细胞基本知识概要

细胞外基质 胶原 弹性蛋白 细胞壁 纤维素
植物细胞
Fra Baidu bibliotek
半纤维素、伸 果胶质 展蛋白
• 蛋白聚糖(proteoglycan)， 是由氨基聚糖(glycosaminoglycans)以共价的形 式与线性多肽连接而成的多糖和蛋白复合物， 它们能够形成水性的胶状 物; • 结构纤维，如胶原和弹性蛋白，它们赋予细胞外基质一定的强度和韧性。 • 粘着蛋白(adhesive proteins): 如纤粘连蛋白和层粘连蛋白，它们促使细胞 同基质结合。 以胶原和蛋白聚糖为基本骨架在细胞表面形成纤维网状复合物，并通 过细胞质膜中的整联蛋白将细胞外与细胞内连成了一个整体。
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。
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
透明质酸 在细胞外基质中， 透明质酸既能参与蛋白聚糖的 形成，又能游离存在。 透明质酸是一种重要的氨基聚糖，是增殖细胞和 迁移细胞的细胞外基质的主要成分， 一旦迁移细 胞停止移动，透明质酸就会从细胞外基质中消失， 此时细胞间开始接触。
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.
RGD序列: FN中与 细胞结合的结构域中的Arg-Gly-Asp三肽序列 精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸
在纤连蛋白的每一肽链亚单位中，都含有由不同重复的氨基酸序列 组成的三种不同类型、数目的模块结构，它们的特殊排列，构成了 肽链上不同的功能结构域。
FN的功能： 介导细胞粘着 在FN的分子上既有与胶原结合的结 构域，又有与细胞结合的结构域。这样，FN可以介 导细胞外基质与细胞进行结合。 影响细胞的迁移 在正常组织里， 细胞是由多种多 样的糖蛋白粘连起来， 并约束在一个固定的位置上， 主要是靠FN来维持其稳定状态。
细胞外基质不同于以共价键形式结合于膜脂、膜蛋白上的多糖链细胞被。其 主要是通过与细胞膜中的整联蛋白结合而构成细胞间相互联系的结构网络。
真核细胞的细胞外结构（extracellular structures）
生物种类
动物细胞 细胞外结构
结构纤维
水化基质组分 粘连分子 氨基聚糖 蛋白聚糖 纤粘连蛋白 层粘连蛋白
胶原的分子结构： 胶原纤维的基本结构单位是原胶原； 原胶原是由三条肽链盘绕成的三股螺旋结构； 原胶原肽链具有Gly-x-y（甘氨酸-脯氨酸-羟 脯氨酸/羟赖氨酸）重复序列，对胶原纤维的 高级结构的形成是重要的； 在胶原纤维内部，原胶原蛋白分子呈1/4交替 平行排列,形成周期性横纹。
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。
弹性蛋白
弹性蛋白是弹性纤维(elastic fibers)的主要成分。
弹性纤维主要存在于韧带和脉管壁。弹性纤维 与胶原纤维共同存在， 赋予组织以弹性和抗张 能力。
高度疏水的非糖基化蛋白。没有Gly－x－y重复序列。明显特点：构象呈无规则卷曲状 态；通过Lys残基互相交连成网状结构。
层粘连蛋白和纤连蛋白 （一）层粘连蛋白(laminin)
细胞外基质
Extracellular Matrix
细胞外基质 extracellular matrix，ECM • 细胞外基质是机体发育过程中由细胞分泌到细 胞外间隙的各种生物大分子，组装构成的结构 精细的网络，分布于细胞和组织之间，细胞周 围或形成上皮细胞的基膜，将细胞与细胞或细 胞与基膜相互联系，构成组织与器官，使其连 成有机整体。
原胶原 胶原原纤维
胶原纤维
常见的胶原类型及其在组织中的分布 胶原是细胞外基质中最主要的水不溶性纤维蛋白； Ⅰ~Ⅲ 型胶原含量最丰富，形成类似的纤维结构； 但并非所有胶原都形成纤维； Ⅰ型胶原纤维束 , 主要分布于皮肤、肌腱、韧 带及骨中，具有很强的抗张强度;
Ⅱ型胶原主要存在于软骨中;
Ⅲ型胶原形成微细的胶原纤维网，广泛分布于伸 展性的组织，如疏松结缔组织; Ⅳ型胶原形成二维网格样结构，是基膜的主要成 分及支架。
层粘连蛋白功能：在胚胎发育及组织分化中具
有重要作用；层粘连蛋白也与肿瘤细胞的转移 有关。
（二）纤粘连蛋白(fibronectin，FN )
纤粘连蛋白广泛存在于动物界， 每个FN亚
基上有与胶原、细胞表面受体、血纤蛋白和 硫酸蛋白多糖高亲和结合的位点。 由两个或两个以上的亚单位通过C端形成的 二硫键交联结合而成。
层粘连蛋白是高分子糖蛋白（ 820KD） ,是
动物胚胎发育中出现最早的细胞外基质成 分，也是成体组织的基膜的主要结构组分 之一；
层粘连蛋白的结构由一条重链和两条轻链构成 细胞通过层粘连蛋白锚定于基膜上； 层粘连蛋白中至少存在两个不同的结构域：
与Ⅳ型胶原的结合部位； 与细胞质膜上的整合素结合的Arg-Gly-Asp(R-G-D)序列。