2015细胞外基质讲解

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细胞外基质

细胞外基质的主要组分一、氨基聚糖和蛋白聚糖
细胞外基质的物理性质主要受细胞外基质中蛋白
聚糖所携带的多糖基团的影响，蛋白聚糖是由 GAG以共价的形式同线性多肽连接而成的多糖和蛋白复合物。氨基聚糖是由氨基己糖（N–氨基葡萄糖或N–氨基半乳糖）和葡萄糖醛酸二糖结构单位重复排列聚合形成的不分支链状多糖。氨基聚糖可在细胞外创造水合的、胶状的材料，形成了所谓的细胞外基质的基质。
蛋白聚糖在高尔基复合体中进行装配和修饰。在核心蛋白的丝氨酸残基上结合一个由四糖组成的连桥，再逐个添加糖基。
二、胶原(collagen)和弹性蛋白(elastin)
胶原是细胞外最重要的水不溶性纤维蛋白，动物体内含量
最多的蛋白。是构成细胞外基质的骨架，在细胞外基质中形成半晶体的纤维，给细胞提供抗张力和弹性，并在细胞的迁移和发育中起作用。
结构：指存在和分布于细胞外空间，由细胞分泌的蛋白和多糖所构成的网络结构。主要功能：构成支持细胞的框架，负责组织的构建；对细胞形态、生长、分裂、分化和凋亡起重要的调控作用。胞外基质的信号功能
Cells surrounded by spaces filled with extracellular matrix. The particular cells shown in this low-power electron micrograph are those in an embryonic chick limb bud. The cells have not yet acquired their specialized characteristics.
氨基聚糖中常见的重复二糖单位
蛋白聚糖是由核心蛋白质的丝氨酸残基与氨基聚糖共价结合的产物

细胞外基质(医学)

组成
ECM主要由成纤维细胞、间质细胞、上皮细胞等合成分泌的一类分布和聚集在细胞表面、细胞间质的大分子物质，包括胶原蛋白、弹力蛋白、黏附性糖蛋白等。胶原蛋白是ECM的主要成分，赋予组织抗拉强度；弹力蛋白则赋予组织弹性；黏附性糖蛋白则参与细胞与ECM的黏着和信号转导。
细胞外基质的功能
01
02
03
维持组织完整性
感谢您的观看
THANKS
ECM通过提供物理支持及调节细胞活动，维持组织结构的完整性和稳定性。
调节细胞活动
ECM通过与细胞表面受体的相互作用，参与细胞信号转导，影响细胞的增殖、分化、迁移等。
组织修复与再生
在组织损伤时，ECM通过调节炎症反应、促进细胞增殖和分化，参与组织修复与再生过程。
细胞外基质与疾病的关系
发现新的药物靶点
细胞外基质作为药物靶点具有广阔的应用前景，研究其与疾病发生发展的关系，有助于发现新的药物作用靶点。
细胞外基质与肿瘤转移
细胞外基质与炎症
研究细胞外基质在肿瘤转移过程中的作用，有助于寻找预防和治疗肿瘤的新途径。
深入探讨细胞外基质与炎症反应的关系，有助于揭示炎症相关疾病的发病机制。
转移过程的影响
肿瘤细胞通过分泌特定的细胞外基质降解酶，如MMPs，不仅能降解细胞外基质，还能促进新生血管的形成，为肿瘤转移提供必要的条件。
心血管疾病
1 2 3
心血管疾病与细胞外基质的关系
细胞外基质中的胶原蛋白、纤维粘连蛋白和层粘连蛋白等成分在心血管疾病的发生和发展过程中发挥着重要的作用。
心血管疾病的风险因素
器官再生
通过模拟细胞外基质的特定成分和结构，可以再生出具有特定功能的器官。
癌症治疗

细胞外基质(医学PPT课件)

