细胞外基质及其与细胞的相互作用
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fibronectin FN）
• 纤连蛋白是一种高分子量糖 蛋白，含糖4.5-9.5%。
存在形式
可溶性的纤连蛋白：主要存在于血 浆及各种体液中，称为血浆FN。
不溶性的纤连蛋白：主要存在于细 胞外基质及细胞表面，称为细胞 FN。
1.纤连蛋白的分子结构
纤连蛋白的亚单位很相似 ，都含有约2450个左右的氨 基酸。构成5-7个具有特殊功 能的结构域。
（二）层粘连蛋白是个体胚胎发育中出现 最早的细胞外基质成分
1.分子结构
是基底膜主要结构成分，为 高分子糖蛋白(820kD)。
α (重链) β (轻链) γ (轻链)
不对称十字形
存在多个结构域，可以结合 Ⅳ胶原、肝素。
存在
胚胎发育中出现最早的细胞外基质成分； 上皮与内皮下紧靠细胞基底部； 肌细胞和脂肪细胞和神经髓鞘周围等； 再生肝和肝癌组织的基质中。
或 L-艾杜糖醛酸，N-乙酰葡萄糖 D-半乳糖， N-乙酰葡萄糖
1.0-2.0 0.2-3.0 2.0-3.0 0.9-1.8
皮肤、血管、心、心 瓣膜 肺、动脉、细胞表面
肺、肝、皮肤、肥大 细胞 软骨、角膜、椎间盘
透明质酸（hyaluronic acid,HA）
二糖单位： N-乙酰氨基葡萄糖
葡萄糖醛酸
从C端向N端，三条前链借二硫键形成交联，形
成三股螺旋的前胶原。 前胶原
胶原的装配
前胶原
以运输小泡形式运输到 高尔基复合体 高尔基复合体内
去除二硫键
以分泌小泡形式运送到 细胞外
在细胞外切去前肽，形成直径1.5nm、长300nm 的胶原分子（原胶原）
原胶原
胶原分子
胶原纤维
胶原原纤维
胶原纤维束
胶原原纤维
伸长
回缩
弹性蛋白由两种短肽交替排列而成。 疏水性短肽：呈无规则卷曲，赋予其弹性。 交联短肽：在疏水性短肽之间形成交联。
（二）弹性蛋白是构成细胞外基质中弹性纤维 网的主要成分
弹性蛋白整体体现两个明显的特征：
（１）构象呈无规则卷曲状态； （２）通过交联短肽相互交联成富有弹性
的疏松网状结构。
伸长
回缩
弹性蛋白 弹性纤维
硫酸 乙酰肝素 肝素
硫酸角质素
二糖单位
单糖A
单糖B
D-葡萄糖醛酸，N-乙酰葡萄糖
每个二糖中的 硫酸基 0
பைடு நூலகம்
分布
结缔组织、皮肤、软 骨、玻璃体、滑液
D-葡萄糖醛酸，N-乙酰半乳糖 0.2-1.0 0.2-2.3
软骨、角膜、骨、皮 肤、动脉
D-葡萄糖醛酸 或
L-艾杜糖醛酸，N-乙酰葡萄糖 D-葡萄糖醛酸
或 L-艾杜糖醛酸，N-乙酰葡萄糖 D-葡萄糖醛酸
糖醛酸 (葡萄糖醛酸/艾杜糖醛酸)
一、氨基聚糖和蛋白聚糖
（一）氨基聚糖 (glycosaminoglycan, GAG)：
组成：由重复的二糖单位聚合而成的长直链多糖。
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
氨基聚糖的分子特性及组织分布
氨基聚糖 透明质酸
4-硫酸软骨素 6-硫酸软骨素 硫酸皮肤素
原胶原
原胶原的三股螺旋
胶原的降解
胶原
胶原酶
通常以非活性形式存在于血液和组 织中，在分娩后的子宫和创伤组织 中，胶原酶活性显著增高。
胶原降解
3.胶原与疾病
由于胶原的含量、结构、类型和代谢异常而 导致的疾病，称为胶原病。
维生素C缺乏病
血管、肌腱、皮肤变脆，易于出血及牙齿松动。
在粗面内质网腔，切去信号肽，在N 端和C端添加短前肽(前-链) 前-链 羟化酶、糖基化酶
微原纤维壳
（糖蛋白）
• 马方综合症（marfan`s syndrome）
