细胞生物学之细胞连接

（4）整联蛋白家族
一类异源二聚体跨膜黏着蛋白， 由α和β两个亚单位非共价结合 而成。人有24种α亚基和9种β 亚基，可组成20多种不同的整 联蛋白。 依赖Ca2+或Mg2+的异亲性 细胞黏附分子。
胞外区， 与RGD结合
跨膜区 胞内区， 与肌动蛋白丝作用
整联蛋白：依赖Ca2+或Mg2+的异亲性细胞黏附分子。 功能：
胞间连丝：植物细胞壁中小的开口
动物上皮组织体现了上皮细胞的各种细胞连接
第二节 细胞黏附分子与 细胞粘连
(Cell Adhesion Molecule，CAM)
细胞黏附分子CAM，存在于细胞膜上的一类跨膜糖蛋白，是介 细胞黏附分 导细胞与细胞之间及细胞与细胞外基质ECM之间相互结合并起 黏附作用的一类细胞表面分子。 黏附 细胞与细胞之间的粘连是由特定的细胞粘附分子介导，细胞 之间的锚定连接也需要粘附分子的参与 根据分子结构特点可大致分为四类： 钙粘素（ cadherin ） 整合素（ integrin ） 选择素（ selectin ） 免疫球蛋白超家族（ immunoglobulin superfamily，IgSF ）
组成
由围绕在细胞四周的嵴线网络—封闭索组成。 封闭索：成串排列的特殊跨膜蛋白排列形成蛋 白质颗粒条索，将细胞间隙封闭起来。
二、锚定连接 Anchoring junction
锚定连接是动物各组织中广泛存在的一种细胞
连接方式，通过粘着蛋白、整联蛋白和细胞骨架 体系以及细胞外基质的相互作用，将相邻细胞或 细胞与细胞外基质连接起来，形成一个坚挺、有 序的细胞群体。
主要作用
形成能够抵抗机械张力的牢固粘合。
根据参与连接的骨架纤维类型和锚定部位的不 同，分为二大类：
黏合带：细胞之间
黏合连接(adhering junction)
黏着斑：细胞与基质之间 桥粒：细胞之间
桥粒连接(desmosome junction)
半桥粒：细胞与基质之间
电镜下桥粒
A
B
C
D
Fig.3
（2）选择素
选择素（selectin）属异亲型CAM结合，其作用依赖于 Ca2＋ 主要参与白细胞与脉管内皮细胞之间的识别与粘合 已知选择素有三种：
L-选择素：广泛存在于各种白细胞的表面，参与炎症部位白 细胞的出脉管过程 E-选择素：存在于活化的血管内皮细胞表面； P-选择素：贮存于血小板及内皮细胞
一、封闭连接 occluding junctions
以紧密连接（tight junction）为典型代表，它 将相邻细胞的质膜密切地连接在一起阻止溶液中 的分子沿细胞间隙渗入细胞内。 紧密连接主要见于体内管腔及腺体上皮细胞近管 腔面的顶端，呈带状环绕细胞。 紧密连接处，两相邻细胞质膜并非大片区域紧密 连接，而是以断续的点连在一起，点状接触部位 没有缝隙，未接触处尚有10-15nm的细胞间 隙。
A
B
A 3种选择素的结构
C
B 这3种选择素能够识别 糖蛋白寡糖链末端的糖基 配体并与之结合 C 糖基配体的详细结构
炎症时内皮表达E－选择 素，与白细胞和血小板 上的寡糖链识别，白细 胞在炎症部位的血管中 黏附、分离、再黏附、 再分离，呈现滚动方式 运动，激活自身整联蛋 白，介导白细胞和内皮 细胞紧密结合，使白细 胞经内皮细胞间隙迁移 至组织
•特点： •同亲型结合，高度依赖Ca2+。 • 胞外部分常折叠成5个重复结构域，Ca2+结合在重复 结构域之间。 • 钙粘素功能： • 介导细胞连接：如上皮细胞中的钙粘素。 • 影响细胞分化，参与组织器官的形成：决定胚胎细胞 间的粘附、分离、迁移、再黏合。 • 参与细胞之间的特化连接，调节信号传递。
来自百度文库
紧密连接
由特殊的跨膜蛋白成串排列形成蛋白质颗粒条索，进而形成拉链状的密闭连接结 构--封闭索，这些封闭索交织成网状，环绕在每个上皮细胞的顶部，将相信相邻 细胞紧密连接在一起，封闭细胞间隙。
功能
封闭作用 封闭上皮细胞的间隙，阻止细胞外物质无选 择地通过细胞间隙进入组织，或组织中的物 质回流入腔中，保证组织内环境的稳定。 隔离和支持作用 形成上皮细胞质膜蛋白与膜脂分子侧向扩散 的屏障，从而维持上皮细胞的极性。如小肠腔
1. 胞外区，N端，5个重复结构 域，负责与配体识别； 2. 跨膜区，多为单次跨膜； 3. 胞质区，C端部分，与质膜下的 骨架成分直接相连，或与胞内的信 号分子相连。 Ca2+结合越多，钙粘素刚性超强
(重复结构域)
同亲型结合 homophilic
Ca2+对钙粘素的影响
锚定连接中，通过α-, β-连 环蛋白与肌动蛋白相连，形 成黏合带；在桥粒结构中， 与中间纤维丝相连。
半桥粒与桥粒的不同之处：
z 半桥粒只在质膜内侧形成桥粒斑结构，其另一侧为基 膜；桥粒两侧都为细胞。 z 半桥粒穿膜连接蛋白为整合素；桥粒的是钙粘素。
②黏合带与黏着斑
黏合带位于紧密连接细胞的下方，相邻细胞间形成连续的带状 结构，跨膜蛋白为钙粘素家族。