核心蛋白分子量
GAG链类型
210 000 硫酸软骨素+硫酸角质素
GAG链数目
分布
~130 软骨
乙聚糖 (betaglycan)
装饰素 (decorin)
36 000 40 000
渗滤素 (perlecan)
600 000
丝甘素 (serglycin)
20 000
黏结蛋白聚糖-1 32 000 (syndecan-1)
D-半乳糖 N-乙酰氨基葡萄糖
软骨、角膜、骨、皮肤、动脉皮肤、血管、心瓣膜、韧带肺、动脉、细胞表面
肺、肝、皮肤、肥大细胞软骨、角膜、椎间盘
注：*艾杜糖醛酸是由差向异构酶催化糖链中的D-葡萄糖醛酸进行差向异构化而生成的
Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction 首页
一、糖胺聚糖与蛋白聚糖
(三)糖胺聚糖与蛋白聚糖的功能 1. 使组织具有弹性和抗压性，维持组织的形态，防止机
械损伤；
2. 对物质转运有选择渗透性，糖基的高度亲水性和负电性，构成高度水化孔胶样物，具有分子筛作用，各种成分可选择性渗透；
3. 角膜中蛋白聚糖具有透光性； 4. 糖胺聚糖有抗凝血作用；
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硫酸乙酰肝素（heparan sulfate，HS）
肝素（heparin）
硫酸角质素（keratan sulfate，KS）
Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction 首页
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第十一章细胞外基质及其与细胞的相互作用

细胞外基质

细胞外基质细胞外基质（Extracellular Matrix， ECM）是由成纤维细胞、间质细胞、上皮细胞等体内各种组织和细胞合成和分泌的一类分布和聚集在细胞表面和细胞间质的大分子物质所构成的复杂网络结构，故称细胞外基质（间质），是细胞和组织赖以生存、活动和调节的外环境。

主要作用：一方面为细胞和组织提供支持、联结、固定、保水、缓冲等物理性的保护作用，另一方面又是细胞与外环境进行物质交换、信息传递和汇集的中介。

它可通过各种信号传递系统，调节细胞生长、增殖、迁移、分化、粘附、代谢、损伤修复、组织重构等各种生理功能。

被称为是人体细胞和组织内稳态的主要调节者（The Central Regulator of Cell and Tissue Homeostasis）。

细胞外基质的成分十分复杂，除了各型胶原以外，还有各种粘连蛋白（FN）、层连蛋白（LN）、氨基聚糖（GAG）、蛋白聚糖（PG）、弹性蛋白（Elastin）、内动素（Cytotatin）、血栓结合素（Thrombospondin）、整合素（Integrin）、玻连蛋白（Vitronetin VN）、连结蛋白（Connexins）、钙粘素（Cadherins）、选择素（Selectin）、粘附素（细胞粘合素）、细胞粘合素（Cytotatin）等几十个类别。

每一种类别又有几种至十几种亚型。

细胞不同产生和分泌的细胞外基质成分亦不同；组织不同所含的细胞外基质的成分和比例亦不同；即使同一种细胞，同一种组织，在不同的生理、病理和反应条件下，细胞外基质的成分、结构和构型亦不同；结构和构型不同，细胞外基质的功能和作用亦不同。

随着基因和蛋白质组生物学的研究进展，新的细胞外基质分子还在不断诞生，其类型、构型、构像还有更多发现，其功能亦在不断的扩展，构成了一个十分复杂的细胞外基质的网络家族和体系。

细胞外基质虽然来源、成分、分型和功能不同，各司其责，但在结构和功能上，它们又排列有序、疏密相间、相互联结、彼此协同，在细胞间质、组织间隙和器官内，形成各种复杂的相对固定的形式和分层网状结构，形成许多不同的功能结构区域，如在血管，可以形成内膜表面的粘附保护层、内膜下层、基底膜层、内弹力层、外弹力层、血管中层和外层系膜结缔组织等等。

细胞外基质的结构与功能

细胞外基质的结构与功能细胞外基质（extracellular matrix，ECM）是由细胞分泌而成的一种具有丰富多样的化学成分和空间结构的生物材料，它对于组织形态、生长、修复等生理过程起到至关重要的作用。