又名蜘蛛足样指（趾）综合症， 俗称“蜘蛛人”，是一种先天性遗传 性的结缔组织疾病，属于常染色体显 性遗传，有家族史。
退化的结缔组织无法承受压力， 导致血管变薄，可发展为动脉瘤，如 果剧烈运动，动脉瘤容易突然破裂， 导致患者死亡。
2.功 能
胚胎早期：维持细胞间粘连与细胞的极性； 促进细胞分化。
成体：通过RGD序列粘附细胞； 组成基底膜的重要成分。
第二节 基底膜与整联蛋白
上皮细胞 基底膜
巨噬细胞
成纤维细胞 蛋白多糖
胶原纤维
弹性纤维 肥大细胞
基底膜：基底膜是细胞 外基质特化的一种柔软
、坚韧的网状结构。
第二节 基底膜与整联蛋白
可以结合：肝素、纤维蛋 白、胶原、血小板反应蛋白 、凝血因子、多胺以及DNA。
RGD序列：是纤连蛋白和其他某些细胞外基质中所含有的，可 以被细胞表面的整联蛋白所识别的Arg-Gly-Asp三肽序列。
2. 纤连蛋白的功能
（1）介导细胞与细胞外基质的粘着 （2）纤粘连蛋白与细胞迁移有关 （3）纤粘连蛋白在组织创伤中的作用
胞外区：
球状头部区，是整联蛋白分 胞
子与含有RGD三肽序列的细胞外基 外 区
质成分结合的部位。
跨膜区： 疏水区
跨膜区 胞内区
➢ 胞内区：
可通过胞内的连接蛋白与 细胞内的微丝或中间丝相互作 用。
可介导的细胞连接
粘合斑 半桥粒
2.整联蛋白的功能
➢ 介导细胞与细胞外基质的相互作用 ➢ 介导细胞间的相互作用 ➢ 在信号传递中发挥作用，从而调节细胞的运动、生
长、增殖、分化和存活等基本生命活动。
基 底 膜 结 构 示 意 图
第二节 基底膜与整联蛋白
整联蛋白（integin）：
又称整合素，是一类跨膜糖 蛋白。是胶原、纤连蛋白和粘连 蛋白等的受体。
介导细胞之间以及细胞与细 胞外基质间的相互黏着和识别， 具有联系细胞外部因素与细胞骨 架的作用。
1.整联蛋白的分子结构：
由α 和β两个亚基形成的异二聚体蛋白质分子。
病变主要累及中胚层发展而来的 骨骼、心脏、肌肉、韧带和结缔组织 。骨骼畸形最常见，全身管状骨细长 、手指和脚趾细长呈蜘蛛脚样。
三、细胞外基质中的非胶原性糖蛋白
（一） 纤连蛋白 （
fibronectin FN）
•
纤连蛋白是一种高分子
量糖蛋白，含糖4.5-9.5%。
三、细胞外基质中的非胶原性糖蛋白
（一） 纤连蛋白 （
成纤维细胞周围的胶原纤维
2.胶原的合成装配与降解
胶原来源：
由成纤维细胞、软骨细胞、成骨细胞及某些上皮细胞合 成并分泌到细胞外。
（1）胶原的合成：细胞内 （细胞核-内质网-高尔基体-分泌小泡）
（2）胶原的装配：细胞外 （3）胶原的分解：细胞外
在粗面内质网腔，切去信号肽，在N 端和C端添加短前肽(前-链) 前-链 羟化酶、糖基化酶
细胞外基质及其与细胞的相 互作用
第一节 细胞外基质的主要成分
三 纤连蛋白和层粘连蛋白 二 胶原和弹性蛋白 一 氨基聚糖和蛋白聚糖
一、氨基聚糖和蛋白聚糖
（一）氨基聚糖 (glycosaminoglycan, GAG)：
组成：由重复的二糖单位聚合而成的长直链多糖。
二 氨基己糖 (N-乙酰氨基葡萄糖 / 乙酰氨基半乳糖 糖) 单 位
-1,3连接组成
N-乙酰氨基葡萄糖
D-葡萄糖醛 酸
透明质酸( hyaluronic acid, HA )
组成：
是结构最简单的一种氨基聚糖。可含有10万个单糖，分子量较大、非硫 酸化，含有大量COO-和亲水基团。
功能：（1）具有赋予组织良好的弹力和抗张力作用，并具有润滑剂的作用；
（2）在早期胚胎和创伤组织中，促进细胞增殖、迁移，阻止细胞分 化，对创伤的愈合有特殊作用。
