缩环 (contractile ring)的作 用下完成的。
微丝参与细胞质分裂
有丝分裂
（五）微丝参与受精作用
第九章_细胞骨架
1. 微管结构与组成
2. 装配
3. 微管特异性药物
4. 微管组织中心(MTOC)
5. 微管结合蛋白(MAP) 6. 微管功能
1.微管结构与组成
微管可装配成单管, 二联管(纤毛和鞭毛 中),三联管(中心粒 和基体中)。
2. 装配
① 装配方式 ② 所有的微管都有确定的极性 ③ 微管装配是一个动态不稳定过程
成核蛋白（nucleating protein），使游离的actin核化开始组装 单体聚合蛋白-------使肌动蛋白单体组装到纤维。如：profilin 微丝解聚蛋白-------使微丝快速解聚，例如：cofilin 此外，封端蛋白、隐蔽蛋白、纤维切断蛋白
成束 成网
封端蛋白
交联蛋白
单体隐蔽蛋白
核化蛋白
③ 中心体(centrosome)
④ 基体(basal body)
① 微管组织中心(MTOC): 微管在生理状态或实 验处理解聚后重新装配的发生处称为微管组 织中心(microtubule organizing center, MTOC)。 ② 常见微管组织中心 a) 间期细胞MTOC： 中心体(动态微管) b) 分裂细胞MTOC： 有丝分裂纺锤体极 (动态 微管) c) 鞭毛纤毛细胞MTOC：基体(永久性结构)
（五） 微绒毛
微丝束
肌动蛋白纤维 绒毛蛋白 作为横桥起稳定、维持微丝束， 使微丝束与细胞膜连接起来。 毛缘蛋白
端网结构
（六）胞质分裂环: 有丝分裂末期，两个即将分离的子细胞内产生收缩 环，收缩环由平行排列的微丝和myosin II组成。随 着收缩环的收缩，两个子细胞的胞质分离，在细胞松 驰素存在的情况下，不能形成胞质分裂环，因此形 成双核细胞。
ATP- G-actin与F-actin末端亲和力强 V(+)大于V（-） ADP- G-actin与F-actin末端亲和力弱
2. 装配
3. 微管特异性药物
4. 微管组织中心(MTOC)
5. 微管结合蛋白(MAP) 6. 微管功能
1.微管结构与组成
微管可装配成单管, 二联管(纤毛和鞭毛 中),三联管(中心粒 和基体中)。
2. 装配
① 装配方式 ② 所有的微管都有确定的极性 ③ 微管装配是一个动态不稳定过程
成核蛋白（nucleating protein），使游离的actin核化开始组装 单体聚合蛋白-------使肌动蛋白单体组装到纤维。如：profilin 微丝解聚蛋白-------使微丝快速解聚，例如：cofilin 此外，封端蛋白、隐蔽蛋白、纤维切断蛋白
成束 成网
封端蛋白
交联蛋白
单体隐蔽蛋白
核化蛋白
③ 中心体(centrosome)
④ 基体(basal body)
① 微管组织中心(MTOC): 微管在生理状态或实 验处理解聚后重新装配的发生处称为微管组 织中心(microtubule organizing center, MTOC)。 ② 常见微管组织中心 a) 间期细胞MTOC： 中心体(动态微管) b) 分裂细胞MTOC： 有丝分裂纺锤体极 (动态 微管) c) 鞭毛纤毛细胞MTOC：基体(永久性结构)
（五） 微绒毛
微丝束
肌动蛋白纤维 绒毛蛋白 作为横桥起稳定、维持微丝束， 使微丝束与细胞膜连接起来。 毛缘蛋白
端网结构
（六）胞质分裂环: 有丝分裂末期，两个即将分离的子细胞内产生收缩 环，收缩环由平行排列的微丝和myosin II组成。随 着收缩环的收缩，两个子细胞的胞质分离，在细胞松 驰素存在的情况下，不能形成胞质分裂环，因此形 成双核细胞。