而ECM的本质就是细胞的外部环境，是细胞与周围世界的接口，在正常生理过程中参与多种细胞的信号传递、分化、凋亡等重要的生物学事件。

所以ECM的结构和功能一直是生命科学领域的热点话题之一。

一、ECM的结构ECM是由一系列物质构成，包括胶原蛋白、弹性蛋白、黏多糖、结构蛋白、肌纤连结蛋白等多种成分。

其中最常见的成分是胶原蛋白，它是一种长链的蛋白质分子，在细胞外形成一条条的纤维。

胶原蛋白质分子有三个螺旋状基本结构，形成三股螺旋线的结构。

这些三角结构通过长链的静电相互吸引和氢键相互作用来支撑整个纤维的结构稳定性。

而弹性蛋白则是由细胞分泌的一种纤维性蛋白质，具有很强的伸缩性和弹性，其中最重要的成分是弹性蛋白肽。

除了胶原蛋白和弹性蛋白外，ECM中还有很多其它的物质如黏多糖、结构蛋白等。

黏多糖即一些长链的糖分子，如透明质酸、硫酸软骨素等，它们通过分子间的交联来形成ECM中的网状结构。

二、ECM的功能ECM不仅提供细胞所需要的物质，还对细胞形态、运动以及信号转导产生影响，从而调控生物体的发育、生长、再生和修复等生理过程。

例如，ECM中的胶原纤维可以为细胞提供支持性的骨架，同时也可以作为一个“信使”来传递机械信号，加速细胞的增殖和代谢。

此外，ECM还可以调控细胞的分化和复杂的细胞行为，如细胞的运动和迁移。

比如，在组织损伤时，ECM可以引导新生细胞在损伤区域进行组织再生和修复。

不仅如此，ECM还是大多数生物体的免疫系统的第一道屏障。

当外来异物在组织间隙内进入动物体内时，它们与宿主的ECM相互作用，这种作用可以调节白细胞的吸附、在组织内移动，产生化学反应，最终保护宿主的健康。

三、ECM的变化与疾病ECM的变化与疾病联系较大。

细胞外基质

一个分子中可包含几千个二糖单位，分子量很大。
羟赖氨酸；低糖
类由二糖单位（D-葡萄糖醛酸和N-乙酰-葡萄糖胺）重复聚合而成。
[α1(Ⅲ)] 2α2（Ⅳ）
Ⅳ [α1(Ⅲ)] 基底层原胶原共价交联后成为具有抗张强度的不溶性胶原。
③粘着成份，如纤连蛋白和层粘连蛋白等。
α—链中保留前肽；基膜
2α2（Ⅳ） [α1（Ⅰ）] 2α2（Ⅰ）
2、弹性纤维
弹性纤维主要存在于脉管壁及肺，亦少量存在于皮肤、肌腱及疏松结缔组织中。
弹性纤维与胶原纤维共同存在，分别赋予组织以弹性及抗张性。
弹性蛋白(elastin)是弹性纤维的主要成分。
弹性蛋白
是一种非糖基化的蛋白质，包含830个氨基酸残基，富含脯氨酸和甘氨酸，但很少羟化。肽链中不含胶原特有的 Gly-X-Y重复顺序，形成不规则螺旋结构，并互相交错成网络。
第六节细胞外基质
组成细胞外基质成份种类繁多、结构复杂，一般可分为三类：
①氨基聚糖和蛋白聚糖； ②纤维蛋白，主要包括胶
原和弹性蛋白； ③粘着成份，如纤连蛋白
和层粘连蛋白等。不同组织的细胞外基质成
份的结构存在着差异
一、氨基聚糖和蛋白聚糖
氨基聚糖（glycosaminoglycan, GAG）是由重复的二糖单位聚合成的无分支长链多糖，因二糖单位中一个常为氨基糖（N-乙酰氨基葡萄糖或N-乙酰氨基半乳糖）而得名。
眼睛玻璃体
几种主要胶原及其特征
②纤维蛋白，主要包括胶原和弹性蛋白；
Ⅲ [α1 原纤维皮肤、血管、高羟脯氨酸；低氨基聚糖（glycosaminoglycan, GAG）是由重复的二糖单位聚合成的无分支长链多糖，因二糖单位中一个常为氨基糖（N-乙酰氨基葡萄

细胞外基质介绍

细胞外基质介绍结缔组织细胞松散地分布在一块很大的基质上，这块基质就是人体的细胞基质，这是结缔组织的与众不同之处。

这块基质占据了细胞外所有空间，因此称为细胞外基质，英文缩写为ECM（Extracellular matrix）。

ECM由细胞分泌物生成，根据黏度不同，呈现出集中不同的形态，包括自由流动液体（如血浆）、柔软半固体（如耳朵或鼻子中的软骨）以及固体（如骨骼）。

如图2.1所示，血管和神经直接分布于ECM中。

因此，拉伸身体时，应注意到包括血管、神经在内的组织均被拉伸了，这些组织在拉伸时也可能发紧、疼痛甚至麻木（第4章将告诉我们如何避免出现这些症状），意识到这一点对于合理拉伸设计是有好处的。