在上皮细胞中，相邻细胞中的肌动蛋白丝通过钙黏蛋白和附着蛋 白形成一个广泛的跨细胞网络，这个网络在肌球动力蛋白帮助 下，可以收缩，在动物形态发生中起重要作用
常见于肌细胞与肌腱的连接中 细胞的粘附、铺展与迁移
三、通讯连接 （Communicating junction）
细胞间电信号和化学信号的通讯联系，完成群 体细胞间的合作和协调
主要包括
间隙连接(gap junction) 化学突触(chemical synapse)
神经细胞间
胞间连丝(plasmodesmata)
半桥粒与桥粒的结构对比图解
中间纤 维丝 质膜 中间丝
钙粘蛋白 细胞1 胞质附着蛋白
keratin
细胞2 整 联 蛋 白
细胞外区 细 胞 外 基 质
①桥粒与半桥粒
桥粒是在两个细胞间形成纽扣式的结构将相邻细胞铆接 在一起， 中间纤维锚定位点。半桥粒通过细胞的膜蛋白（ 整合蛋白），与基膜中的层粘连蛋白发生黏附性结合，从 而使细胞与基膜牢固地连接在一起。
第十章 细胞连接和细胞外基质 （Cell Junction & ECM）
第一节 细胞连接
• 是细胞与细胞间或细胞与细胞外基质间的联 结结构。 • 分为三大类，即：封闭连接（occluding junction）、锚定连接（anchoring junction）和通讯连接（communicating junction）。
选择素的功能：参与白细胞与血管内皮细胞或 血小板的识别与黏着，帮助白细胞从血液进入 炎症部位。
（3）免疫球蛋白超 家族
免疫球蛋白超家族（Ig-superfamily，Ig-SF）包 括分子结构中含有免疫球蛋白（Ig）样结构域的 所有分子 一般不依赖于Ca2＋ 免疫球蛋白样结构域系指借二硫键维系的两组反 向平行β折叠结构 神经细胞粘附分子介导同亲性细胞粘合，细胞间 粘附分子介导异亲性细胞粘合。如介导淋巴细胞 和免疫应答所需要的细胞之间的特异的相互作用
通过上皮细胞板将相邻细胞缝合在 一起，防止分子在细胞间渗漏 将一个细胞中的肌动蛋白丝与相邻 细胞中相似的肌动蛋白丝连接起来 把细胞与相邻细胞中的中间纤维连 接起来 通讯连接，同时允许细胞水溶性离 子和分子通过(代谢耦联和电耦联) 把细胞中的中间纤维丝锚定在基底 层上
粘着斑
• 细胞粘附分子的作用机制有三种模式： 1.同亲型结合：同种粘附分子间的相互识别与黏着，如 钙粘素； 2.异亲型结合：不同种粘附分子间的相互识别与黏着， 如选择素和整联蛋白； 3.依赖性结合：通过连接分子中介才能相互识别与黏 着。
(1)
(2)
(3)
（1）钙粘素（ cadherin ） 单次跨膜糖蛋白，其分子结构 由三部分组成：
(二 ) 化学突触
化学突触结构模型
化学突触结构（具有小囊泡的一侧为突触前膜）
化学突触（synapse）是存在于可兴奋细胞间的一种连接方式， 其作用是通过释放神经递质来传导兴奋。 当神经冲动传到突触前膜，突触小泡释放神经递质，为突触后 膜的受体接受（配体门通道），引起突触后膜离子通透性改 变，膜去极化或超极化。
植物细胞之间
Determining the size of a gap-junction channel.
间隙连接功能
相邻细胞膜内连接子颗粒相互融合，加强 了相邻细胞的连接； 介导细胞之间通讯(cell communication)：指
一个细胞的信息通过化学递质或电信号传递给另一个细 胞，使靶细胞产生相应效应。通讯方式包括代谢耦联和电 耦联。
粘着斑（adhesion plaque）
是肌动蛋白(actin)纤维与细胞外基质之间 形成点状粘合连接。 跨膜连接糖蛋白
整合素家族 integrins 胞内部分通过锚定蛋白与肌动蛋白纤维相连。
粘合带和粘着斑均起着细胞附着与 支持的功能。
体外培养细胞常通过黏着斑附着于培养皿表 面，它的形成与解离对细胞的铺展和迁移具重 要意义
1.整联蛋白介导细胞间相互作用 2.介导细胞与细胞外基质之间的相互作用 3.在信号传递中发挥重要作用。
作为受体倡导信号从细胞外环境向细胞内传递—“由外向 内”，激活胞内Ga2+、第二信使合成及蛋白质上酪氨酸磷 酸化，影响细胞形态、生长、迁移、增殖、分化等；也介 导“由内向外”传递信号
思考题
1.什么叫细胞连接？细胞连接有哪几种类型？其功 能分别是什么？ 2.图示说明上皮细胞之间及上皮细胞与细胞外基质 之间的细胞连接特点。 3.试述细胞粘附分子作用机制及分类？ 4.介导细胞粘附的是哪四大类粘附分子家族？
内的营养物质只能由小肠上皮细胞的顶部摄入细胞，而不能穿 过紧密连接进入细胞间隙，保证了物质转运的方向性，同时使 上皮下组织不受异物的侵害。
低浓度 肠腔
顶部微绒毛 Na+驱动的葡萄 糖的协同运输 侧部 紧密 连接
高 浓 度 葡 萄 糖 核
协助葡萄糖扩 散的载体蛋白
基部
细胞外液
低浓度
细胞间隙的封闭,迫使大分子必须经过细胞选择途径被吸收或转运