ATP- G-actin与F-actin末端亲和力强 V(+)大于V（-） ADP- G-actin与F-actin末端亲和力弱
实验十二微丝的观察(荧光探针标记)
拓展应用领域
将荧光探针标记技术应用于更多领域，如疾病诊断、药物筛选等， 推动生物医学研究的发展。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
实验十二微丝的观察(荧光探针标 记)
目 录
• 引言 • 实验材料与方法 • 微丝的结构与功能 • 荧光探针标记技术在微丝观察中的应用 • 实验步骤与操作 • 实验结果与分析 • 结论与展望
01 引言
实验目的
观察微丝在细胞内的分布和动态变化
通过荧光探针标记微丝，利用荧光显微镜观察其在细胞内的分布和动态变化，了 解微丝在细胞生理过程中的作用。
荧光探针的特异性
实验结果表明，所使用的荧光探针具有较高的特异性，能够准确标 记微丝。
微丝的功能分析
通过对微丝的动态观察，发现微丝在细胞运动、分裂等过程中发挥重 要作用。
对未来研究的展望
深入研究微丝的功能
进一步探讨微丝在细胞内的具体作用机制，以及与其他细胞结构 的相互作用。
发展新的荧光探针技术
研发更灵敏、更特异的荧光探针，以实现对微丝更精细的观察和研 究。
微丝形态与功能探讨
微丝在细胞内的形态和分布与其功能密切相关。例如，细胞边缘的微丝可能与细胞形状维持和细胞运动有关，而 应力纤维则可能与细胞收缩和机械传导有关。通过对微丝形态和分布的观察和分析，可以进一步探讨微丝在细胞 内的功能。
与理论预测的比较
与已知微丝结构的比较
通过对比已知的微丝结构和本实验观察到的微丝结构，可以验证实验结果的准确性。在本实验中，观 察到的微丝结构与已知的微丝结构相符，进一步证实了实验结果的可靠性。
状结构。
微丝的形态
微丝在细胞中呈现动态变化，可以 形成分支、网络或束状结构。
荧光探针标记
将荧光探针标记技术应用于更多领域，如疾病诊断、药物筛选等， 推动生物医学研究的发展。
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感谢您的观看
实验十二微丝的观察(荧光探针标 记)
目 录
• 引言 • 实验材料与方法 • 微丝的结构与功能 • 荧光探针标记技术在微丝观察中的应用 • 实验步骤与操作 • 实验结果与分析 • 结论与展望
01 引言
实验目的
观察微丝在细胞内的分布和动态变化
通过荧光探针标记微丝，利用荧光显微镜观察其在细胞内的分布和动态变化，了 解微丝在细胞生理过程中的作用。
荧光探针的特异性
实验结果表明，所使用的荧光探针具有较高的特异性，能够准确标 记微丝。
微丝的功能分析
通过对微丝的动态观察，发现微丝在细胞运动、分裂等过程中发挥重 要作用。
对未来研究的展望
深入研究微丝的功能
进一步探讨微丝在细胞内的具体作用机制，以及与其他细胞结构 的相互作用。
发展新的荧光探针技术
研发更灵敏、更特异的荧光探针，以实现对微丝更精细的观察和研 究。
微丝形态与功能探讨
微丝在细胞内的形态和分布与其功能密切相关。例如，细胞边缘的微丝可能与细胞形状维持和细胞运动有关，而 应力纤维则可能与细胞收缩和机械传导有关。通过对微丝形态和分布的观察和分析，可以进一步探讨微丝在细胞 内的功能。
与理论预测的比较
与已知微丝结构的比较
通过对比已知的微丝结构和本实验观察到的微丝结构，可以验证实验结果的准确性。在本实验中，观 察到的微丝结构与已知的微丝结构相符，进一步证实了实验结果的可靠性。
状结构。
微丝的形态
微丝在细胞中呈现动态变化，可以 形成分支、网络或束状结构。
荧光探针标记
微丝
四· 功能