（二）蛋白聚糖 ( proteoglycan, PG)
1.组成：
单体：由氨基聚糖（除透明质酸外）和核心蛋白共价 结合形成的高分子复合物。
多聚体：若干个蛋白 聚糖单体的核心蛋白 通过非共价键与透明 质酸紧密结合成的 。
2.蛋白聚糖的合成和装配
核心蛋白肽链合成部位：粗面内质网的核糖体 氨基聚糖糖链的装配部位：高尔基复合体
和器官间质中； Ⅳ型胶原：仅限于各种基底膜中。
胶原纤维、胶原原纤维与胶原分子结构关系示意图
胶原原 纤维
胶原纤 维束
原胶原
原胶原的三 股螺旋
1.原胶原分子的结构
（1）由三条α多肽链形成三股螺旋； （2）氨基酸规律排列形成三肽重复序
列（Gly-X-Y）； X= Pro,Y= Hypro或(Hylys) （3）每条肽链中，Gly含量占1/3，Pro 和Lys常被羟基化形成的Hypro和 hylys ；某些hylys选择性糖基化。
但是，并非所有的蛋白聚糖都是细胞外基质的 成分。有些蛋白聚糖也是细胞膜的整合成分。
二、胶原与弹性蛋白
（一）胶原 (collagen)
是细胞外基质的骨架结构。是体内含量最多 (30%)的蛋白。在不同的组织中胶原的含量差别很 大。
胶原的类型
目前已发现的胶原类型多达26多种，其中Ⅰ-Ⅳ型较 为常见。
Ⅰ型胶原：肌腱、皮肤、韧带及骨中； Ⅱ型胶原：主要存在于软骨中； Ⅲ型胶原：形成纤维网，存在于 血管壁、各种软组织
从C端向N端，三条前链借二硫键形成交联，形
成三股螺旋的前胶原。 前胶原
3.胶原与疾病
由于胶原的含量、结构、类型和代谢 异常而导致的疾病，称为胶原病。
维生素C缺乏病
爱-唐综合症（皮肤弹性过渡综合症）
（二）弹性蛋白是构成细胞外基质中弹性纤维 网的主要成分
弹性蛋白（elastin）：
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 Gly-X-Y重复序列。
• 纤连蛋白是一种高分子量糖 蛋白，含糖4.5-9.5%。
存在形式
可溶性的纤连蛋白：主要存在于血 浆及各种体液中，称为血浆FN。
不溶性的纤连蛋白：主要存在于细 胞外基质及细胞表面，称为细胞 FN。
1.纤连蛋白的分子结构
纤连蛋白的亚单位很相似 ，都含有约2450个左右的氨 基酸。构成5-7个具有特殊功 能的结构域。
（二）层粘连蛋白是个体胚胎发育中出现 最早的细胞外基质成分
1.分子结构
是基底膜主要结构成分，为 高分子糖蛋白(820kD)。
α (重链) β (轻链) γ (轻链)
不对称十字形
存在多个结构域，可以结合 Ⅳ胶原、肝素。
存在
胚胎发育中出现最早的细胞外基质成分； 上皮与内皮下紧靠细胞基底部； 肌细胞和脂肪细胞和神经髓鞘周围等； 再生肝和肝癌组织的基质中。
或 L-艾杜糖醛酸，N-乙酰葡萄糖 D-半乳糖， N-乙酰葡萄糖
1.0-2.0 0.2-3.0 2.0-3.0 0.9-1.8
皮肤、血管、心、心 瓣膜 肺、动脉、细胞表面
肺、肝、皮肤、肥大 细胞 软骨、角膜、椎间盘
透明质酸（hyaluronic acid,HA）
二糖单位： N-乙酰氨基葡萄糖
葡萄糖醛酸
从C端向N端，三条前链借二硫键形成交联，形
成三股螺旋的前胶原。 前胶原
胶原的装配
前胶原
以运输小泡形式运输到 高尔基复合体 高尔基复合体内
去除二硫键
以分泌小泡形式运送到 细胞外
在细胞外切去前肽，形成直径1.5nm、长300nm 的胶原分子（原胶原）
原胶原
胶原分子
胶原纤维
胶原原纤维
胶原纤维束
胶原原纤维
伸长
回缩
弹性蛋白由两种短肽交替排列而成。 疏水性短肽：呈无规则卷曲，赋予其弹性。 交联短肽：在疏水性短肽之间形成交联。