事实上，神经、动脉和静脉都是由特殊的结缔组织形成，这一点使我们更形象地体会到结缔组织就像一张网贯穿分布在人体内。

外部或内部因素作用于ECM时，作为反应，结缔组织可以快速而轻易地改变自身形状。

比如，体液聚集于ECM时，你可能会有肿胀感和疼痛感，而身体脱水时，体液从ECM抽离，身体则会感觉发紧和疲软。

身体形状之所以可以如此快速地变化，与结缔组织的作用是分不开的，结缔组织主要由胶原蛋白、弹性蛋白和水组成。

胶原蛋白是人体和动物体内含量最多的蛋白；同时也是除水之外构成人体最主要的材料。

抗张力强度大是胶原蛋白主要的结构特征；因此，胶原蛋白含量超过弹性蛋白含量的人体组织，比如肌腱，更能承受拉力。

弹性蛋白具备独特的生物化学和生物物理学特征，比胶原蛋白更有弹性。

因此，含弹性蛋白较多的结缔组织，比如韧带，其形状变化空间更大。

这也是运动员在训练时尽量避免拉伸韧带的原因——防止韧带变松而不能很好地支持骨骼。

第三种材料，水，占男性身体重量的60%，占女性身体重量的55%。

奥尔特指出，人体中结缔组织含水量高达60%~70%。

这些水分大多在血液和基质或结缔组织ECM中。

水的表面张力很大，在血管和结缔组织中，水表面就像动力弹性片一样活动。

我们滑倒、摔倒或与其他人相撞却没有产生外伤，原因就在这里。

细胞外基质及其与细胞的相互作用 PPT课件

• 3.层粘连蛋白与疾病
医学细胞生物学
第二节基底膜
• 一、基底膜的分布 • 细胞外基质特化形成的柔软、坚韧的网膜
结构 • 上皮细胞和内皮细胞的基底部 • 肌细胞、脂肪细胞、雪旺氏细胞周围
医学细胞生物学
第二节基底膜
• 二、基底膜的组成成分 • 1.IV型胶原——构成基本二维网络 • 2.层粘连蛋白——组装为二维网络 • 3.内联蛋白——连接IV型胶原网络和层粘连
交联：交联键是由侧向相邻的赖氨酸或羟赖氨酸残基氧化后所产生的两个醛基间进行缩合而形成的。
医学细胞生物学
原胶原共价交联后成为具有抗张强度的不溶性胶原。胚胎及新生儿的胶原因缺乏分子间的交联而易于抽提。随年龄增长，交联日益增多，组织僵硬老化。
类型：已知至少19种胶原，由不同的结构基因编码。 I、II、III、V、XI型胶原为有横纹的纤维形结构。功能：参与形成结缔组织，如骨、韧带、基膜、皮肤。
医学细胞生物学
细胞外基质及其与细胞的相互作用
概念：细胞外基质（extracellular matrix，ECM）是指分布于细胞外空间，由细胞分泌的蛋白和多糖所构成的精密有序的网络结构。
功能：黏连；支持；改变细胞微环境；信号功能。影响细胞的增殖、分化、存活、和死亡。
类型：胶原、层黏连蛋白和纤连蛋白、氨基聚糖与蛋白聚糖、弹性蛋白及植物细胞壁。
医学细胞生物学
第一节细胞外基质的主要组成成分
• （四）氨基聚糖和蛋白聚糖与疾病 • 1.降解异常——异常堆积——粘多糖累积病 • 2.含量比例异常——脂类沉积——动脉粥样
硬化 • 3.分泌总量增多，硫酸化水平降低——促进
肿瘤细胞迁移增殖——肿瘤增殖、侵袭、转移等
医学细胞生物学