1.构成细胞的支架 ，保持细胞一定形态。如血管内皮细 胞、软骨细胞等胞质内微丝主要担负着支架的作用 2.细胞内运输，细胞分泌活动 3.细胞运动。如有丝分裂时染色体、的运动、肌肉收缩胞 质分裂等
第三节 中间丝
一· 结构
中间丝是真核生物细胞骨架中又一组成成分，是中空的管状结构。 少分支，直径（约10nm)介于微管和微丝中间，故称中间丝（也称中丝、中等 纤维、居间纤维）。 主要分布在细胞内承担机械压力较大的部位，如神经细胞的轴突中
中间丝是高度螺旋的蛋白质。每种中间丝蛋白质在特定的组织 和细胞中表达，其氨基酸顺序、分子量差异很大
二· 分类
角质蛋白纤维：只在上皮细胞或外胚层起源的细胞中表达； 波形纤维蛋白：在间质细胞和中胚层起源的细胞中表达； 结蛋白纤维：在成熟的肌肉细胞中表达； 胶质蛋白纤维：只在中枢系统的胶质细胞中表达； 神经蛋白纤维：在中枢和外周神经系统细胞中表达。
细胞中绝大多数运动类型都必须依赖肌动蛋白和肌球蛋白 之间的相互作用
三· 组装
•在适宜的温度，存在ATP、K+、Mg2+离子的条件下，肌动蛋白单体可 自组装为纤维。
•ATP-actin（结合ATP的肌动蛋白)对微丝纤维末端的亲和力高，ADPactin对纤维末端的亲和力低，容易脱落。当溶液中ATP-actin浓度高时， 微丝快速生长，在微丝纤维的两端形成ATP-actin“帽子”，这样的微丝 有较高的稳定性。伴随着ATP水解，微丝结合的ATP就变成了ADP，当 ADP-actin暴露出来后，微丝就开始去组装而变短。 •微丝组装的3个阶段： 成核期 延长期 平衡期
微管组织中心包括中心体，基体和着丝点等
4.微管组成的细胞结构
（一）中心粒 （二）纤毛和鞭毛 真核细胞表面伸出的与运动 有关的特化结构，通常少而长 的称为鞭毛，短而多的称为纤 毛。都由细胞膜包围一根轴丝 构成。
微管微丝
2.中等纤维遵循半分子长度交错的原则进行 组装
Medical Cell Biology
3.中等纤维的体外组装既不需要其它蛋白 质参与，也不需要核苷酸的或结合蛋白的辅助。
4.中等纤维在体内组装时，中等纤维蛋白 绝大部分已装配成中等纤维，几乎不存在相应 的可溶性蛋白，而微管或微丝组装时只有30% 的蛋白分子处于组装状态。
细胞核）
Medical Cell Biology
细胞骨架为真核胞所特有，其功能主要表现为：决定 细胞的形状，赋予其强度、支撑作用，并在细胞运动、 膜泡运输、细胞分裂、信号转导中起重要作用。
Medical Cell Biology
第一节 微 管
一、微管的形态结构与化学组成
微管的形态结构：中空的圆筒状结构。 横断面上看：它是由13根原纤维纵向围绕而成。
+
-
踏 车
影响微管聚合的因素
Medical Cell Biology
⑴微管蛋白的浓度； ⑵Mg2+和Ca2+浓度； ⑶温度； ⑷药物：秋水仙素，长春花碱； ⑸环核苷酸和RNA。
波形蛋白
57
外周蛋白
57
1
肌细胞
1
胶质细胞和星形细胞
1
间充质细胞
1
神经元
IV 神经纤维蛋白 Internexin
62-110 3
66
1
成熟的外周和中枢神经元 发育中的中枢神经系统
V
核纤层蛋白A.B.C 60-70
3
真核细胞
VI nestin
240
1
中枢神经系统干细胞
Medical Cell Biology
Medical Cell Biology
Medical Cell Biology
Medical Cell Biology
3.中等纤维的体外组装既不需要其它蛋白 质参与，也不需要核苷酸的或结合蛋白的辅助。
4.中等纤维在体内组装时，中等纤维蛋白 绝大部分已装配成中等纤维，几乎不存在相应 的可溶性蛋白，而微管或微丝组装时只有30% 的蛋白分子处于组装状态。