（二）弹性蛋白是构成细胞外基质中弹性纤维 网的主要成分
弹性蛋白整体体现两个明显的特征：
（１）构象呈无规则卷曲状态； （２）通过交联短肽相互交联成富有弹性
的疏松网状结构。
伸长
回缩
弹性蛋白 弹性纤维
硫酸 乙酰肝素 肝素
硫酸角质素
二糖单位
单糖A
单糖B
D-葡萄糖醛酸，N-乙酰葡萄糖
每个二糖中的 硫酸基 0
பைடு நூலகம்
分布
结缔组织、皮肤、软 骨、玻璃体、滑液
D-葡萄糖醛酸，N-乙酰半乳糖 0.2-1.0 0.2-2.3
软骨、角膜、骨、皮 肤、动脉
D-葡萄糖醛酸 或
L-艾杜糖醛酸，N-乙酰葡萄糖 D-葡萄糖醛酸
或 L-艾杜糖醛酸，N-乙酰葡萄糖 D-葡萄糖醛酸
糖醛酸 (葡萄糖醛酸/艾杜糖醛酸)
一、氨基聚糖和蛋白聚糖
（一）氨基聚糖 (glycosaminoglycan, GAG)：
组成：由重复的二糖单位聚合而成的长直链多糖。
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
氨基聚糖的分子特性及组织分布
氨基聚糖 透明质酸
4-硫酸软骨素 6-硫酸软骨素 硫酸皮肤素
原胶原
原胶原的三股螺旋
胶原的降解
胶原
胶原酶
通常以非活性形式存在于血液和组 织中，在分娩后的子宫和创伤组织 中，胶原酶活性显著增高。
胶原降解
3.胶原与疾病
由于胶原的含量、结构、类型和代谢异常而 导致的疾病，称为胶原病。
维生素C缺乏病
血管、肌腱、皮肤变脆，易于出血及牙齿松动。
在粗面内质网腔，切去信号肽，在N 端和C端添加短前肽(前-链) 前-链 羟化酶、糖基化酶
微原纤维壳
（糖蛋白）
• 马方综合症（marfan`s syndrome）
又名蜘蛛足样指（趾）综合症， 俗称“蜘蛛人”，是一种先天性遗传 性的结缔组织疾病，属于常染色体显 性遗传，有家族史。
退化的结缔组织无法承受压力， 导致血管变薄，可发展为动脉瘤，如 果剧烈运动，动脉瘤容易突然破裂， 导致患者死亡。
2.功 能
胚胎早期：维持细胞间粘连与细胞的极性； 促进细胞分化。
成体：通过RGD序列粘附细胞； 组成基底膜的重要成分。
第二节 基底膜与整联蛋白
上皮细胞 基底膜
巨噬细胞
成纤维细胞 蛋白多糖
胶原纤维
弹性纤维 肥大细胞
基底膜：基底膜是细胞 外基质特化的一种柔软
、坚韧的网状结构。
第二节 基底膜与整联蛋白
可以结合：肝素、纤维蛋 白、胶原、血小板反应蛋白 、凝血因子、多胺以及DNA。
RGD序列：是纤连蛋白和其他某些细胞外基质中所含有的，可 以被细胞表面的整联蛋白所识别的Arg-Gly-Asp三肽序列。
2. 纤连蛋白的功能
（1）介导细胞与细胞外基质的粘着 （2）纤粘连蛋白与细胞迁移有关 （3）纤粘连蛋白在组织创伤中的作用
胞外区：
球状头部区，是整联蛋白分 胞
子与含有RGD三肽序列的细胞外基 外 区
质成分结合的部位。
跨膜区： 疏水区
跨膜区 胞内区
➢ 胞内区：
可通过胞内的连接蛋白与 细胞内的微丝或中间丝相互作 用。
可介导的细胞连接
粘合斑 半桥粒
2.整联蛋白的功能
➢ 介导细胞与细胞外基质的相互作用 ➢ 介导细胞间的相互作用 ➢ 在信号传递中发挥作用，从而调节细胞的运动、生
长、增殖、分化和存活等基本生命活动。
基 底 膜 结 构 示 意 图
第二节 基底膜与整联蛋白
整联蛋白（integin）：
又称整合素，是一类跨膜糖 蛋白。是胶原、纤连蛋白和粘连 蛋白等的受体。
介导细胞之间以及细胞与细 胞外基质间的相互黏着和识别， 具有联系细胞外部因素与细胞骨 架的作用。
1.整联蛋白的分子结构：