细胞外基质

成分所构成
• 1.Ⅳ型胶原
• 是构成基膜的主要结构成分之一。 • 2.层黏连蛋白 • 层黏连蛋白是在胚胎发育过程中最早合成的基膜成分。层黏连蛋白以其特有的非对称型
十字结构，相互之间通过长、短臂臂端的相
连，装配成二维纤维网络结构。
• 3.内联蛋白（endonexin）
• 内联蛋白分子呈哑铃状，在基膜的组装中具有
结缔组织中与胶原纤维相关的蛋白多糖，有多种生物活性，调节和控制组织形态发生、细胞
分化、运动、增殖及胶原纤维形成等过程。
2. 整联蛋白
• 2.1 整联蛋白是作为绝大多数细胞外基质组分受体的穿膜糖蛋白。 • 对外以受体-配体的结合形式，充当着联系细胞与细胞外基质整体结构的媒介，对内则与细
胞表面膜下胞质溶胶中细胞骨架相连接，成为
β链
α链
γ链
硫酸肝素结合部位
短臂球区
Ⅳ型胶原结合部位
神经轴突表面受体结合部位
层黏连蛋白(laminin,LN)
层黏连蛋白功能
1.基底膜主要成分。
2.RGD三肽序列黏附细胞。
3.调节细胞黏附、
迁移、增殖分化。 Basal laminea
第二节
基膜与整联蛋白
• 1.基膜是多种组织中细胞外基质的特化结
弹性蛋白：
非糖基化疏水纤维蛋白，富含甘氨酸、脯氨酸，很少羟化。肽链830个氨基酸，无GlyX-Y重复序列。呈无规则卷曲状态，相互交联形成细胞外
基质中的弹性网络。
具高度弹性及回缩力。维持皮肤弹性。
弹性蛋白结构
弹性蛋疏水性短肽交联短肽(富含Lys) 伸长回缩
白纤维
构象：
•无规则卷曲状态
•相互交联弹性疏松网络
蛋白聚糖单体