细胞核）
Medical Cell Biology
细胞骨架为真核胞所特有，其功能主要表现为：决定 细胞的形状，赋予其强度、支撑作用，并在细胞运动、 膜泡运输、细胞分裂、信号转导中起重要作用。
Medical Cell Biology
第一节 微 管
一、微管的形态结构与化学组成
微管的形态结构：中空的圆筒状结构。 横断面上看：它是由13根原纤维纵向围绕而成。
+
-
踏 车
影响微管聚合的因素
Medical Cell Biology
⑴微管蛋白的浓度； ⑵Mg2+和Ca2+浓度； ⑶温度； ⑷药物：秋水仙素，长春花碱； ⑸环核苷酸和RNA。
波形蛋白
57
外周蛋白
57
1
肌细胞
1
胶质细胞和星形细胞
1
间充质细胞
1
神经元
IV 神经纤维蛋白 Internexin
62-110 3
66
1
成熟的外周和中枢神经元 发育中的中枢神经系统
V
核纤层蛋白A.B.C 60-70
3
真核细胞
VI nestin
240
1
中枢神经系统干细胞
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38
肿瘤细胞的骨架变化
名称
鬼笔环肽
紫衫酚
有
有
中间纤维 6 类中间纤维蛋白
40-200KD 10nm
多股螺旋
无 无 无 无
有
37
第四节 细胞骨架异常与疾病
一、 细胞骨架与肿瘤
1.肿瘤细胞内细胞骨架结构的破坏和 解聚 ，无序紊乱排列造成细胞形态 异常。
2.根据中间纤维分布具有组织特异性 的特点，用作临床肿瘤病理诊断工 具。
（1984年，建立了人类肿瘤类群的中间纤维目录。）
33
（四）支持和固定核膜
34
（五）参与细胞内信息传递
中间纤维与DNA复制、转录和 mRNA的运输有关， IF在体外与单链 DNA、核小体的四种核心蛋白高度亲 和。
胞质mRNA锚定于中间纤维，可能 对其在细胞内的定位及是否翻译起重 要作用。
35
(六) 参与细胞的分化
1.不同类型的 I F 严格地分布在不 同类型的细胞中，具有组织细胞的 特异性。
波形蛋白
外周蛋白 神经纤维蛋白
组织分布 上皮细胞 上皮细胞
肌细胞 神经细胞、胶质细胞
间充质细胞
神经元 神经元
核纤层蛋白
真核细胞
27
二、中间纤维的组装
28
二个IF蛋白分子 相互对齐
二聚体（双股超螺旋） 2个 反向平行排列、
半分子交错
四聚体
端对端结合
原纤维（8根）
中间纤维
29
中间纤维装配的特点：
1. 反向平行，两端对称，无极性。 2. 体外组装不需要核苷酸和结合蛋白的
共同结构域
-螺旋杆状区： 310 个 氨 基 酸 残 基
头部（N-端） 非螺旋区
尾部（C-端）
头部
（N-端）
杆状 区
尾部
（C-端）
N-端
1A -螺旋
35
L1 连 接 区
8-14
1B -螺旋
101
L12
L2
连
连
接
接
区 2A
区
-螺旋
9
8
16-17
2B -螺旋
121
C-端
26
（二）中间纤维的类型
名称 酸性角蛋白 碱性角蛋白 结蛋白 胶质纤维酸性蛋白
肌肉的收缩： 由细肌丝和粗肌丝相互滑动引起
粗肌丝 肌球蛋白
肌原纤维
肌动蛋白
细肌丝 原肌球蛋白 T亚单位（Tn-T)
肌钙蛋白 C亚单位（Tn-C) I亚单位（Tn-I20)
（六）微丝参与细胞内信息传递
细胞外某些信号
触发质膜下肌 动蛋白的结构 变化
膜受体
启动细胞内激酶变 化的信号转导过程。
21
第三节 中 间 纤 维 Intermediate filament ,IF
辅助。
3. 中间纤维蛋白合成后绝大部分已装配 成中间纤维，几乎不存在相应的可溶 性蛋白库。
4. 结构稳定，无踏车现象。 30
