细胞外基质及其与细胞的相互作用
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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。
胞外区：
球状头部区，是整联蛋白分
子与含有RGD三肽序列的细胞外基
质成分结合的部位。
胞 外 区
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。
Ⅲ型胶原：形成纤维网，存在于 血管壁、各种软组织 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
原胶原 胶原原 纤维
胶原纤 维束
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)
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。
成纤维细胞 肥大细胞
弹性纤维
蛋白多糖
第二节 基底膜与整联蛋白
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
粘合斑 可介导的细胞连接 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。
第三节
细胞外基质与细胞间的相互作用 （自学）
一.细胞外基质对细胞生物学行为的影响
二.细胞对细胞外基质的影响
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。 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
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
胶原纤维
胶原分子
胶原原纤维
原胶原
胶原原纤维
胶原纤维束
原胶原的三股螺旋
胶原的降解
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。
胶原酶 胶原 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。
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。
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。
（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 糖 单 位
氨基己糖 (N-乙酰氨基葡萄糖 / 乙酰氨基半乳糖 )
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。
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。
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 胶原纤维
（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
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
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
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
（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。
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）
细胞外基质
（ extracellular matrix，ECM） 细胞外基质：是
细胞分泌到细胞外空间 的蛋白质和多糖所构成 的精密有序的纤维凝胶
网络结构。
第一节 细胞外基质的主要成分
一 二 三 氨 基 聚 糖 和 蛋 白 聚 糖
胶 原 和 弹 性 蛋 白 纤 连 蛋 白 和 层 粘 连 蛋 白
一、氨基聚糖和蛋白聚糖
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%。
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
（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
弹性纤维
弹性蛋白 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。
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
来自百度文库但是，并非所有的蛋白聚糖都是细胞外基质的
（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
（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。
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；
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。 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%。
2.0-3.0
肺、肝、皮肤、肥大 细胞
硫酸角质素
D-半乳糖，
N-乙酰葡萄糖
0.9-1.8
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 -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 )
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 或 L-艾杜糖醛酸，N-乙酰葡萄糖
1.0-2.0
皮肤、血管、心、心 瓣膜 肺、动脉、细胞表面
硫酸 乙酰肝素 肝素
0.2-3.0
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 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 分 布 结缔组织、皮肤、软 骨、玻璃体、滑液
4-硫酸软骨素
6-硫酸软骨素 硫酸皮肤素
D-葡萄糖醛酸，N-乙酰半乳糖
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。
胞外区：
球状头部区，是整联蛋白分
子与含有RGD三肽序列的细胞外基
质成分结合的部位。
胞 外 区
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。
Ⅲ型胶原：形成纤维网，存在于 血管壁、各种软组织 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
原胶原 胶原原 纤维
胶原纤 维束
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)
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。
成纤维细胞 肥大细胞
弹性纤维
蛋白多糖
第二节 基底膜与整联蛋白
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
粘合斑 可介导的细胞连接 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。
第三节
细胞外基质与细胞间的相互作用 （自学）
一.细胞外基质对细胞生物学行为的影响
二.细胞对细胞外基质的影响
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。 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
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
胶原纤维
胶原分子
胶原原纤维
原胶原
胶原原纤维
胶原纤维束
原胶原的三股螺旋
胶原的降解
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。
胶原酶 胶原 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。
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。
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。
（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 糖 单 位
氨基己糖 (N-乙酰氨基葡萄糖 / 乙酰氨基半乳糖 )
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。
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。
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 胶原纤维
（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
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
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
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
（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。
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）
细胞外基质
（ extracellular matrix，ECM） 细胞外基质：是
细胞分泌到细胞外空间 的蛋白质和多糖所构成 的精密有序的纤维凝胶
网络结构。
第一节 细胞外基质的主要成分
一 二 三 氨 基 聚 糖 和 蛋 白 聚 糖
胶 原 和 弹 性 蛋 白 纤 连 蛋 白 和 层 粘 连 蛋 白
一、氨基聚糖和蛋白聚糖
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%。
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
（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
弹性纤维
弹性蛋白 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。
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
来自百度文库但是，并非所有的蛋白聚糖都是细胞外基质的
（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
（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。
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；
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。 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%。
2.0-3.0
肺、肝、皮肤、肥大 细胞
硫酸角质素
D-半乳糖，
N-乙酰葡萄糖
0.9-1.8
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 -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 )
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 或 L-艾杜糖醛酸，N-乙酰葡萄糖
1.0-2.0
皮肤、血管、心、心 瓣膜 肺、动脉、细胞表面
硫酸 乙酰肝素 肝素
0.2-3.0
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 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 分 布 结缔组织、皮肤、软 骨、玻璃体、滑液
4-硫酸软骨素
6-硫酸软骨素 硫酸皮肤素
D-葡萄糖醛酸，N-乙酰半乳糖