细胞外基质

细胞外基质细胞外基质（extracellular matrix，ECM）是由大分子构成的错综复杂的网络。

为细胞的生存及活动提供适宜的场所，并通过信号转导系统影响细胞的形状、代谢、功能、迁移、增殖和分化。

细胞外基质的成分构成细胞外基质的大分子种类繁多，可大致归纳为四大类：胶原、非胶原糖蛋白、氨基聚糖与蛋白聚糖、以及弹性蛋白（图10-1，2）。

上皮组织、肌组织及脑与脊髓中的ECM含量较少，而结缔组织中ECM含量较高。

细胞外基质的组分及组装形式由所产生的细胞决定，并与组织的特殊功能需要相适应。

例如，角膜的细胞外基质为透明柔软的片层，肌腱的则坚韧如绳索。

细胞外基质不仅静态的发挥支持、连接、保水、保护等物理作用，而且动态的对细胞产生全方位影响。

图10-1 细胞外基质的成分图10-2 上皮组织的细胞外基质一、胶原（collagen）胶原是动物体内含量最丰富的蛋白质，约占人体蛋白质总量的30％以上。

它遍布于体内各种器官和组织，是细胞外基质中的框架结构，可由成纤维细胞（图10-3）、软骨细胞、成骨细胞及某些上皮细胞合成并分泌到细胞外。

图10-3 成纤维细胞周围的胶原纤维目前已发现的胶原至少有19种（表10-1），由不同的结构基因编码，具有不同的化学结构及免疫学特性。

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ及Ⅺ型胶原为有横纹的纤维形胶原。

各型胶原都是由三条相同或不同的肽链形成三股螺旋，含有三种结构：螺旋区，非螺旋区及球形结构域。

其中Ⅰ型胶原的结构最为典型。

表10-1 胶原的类型图10-4 胶原的结构（左模式图，右电镜照片）Ⅰ型胶原的原纤维平行排列成较粗大的束，成为光镜下可见的胶原纤维，抗张强度超过钢筋。

其三股螺旋由二条α1（Ⅰ）链及一条α2（Ⅰ）链构成。

每条α链约含1050个氨基酸残基，由重复的Gly-X-Y序列构成。

X常为Pro（脯氨酸），Y常为羟脯氨酸或羟赖氨酸残基。

重复的Gly-X-Y序列使α链卷曲为左手螺旋，每圈含3个氨基酸残基。

第七篇细胞外基质和细胞外被课件

细胞外基质在组织工程中的应用
利用细胞外基质作为生物材料，可以构建具有特定结构和功能的组织工程化组织和器官，用于替代和修复受损的组织和器官。
细胞外基质在再生医学中的应用
通过调控细胞外基质的成分和结构，可以促进受损组织和器官的再生和修复，为再生医
学提供新的治疗策略和技术手段。
THANKS
感谢您的观看
功能
维持组织结构与完整性、参与细胞生长与分化、物质运输、信息传递等。
细胞外基质的组成与结构
组成
主要包括胶原、非胶原糖蛋白、蛋白聚糖和氨基聚糖等。
结构
细胞外基质由多种大分子构成，具有复杂的空间网络结构，对维持细胞形态、传递力学信号等具有重要作用。
细胞外基质在生物体内的分布与作用
分布
广泛分布于动物体内各种组织和器官，尤其在结缔组织中含量最为丰富。
其他细胞外基质成分
其他细胞外基质成分包括生长因子、酶抑制剂、脂质和多糖等，这些成分在调节细胞外基质的形成、重塑和功能方面发挥重要作用。
一些成分的异常表达或功能缺失可以导致疾病的发生和发展，如骨关节炎、硬皮病和癌症等。
这些成分之间的相互作用非常复杂，涉及到多种信号转导途径和分子机制。
03
粘附蛋白类
粘附蛋白是一类具有粘附特性的蛋白质，广泛分布于细胞外基质中，对细胞与细胞之间以及细胞与基质之间的相互作用起到关键作用。
粘附蛋白通过与配体相互作用，介导细胞的粘附、迁移和信号转导等过程，对组织的形成和修复起到重要作用。
粘附蛋白的异常表达或功能缺失可以导致多种疾病，如肿瘤转移、动脉粥样硬化和免疫系统疾病等。
利用细胞外基质进行药物传递与控释
利用细胞外基质作为药物载体

结缔组织2015

6、未分化间充质细胞

是保留在成体结缔组织内
的一些保持分化潜能的形态不规则的原始细胞，需
要时可增殖分化为成纤维
细胞、脂肪细胞、血管壁平滑肌和内皮细胞。
7、白细胞

来自血液，以嗜酸性粒细胞、淋巴细胞和中性粒细胞多见，单核细胞游出血管后即
分化为巨噬细胞。
(二)纤维（fiber）胶原纤维、弹性纤维、网状纤维
（三）基质（ground substance）
由蛋白多糖和纤维粘连蛋白两类生物大分子物质为主组成的无定形胶状物以及组织液组成。
（1）蛋白多糖 (proteoglycan)
组成：氨基聚糖+蛋白质
氨基聚糖分为非硫酸化的与硫酸化的两类：前者为透明质酸；后者种类较多，如硫酸角质素、硫酸皮肤素、硫酸肝素等，它们与不同的核心蛋白结合构成不同的蛋白多糖
疏松结缔组织的组成
成纤维细胞浆细胞巨噬细胞细胞肥大细胞脂肪细胞
未分化间充质细胞
白细胞胶原纤维纤维弹性纤维网状纤维
基质
（一）细胞
1、成纤维细胞：（数量最多的细胞） LM：形状：扁平，多突起，
呈星状；胞质丰Βιβλιοθήκη ，弱嗜碱性；细胞核：核大，卵圆形，浅染，核仁明显；
EM：
粗面内质网（RER）、游离核糖体（Ri）丰富，高尔基复合体（Gi）发达。
EM：富含吞噬体、溶酶体、残余体。
巨噬细胞功能 1：吞噬作用
特异性吞噬
识别因子
识别因子受体
非特异性吞噬
巨噬细胞功能 2.抗原提呈作用：
（1）摄取、加工、呈递抗原: 抗原呈递分子—主要组织相容性复合物-Ⅱ类（major histocompatibility complexⅡ,MHC-Ⅱ）分子；抗原MHC-Ⅱ类分子复合物；抗原呈递细胞异抗原—外来抗原（2）活化的巨噬细胞通过分泌肿瘤坏死因子等而具有杀伤能力