三、中间纤维的功能
（一） 形成完整的支持网架体系
31
（二）为细胞提供机械强度支持
32
(三）参与细胞连接
桥粒连接相邻细胞，提供细胞内中 间纤维的锚定位点，形成整体网络，起
支持和抵抗外界压力与张力的作用。
Ⅱ型肌球蛋白分子结构 13
（四）微丝参与细胞质的分裂
有丝分裂末期， 细胞膜中部向内凹 陷形成收缩环。收 缩环为大量平行排 列的微丝。
14
有丝分裂
15
（五）微丝参与肌肉收缩
单个肌原纤维
肌原纤维
肌纤维束
肌节
单个肌纤维
16
粗肌丝由肌球蛋白组成， 细肌丝由三种蛋白组成
17
18
肌动蛋白和肌球蛋白的滑动产生肌肉收缩 19
一、中间纤维的结构和类型 二、中间纤维的装配和调节 三、中间纤维的功能
22
Cytoskeleton and Cell Movement
➢ 特点：直径10nm左右，介于微丝和微 管之间，是最稳定的细胞骨架成分。
➢ 分布：在细胞中围绕着细胞核成束成 网分布， 并扩展到细胞质膜，与质 膜相连结。
23
特 性：
最稳定和最丰富 具有组织特异性 单体是纤维状蛋白 不具有极性 肿瘤细胞转移后仍保留源细胞的IF
24
一、中间纤维的结构和类型 (一) 中间纤维的结构
中间纤维蛋白是长的线性蛋白， 由头部、杆状 区和尾部三部分组成，各种中间纤维蛋白之间的区别 主要取决于头、尾部的长度和氨基酸顺序 。
25
Cytoskeleton and Cell Movement
成核期：微丝组装的限速过程。 延长期：肌动蛋白在核心两端聚合，
正端快，负端慢。 稳定期：聚合速度与解离速度达到
平衡。
8
Cytoskeleton and Cell Movement
（二）微丝组装的影响因素
Mg2+,高Na+、K+，鬼笔环肽
G-actin
F-actin
Ca2+, 低Na+、K+、细胞松弛素B
9
四、微丝的功能
(一) 构成细胞的支架，维持细胞形态 小肠上皮细胞微绒毛的核心是一束同 向平行排列的肌动蛋白纤维。
10
（二）微丝参与细胞运动
1.变形运动 例如变形虫、白细胞、 巨噬细胞等
11
2. 培养的动物细胞爬行运动
12
（三）微丝参与细胞内物质运输 马达蛋白中的肌球蛋白（myosin）以
微丝作为运输轨道参与物质运输活动。
F- 肌动蛋白（F-actin）： 每条微丝
由2条平行的肌动蛋白单链以右手螺旋
方式相互盘绕而成 ，具有极性。
2
肌动蛋白
G-肌动蛋白与F-肌动蛋白模式图 3
A. F-肌动蛋白电镜照片 B. F-肌动蛋白分子模型
4
二、 微丝结合蛋白
细胞内存在的一类能与肌动蛋白单体
或肌动蛋白纤维结合的、可改变其特性的
蛋白 。 按其功能可分为三大类：
①与肌动蛋白聚合有关的蛋白
②与微丝结构有关的蛋白
③与微丝收缩有关的蛋白
5
末端阻 断蛋白
单体隔 离蛋白
交联 蛋白
集束 蛋白
膜结合 蛋白
纤维切割蛋白
肌动蛋白结合蛋白功能示意图
6
三、 微丝的组装
（一）微丝的组装过程
①成核期 ② 延长期 ③稳定期
7
微丝组装过程分为三个阶段：
第二节 微丝（microfilament ,MF）
一、微丝的结构与肌动蛋白 二、微丝结合蛋白 三、微丝的组装与特性 四、微丝的功能
1
一、微丝的结构与肌动蛋白
G- 肌动蛋白（G-actin）:肌动蛋白单体由 单条肽链折叠而成，外观呈哑铃形，内部有 ATP（或ADP）结合位点和一个二价阳离子 Mg2+（或Ca2+ ）结合位点。
2.发育不同阶段的细胞，会表达不同 类型的中间纤维，是细胞分化的标 志。
36
细胞骨架主要成分的比较
成分 分子量 纤维直径
极性 单体蛋白库 踏车行为 特异性药物
结合蛋白
微管
微丝
微管蛋白
肌动蛋白