由α 和β两个亚基形成的异二聚体蛋白质分子。
病变主要累及中胚层发展而来的 骨骼、心脏、肌肉、韧带和结缔组织 。骨骼畸形最常见，全身管状骨细长 、手指和脚趾细长呈蜘蛛脚样。
三、细胞外基质中的非胶原性糖蛋白
（一） 纤连蛋白 （
fibronectin FN）
•
纤连蛋白是一种高分子
量糖蛋白，含糖4.5-9.5%。
三、细胞外基质中的非胶原性糖蛋白
（一） 纤连蛋白 （
成纤维细胞周围的胶原纤维
2.胶原的合成装配与降解
胶原来源：
由成纤维细胞、软骨细胞、成骨细胞及某些上皮细胞合 成并分泌到细胞外。
（1）胶原的合成：细胞内 （细胞核-内质网-高尔基体-分泌小泡）
（2）胶原的装配：细胞外 （3）胶原的分解：细胞外
在粗面内质网腔，切去信号肽，在N 端和C端添加短前肽(前-链) 前-链 羟化酶、糖基化酶
细胞外基质及其与细胞的相 互作用
第一节 细胞外基质的主要成分
三 纤连蛋白和层粘连蛋白 二 胶原和弹性蛋白 一 氨基聚糖和蛋白聚糖
一、氨基聚糖和蛋白聚糖
（一）氨基聚糖 (glycosaminoglycan, GAG)：
组成：由重复的二糖单位聚合而成的长直链多糖。
二 氨基己糖 (N-乙酰氨基葡萄糖 / 乙酰氨基半乳糖 糖) 单 位
-1,3连接组成
N-乙酰氨基葡萄糖
D-葡萄糖醛 酸
透明质酸( hyaluronic acid, HA )
组成：
是结构最简单的一种氨基聚糖。可含有10万个单糖，分子量较大、非硫 酸化，含有大量COO-和亲水基团。
功能：（1）具有赋予组织良好的弹力和抗张力作用，并具有润滑剂的作用；
（2）在早期胚胎和创伤组织中，促进细胞增殖、迁移，阻止细胞分 化，对创伤的愈合有特殊作用。
（二）蛋白聚糖 ( proteoglycan, PG)
1.组成：
单体：由氨基聚糖（除透明质酸外）和核心蛋白共价 结合形成的高分子复合物。
多聚体：若干个蛋白 聚糖单体的核心蛋白 通过非共价键与透明 质酸紧密结合成的 。
2.蛋白聚糖的合成和装配
核心蛋白肽链合成部位：粗面内质网的核糖体 氨基聚糖糖链的装配部位：高尔基复合体
和器官间质中； Ⅳ型胶原：仅限于各种基底膜中。
胶原纤维、胶原原纤维与胶原分子结构关系示意图
胶原原 纤维
胶原纤 维束
原胶原
原胶原的三 股螺旋
1.原胶原分子的结构
（1）由三条α多肽链形成三股螺旋； （2）氨基酸规律排列形成三肽重复序
列（Gly-X-Y）； X= Pro,Y= Hypro或(Hylys) （3）每条肽链中，Gly含量占1/3，Pro 和Lys常被羟基化形成的Hypro和 hylys ；某些hylys选择性糖基化。
但是，并非所有的蛋白聚糖都是细胞外基质的 成分。有些蛋白聚糖也是细胞膜的整合成分。
二、胶原与弹性蛋白
（一）胶原 (collagen)
是细胞外基质的骨架结构。是体内含量最多 (30%)的蛋白。在不同的组织中胶原的含量差别很 大。
胶原的类型
目前已发现的胶原类型多达26多种，其中Ⅰ-Ⅳ型较 为常见。
Ⅰ型胶原：肌腱、皮肤、韧带及骨中； Ⅱ型胶原：主要存在于软骨中； Ⅲ型胶原：形成纤维网，存在于 血管壁、各种软组织
从C端向N端，三条前链借二硫键形成交联，形
成三股螺旋的前胶原。 前胶原
3.胶原与疾病
由于胶原的含量、结构、类型和代谢 异常而导致的疾病，称为胶原病。
维生素C缺乏病
爱-唐综合症（皮肤弹性过渡综合症）
（二）弹性蛋白是构成细胞外基质中弹性纤维 网的主要成分
弹性蛋白（elastin）：
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 Gly-X-Y重复序列。