细胞生物学课件 第九章 细胞骨架_PPT课件

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➢ 应力纤维
➢ 应力纤维（stress fiber）：广泛存在于真核细胞的微丝束 结构。
➢ 成分：肌动蛋白、肌球蛋白、原肌球蛋白和-辅肌动蛋白。 ➢ 功能：介导细胞间或细胞与基质表面的粘着。（细胞贴壁
与黏着斑的形成相关，在形成黏着斑的质膜下，微丝紧密 平行排列成束，形成应力纤维，具有收缩功能。）
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（二）微丝的组装及动力学特征
➢ 微丝的极性
➢ 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。
➢ 微丝的存在状态及相互转化
ATP、Mg++ 、高浓度的Na+、K+
G－actin
F－actin
➢ 当ATP-actin浓度高时， ATP-actin 聚合的速度大于ATP-actin 转化 为ADP-actin的速度，在微丝末端形成一串ATP-actin，构成ATP帽。
➢ 随着浓度的降低，聚合速度下降，而ATP→ADP+Pi的速度不变， 帽不断缩小而消失，暴露ADP-actin，由于ADP-actin亲和力低， 微丝不断解聚。
➢ 细胞皮层中微丝的功能：
➢ 皮层中的微丝与细胞膜上的蛋白质结合，限制膜蛋白的流动性。 ➢ 皮层中的微丝网络可以为细胞质提供强度和韧性，有助于维持细
胞形态。 ➢ 皮层中肌动蛋白的溶胶态和凝胶态的相互转变与细胞的多种运动
有关，如胞质环流、阿米巴运动、变皱膜运动、吞噬以及膜蛋白 的定位等。
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微丝结合蛋白
➢ 在大多数非肌细胞，微丝是一种动态结构。体内肌动蛋白的 组装在两个水平上受到微丝结合蛋白的调节：
➢ 可溶性肌动蛋白的存在状态； ➢ 微丝结合蛋白的种类及存在状态。微丝网络的组织形式和功能通常取
决于与之结合的微丝结合蛋白，而不是微丝本身。
➢ 微丝结合蛋白的种类
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➢ 细胞伪足的形成与迁移运动
➢ 细胞伪足的形成与迁移运动通过肌动蛋白的聚合以及和其 他细胞结构组分的相互作用来实现。
➢ 迁移运动的例子：神经嵴细胞从神经管向外迁移；炎症反 应时，中性粒细胞向炎症组织的迁移；神经元轴突顺基质 上的化学信号项目地的伸展等。
八、纺锤体与染色体运动
第三节 中间丝
一、中间丝的主要类型和组成成分
二、中间丝的组装与表达
三、中间丝与其他ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ胞结构的联系
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第一节 微丝与细胞运动
一、微丝的组成及其组装 二、微丝网络动态结构与细胞运动 三、肌球蛋白：依赖于微丝的分子马达 四、肌细胞的收缩运动
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➢ 使微丝保持稳定的的微丝结合蛋白
➢ 封端蛋白 ➢ 成束蛋白 ➢ 毛缘蛋白和绒毛蛋白
➢ 使微丝网络解聚
➢ 纤维-切割蛋白 ➢ 交联蛋白
➢ 使微丝发挥运输作用的结合蛋白
➢ 肌球蛋白
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➢ 细胞皮层：
➢ 概念：细胞内大部分微丝集中在紧贴细胞质膜的细胞质区 域，并有微丝结合蛋白交联成凝胶状三维网络结构，该区 域通常称为细胞皮层。
➢ 细胞骨架是指存在于真核细胞中的由蛋白纤维构成 的网架体系，包括微丝、微管和中间纤维。
➢ 细胞骨架是一种高度动态的结构。 ➢ 功能：
➢ 维持细胞形态； ➢ 机械支撑与空间组织作用； ➢ 细胞运动及物质运输； ➢ 细胞质内生物大分子的不对称分布等。
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第一节 微丝与细胞运动
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一、微丝的组成及其组装
➢结构与成分 ➢微丝的组装及动力学特征 ➢影响微丝组装的特异性药物
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➢ 结构与成分
➢ 成分
➢ 肌动蛋白(actin)是微丝的结构成分，这种actin又叫G-actin，将Gactin形成的微丝又称为F-actin。
➢ 细胞在基质或相邻细胞表面的迁移过程：
一、微丝的组成及其组装
二、微丝网络动态结构与细胞运动
三、肌球蛋白：依赖于微丝的分子马达
四、肌细胞的收缩运动
第二节 微管及其功能
三 种 纤
一、微管的结构组成与极性
维
二、微管的组装与去组装
特
三、微管组织中心
征
四、微管的动力学性质
比
五、微管结合蛋白对微管网络结构的调节
较
六、微管对细胞结构的组织作用
七、细胞内依赖于微管的物质运动
➢ G-actin有极性。 ➢ G-actin外观呈哑铃状，中央有一裂口（cleft）裂口内部有腺苷酸
（ATP或ADP）及Mg2+的结合位点。
➢ 结构：
➢ 微丝是直径为7nm的扭链，成双股螺旋每条丝都是由肌动蛋白单体 首尾相连呈螺旋状排列而成。
➢ 结构特点：
➢ 极性：具有裂口的一端为负极；另一端为正极。
➢MF动态变化与细胞生理功能变化相适应。在体内, 有些微 丝是永久性的结构, 有些微丝是暂时性的结构。
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（三）影响微丝组装的特异性药物
➢ 细胞松弛素(cytochalasins)：
➢ 可以切断微丝，并结合在微丝正极阻抑肌动蛋白聚合，因而导致微丝 解聚。
➢ 鬼笔环肽(philloidin)：
Ca++、低浓度的K+、Na+
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➢动态不稳定性：
➢体内装配时，MF呈现出动态不稳定性特征，主要取决于 F-actin结合的ATP水解速度与游离的G-actin单体浓度之间 的关系。
➢机制：
➢ ATP-actin对F-actin末端具有高亲和力，其一旦结合到末端则ATP ADP+Pi，即ATP-actin ADP-actin，ADP-actin与F-actin末端亲和 力低，易从末端脱落。
➢ 与微丝侧面结合，防止MF解聚。
➢ 影响微丝装配动态性的药物对细胞都有毒害，说明微丝功能 的发挥依赖于微丝与肌动蛋白单体库间的动态平衡。这种动 态平衡受actin单体浓度和微丝结合蛋白的影响。
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二、微丝网络动态结构的调节与细胞运动
（一）非肌细胞内微丝的结合蛋白 （二）细胞皮层 （三）应力纤维 （四）细胞伪足的形成与迁移运动 （五）微绒毛 （六）胞质分裂环