13 根原丝组成 双股螺旋
的空心管状纤维
有
有
有
有
有
有
秋水仙素 细胞松弛素 B
长春花碱
肿瘤细胞的骨架变化
名称
鬼笔环肽
紫衫酚
有
有
中间纤维 6 类中间纤维蛋白
40-200KD 10nm
多股螺旋
无 无 无 无
有
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第四节 细胞骨架异常与疾病
一、 细胞骨架与肿瘤
1.肿瘤细胞内细胞骨架结构的破坏和 解聚 ，无序紊乱排列造成细胞形态 异常。
2.根据中间纤维分布具有组织特异性 的特点，用作临床肿瘤病理诊断工 具。
（1984年，建立了人类肿瘤类群的中间纤维目录。）
33
（四）支持和固定核膜
34
（五）参与细胞内信息传递
中间纤维与DNA复制、转录和 mRNA的运输有关， IF在体外与单链 DNA、核小体的四种核心蛋白高度亲 和。
胞质mRNA锚定于中间纤维，可能 对其在细胞内的定位及是否翻译起重 要作用。
35
(六) 参与细胞的分化
1.不同类型的 I F 严格地分布在不 同类型的细胞中，具有组织细胞的 特异性。
波形蛋白
外周蛋白 神经纤维蛋白
组织分布 上皮细胞 上皮细胞
肌细胞 神经细胞、胶质细胞
间充质细胞
神经元 神经元
核纤层蛋白
真核细胞
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二、中间纤维的组装
28
二个IF蛋白分子 相互对齐
二聚体（双股超螺旋） 2个 反向平行排列、
半分子交错
四聚体
端对端结合
原纤维（8根）
中间纤维
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中间纤维装配的特点：
1. 反向平行，两端对称，无极性。 2. 体外组装不需要核苷酸和结合蛋白的
共同结构域
-螺旋杆状区： 310 个 氨 基 酸 残 基
头部（N-端） 非螺旋区
尾部（C-端）
头部
（N-端）
杆状 区
尾部
（C-端）
N-端
1A -螺旋
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L1 连 接 区
8-14
1B -螺旋
101
L12
L2
连
连
接
接
区 2A
区
-螺旋
9
8
16-17
2B -螺旋
121
C-端
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（二）中间纤维的类型
名称 酸性角蛋白 碱性角蛋白 结蛋白 胶质纤维酸性蛋白
肌肉的收缩： 由细肌丝和粗肌丝相互滑动引起
粗肌丝 肌球蛋白
肌原纤维
肌动蛋白
细肌丝 原肌球蛋白 T亚单位（Tn-T)
肌钙蛋白 C亚单位（Tn-C) I亚单位（Tn-I20)
（六）微丝参与细胞内信息传递
细胞外某些信号
触发质膜下肌 动蛋白的结构 变化
膜受体
启动细胞内激酶变 化的信号转导过程。
21
第三节 中 间 纤 维 Intermediate filament ,IF
辅助。
3. 中间纤维蛋白合成后绝大部分已装配 成中间纤维，几乎不存在相应的可溶 性蛋白库。
4. 结构稳定，无踏车现象。 30
三、中间纤维的功能
（一） 形成完整的支持网架体系
31
（二）为细胞提供机械强度支持
32
(三）参与细胞连接
桥粒连接相邻细胞，提供细胞内中 间纤维的锚定位点，形成整体网络，起
支持和抵抗外界压力与张力的作用。
Ⅱ型肌球蛋白分子结构 13
（四）微丝参与细胞质的分裂
有丝分裂末期， 细胞膜中部向内凹 陷形成收缩环。收 缩环为大量平行排 列的微丝。
14
有丝分裂
15
（五）微丝参与肌肉收缩