《细胞外基质》PPT课件

重复二糖单位构成的直链多糖,多数糖基硫酸化并带有羧基，呈强负电性。
硫酸皮肤素二糖重复单位
艾杜糖醛酸
N-乙酰半乳糖-4-硫酸
六种类型 ( 糖基连接方式硫酸化位置)：
1. 透明质酸（HA） 2. 硫酸软骨素（CS） 3. 硫酸皮肤素（DS） 4. 硫酸角质素（KS） 5. 硫酸乙酰肝素（HS） 6. 肝素（heparin）
原胶原分子胶原原纤维
胶原纤维束
❖ Assembly of collagen fibers begins in the ER and is completed outside the cell
❖Abnormalities in collagens can cause serious disorders.
透明质酸（hyaluronic acid,HA）
二糖单位： N-乙酰氨基葡萄糖葡萄糖醛酸
-1,3连接组成
5 000－10 000个二糖重复单位
N-乙酰氨基葡萄糖
葡萄糖醛酸
透明质酸（hyaluronic acid,HA）
透明质酸（hyaluronic acid， HA）结构：最简单
不发生硫酸化含有大量亲水基团、负电荷形态：呈无规则卷曲状降解：透明质酸酶功能：赋予组织弹性、抗压性促进细胞迁移、增殖创伤修复愈合
含量种类差别大、决定组织物理性状适合其功能
含量少：
上皮组织肌组织脑脊髓肝
含量多：结缔组织
平滑肌
神经组织
骨组织
二、细胞外基质的组成成分
成分：
1. 氨基聚糖和蛋白聚糖—— 凝胶样基质 2. 胶原和弹性蛋白—— 纤维网架 3. 非胶原糖蛋白（纤连蛋白和层粘连蛋白）——粘着成分

细胞外基质

collagen
脯氨酸(Hypro)或羟赖氨酸 (Hylys)。原胶原是由三条α肽链组成的纤维状蛋白质，相互拧成三股螺旋状构型，
structure
长300nm，直径1.5nm
Structures of the collagen
• 原胶原间共价交联，呈阶梯状排列，形成胶原纤维，在电镜下可见间隔67nm的横纹。 • 交联：交联键是由侧向相邻的赖氨酸或羟赖氨酸残基氧化后
糖胺聚糖中常见的重复二糖单位
大多数氨基聚糖都是同蛋白质共价结合形成糖和蛋白质的复合物，称为蛋白聚糖
蛋白聚糖的结构
透明质酸同糖胺聚糖和核心蛋白组成软骨组织的蛋白聚糖复合物，称为透明质酸-蛋白聚糖复合物。在这种复合物中，透明质酸作为一个长轴，将蛋白聚糖连接在一起，形成更大的更复杂的蛋白聚糖，使细胞外基质具有更大的抗压性。
– 维生素 C 是这两种酶所必需的辅助因子， VC 缺乏导致坏血病。
胶原蛋白是在膜结合核糖体上起始合成的，然后进入内质网，通过内质网和高尔基体的加工修饰和装配，最后分泌到细胞外基质中
脊椎动物中胶原的合成、装配与分泌
胶原分子在ER和高尔基体中的修饰作用
在胶原装配过程中还涉及复杂的加工修饰作用。新生肽进入内质网后首先被信号肽酶切除信号肽，然后将某些脯氨酸和赖氨酸进行羟基化，并将半乳糖添加到羟脯氨酸上
A Proteoglycan Complex.
D-glucuronic acid N-Acetyl-D-galactosamine
Galactose
N-Acetyl-D-glucosamine
•糖胺聚糖: 蛋白聚糖的主要成份是糖胺聚糖，是由重复二糖单位构成的无分支长链多糖

2015细胞外基质讲解

胶原还起着诱导细胞分化的作用。
透明质酸（hyaluronic acid，HA) 硫酸软骨素（chondroitin sulfate，CS）硫酸皮肤素（dermatan sulfate，DS）
硫酸乙酰肝素（heparan Байду номын сангаасulfate，HS）
肝素（heparin）
硫酸角质素（keratan sulfate，KS）
Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction 首页
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第十一章细胞外基质及其与细胞的相互作用
(二)蛋白聚糖（proteoglycan，PG） 1. 蛋白聚糖的分子结构
蛋白聚糖是由糖胺聚糖 (除透明质酸外)与核心蛋白（core protein）共价结合形成的高分子量复合物。
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面容丑陋，船型头，头大，浓眉大眼，前额和双颧突出，毛发多而发际低，鼻梁低平，鼻孔大，下颌较小，唇厚；骨骼畸形，身材矮小，成人身高常低于 120cm, 脊柱后凸或侧凸，常见膝外翻、爪状手；智力低下；眼部病变；常见肝脾肿大、耳聋、心瓣膜损伤、动脉硬化等。
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第十一章细胞外基质及其与细胞的相互作用
3.胶原的合成装配与降解
⑴ 胶原的合成与装配
① 内质网合成前α-链； ② 前α-链羟化； ③ 前α-链糖基化； ④ 三条前α-链形成三股螺旋结
构——前胶原；
⑤ 转运至高尔基体加工修饰；