单个肌原纤维
肌原纤维
肌纤维束
肌节
单个肌纤维
16
粗肌丝由肌球蛋白组成， 细肌丝由三种蛋白组成
17
18
肌动蛋白和肌球蛋白的滑动产生肌肉收缩 19
一、中间纤维的结构和类型 二、中间纤维的装配和调节 三、中间纤维的功能
22
Cytoskeleton and Cell Movement
➢ 特点：直径10nm左右，介于微丝和微 管之间，是最稳定的细胞骨架成分。
➢ 分布：在细胞中围绕着细胞核成束成 网分布， 并扩展到细胞质膜，与质 膜相连结。
23
特 性：
最稳定和最丰富 具有组织特异性 单体是纤维状蛋白 不具有极性 肿瘤细胞转移后仍保留源细胞的IF
24
一、中间纤维的结构和类型 (一) 中间纤维的结构
中间纤维蛋白是长的线性蛋白， 由头部、杆状 区和尾部三部分组成，各种中间纤维蛋白之间的区别 主要取决于头、尾部的长度和氨基酸顺序 。
25
Cytoskeleton and Cell Movement
成核期：微丝组装的限速过程。 延长期：肌动蛋白在核心两端聚合，
正端快，负端慢。 稳定期：聚合速度与解离速度达到
平衡。
8
Cytoskeleton and Cell Movement
（二）微丝组装的影响因素
Mg2+,高Na+、K+，鬼笔环肽
G-actin
F-actin
Ca2+, 低Na+、K+、细胞松弛素B
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四、微丝的功能
(一) 构成细胞的支架，维持细胞形态 小肠上皮细胞微绒毛的核心是一束同 向平行排列的肌动蛋白纤维。
10
（二）微丝参与细胞运动
1.变形运动 例如变形虫、白细胞、 巨噬细胞等
11
2. 培养的动物细胞爬行运动
12
（三）微丝参与细胞内物质运输 马达蛋白中的肌球蛋白（myosin）以
微丝作为运输轨道参与物质运输活动。
F- 肌动蛋白（F-actin）： 每条微丝
由2条平行的肌动蛋白单链以右手螺旋
方式相互盘绕而成 ，具有极性。
2
肌动蛋白
G-肌动蛋白与F-肌动蛋白模式图 3
A. F-肌动蛋白电镜照片 B. F-肌动蛋白分子模型
4
二、 微丝结合蛋白
细胞内存在的一类能与肌动蛋白单体
或肌动蛋白纤维结合的、可改变其特性的
蛋白 。 按其功能可分为三大类：
①与肌动蛋白聚合有关的蛋白
②与微丝结构有关的蛋白
③与微丝收缩有关的蛋白
5
末端阻 断蛋白
单体隔 离蛋白
交联 蛋白
集束 蛋白
膜结合 蛋白
纤维切割蛋白
肌动蛋白结合蛋白功能示意图
6
三、 微丝的组装
（一）微丝的组装过程
①成核期 ② 延长期 ③稳定期
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微丝组装过程分为三个阶段：
第二节 微丝（microfilament ,MF）
一、微丝的结构与肌动蛋白 二、微丝结合蛋白 三、微丝的组装与特性 四、微丝的功能
1
一、微丝的结构与肌动蛋白
G- 肌动蛋白（G-actin）:肌动蛋白单体由 单条肽链折叠而成，外观呈哑铃形，内部有 ATP（或ADP）结合位点和一个二价阳离子 Mg2+（或Ca2+ ）结合位点。
2.发育不同阶段的细胞，会表达不同 类型的中间纤维，是细胞分化的标 志。
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细胞骨架主要成分的比较
成分 分子量 纤维直径
极性 单体蛋白库 踏车行为 特异性药物
结合蛋白
微管
微丝
微管蛋白
肌动蛋白
13 根原丝组成 双股螺旋
的空心管状纤维
有
有
有
有
有
有
秋水仙素 细胞松弛素 B
长春花碱