细胞信号转导1

二硫键的形成
链间组合等
3. 胶原的生物学功能 主要是支持和抗拉力。
(三）纤连蛋白（fibronectin，FN） 1. 纤连蛋白的分子生物学
2. 纤连蛋白的生物学功能 （1）参与细胞的黏附与迁移 细胞的黏附与迁移是细胞与细胞外 基质进行特异性识别、结合与作用的结果， 这在胚胎发育、组织形成、损伤修复和肿 瘤细胞的浸润中起重要作用。
(七）粘结蛋白（entactin） 1. 粘结蛋白的分子生物学
2. 粘结蛋白的生物学功能 • 主要与基底膜各种蛋白分子结合，在基底 膜的形成过程中具有十分重要的作用； • 对细胞功能进行调节，在血管形成、损伤 的修复、肝纤维化的发生、细胞的黏附及 迁移以及肿瘤细胞的外向侵袭等过程中有 重要意义。
细胞连接的种类
种类 封闭连接
连接肌动蛋白 锚定连接 连接中间纤维 通讯连接
名称 紧密连接
黏着带
黏着斑
桥粒 半桥粒 间隙连接
化学突触
• 细胞连接的概况：
（一）封闭连接（occluding junction）
• 即紧密连接（tight junction），又称闭锁 小带（zonula occludens）。
骨钙蛋白的作用： • 在骨形成过程中，对骨的矿化有负调节作 用； • 促进骨的吸收。
2. 骨连蛋白（osteonectin） 又称BM40或43kD蛋白，是一种胶原结 合型糖蛋白。
骨连蛋白与各种类型的胶原蛋白、 血小板衍生生长因子及其受体等相互作用， 调节细胞的黏附、迁移、增殖等活动，与 骨形成、组织分化与更新有关。
4）硫酸角质素（keratan sulfate） 半乳糖与N-乙酰葡糖胺通过-1,4连接， 每个残基的第6位上发生硫酸化修饰。
5）透明质酸（hyaluronan，HA） 数量不定的多聚体葡糖酸与N-乙酰葡 糖胺通过-1,3连接构成。
（3）糖蛋白（glycoprotein） 黏附性糖蛋白：与细胞的黏附及迁移 有关。 骨相关基质糖蛋白：调节离子浓度。 弹性蛋白相关糖蛋白：在弹性蛋白的 沉积过程中具有重要影响。
由葡萄糖醛酸与N-乙酰半乳糖胺通过 -1,3连接构成基本的重复单位。第4或6位 硫酸化。
2）硫酸皮肤素（dermatan sulfate） 含有一个或多个艾杜糖酸残基的硫酸软 骨素链。
3）硫酸乙酰肝素（heparan sulfate，HS） 由葡萄糖醛酸与N-乙酰葡糖胺通过1,4连接，两个残基可在O-或N-位点上发生 广泛的硫酸化修饰。
(八）串珠聚糖蛋白（perlecan） 1.串珠聚糖蛋白的分子生物学
2.串珠聚糖蛋白的生物学功能 • 与基膜中的胶原和层粘连蛋白作用，构成 基膜的基本结构； • 因其带负电荷，使基膜具有电荷选择性超 滤功能； • 介导细胞间的黏附，参与细胞之间的相互 作用。
(九）凝血酶应答蛋白（thrombospondin， TSP）
1. 冯〃威勒布兰德因子的分子生物学
2. 冯· 威勒布兰德因子的生物学功能 • 在血管损伤处诱导血小板黏附和血栓形成， 同时与凝血因子Ⅷ前体结合成Ⅷ- vWF复 合物，诱发止血过程；
• 与肿瘤细胞的黏附以及肿瘤的转移过程关 系密切。
(十一）骨钙蛋白、骨连蛋白与骨桥蛋白 1. 骨钙蛋白（osteocalcin）
2. 弹性蛋白的生物学功能 • 形成弹性纤维。借助其弹性回缩作用，在 维持呼吸和血压，保持持续的血液灌注以 及皮肤的弹性等方面有重要意义；
• 促进细胞黏附。
(六）亲玻粘连蛋白（vitronectin） 1.亲玻粘连蛋白的分子生物学
2.亲玻粘连蛋白的生物学功能 • 通过与膜上相应的受体结合，在细胞黏附、 细胞迁移、补体结合、凝血链式反应、纤 维溶解反应、止血、肿瘤转移、神经元轴 突生长等过程中都具有十分重要的作用。
细胞信号转导
Cellular Signal Transduction
参考书目
• 细胞生物学
• 细胞生物学在线教程
www.cella.cn/book/
• 细胞信号转导（第三版），孙大业，科学 出版社
第一章
细胞连接与细胞外基质
cell junቤተ መጻሕፍቲ ባይዱtion and extracellular matrix
①是桥粒结构的一半； ②穿膜连接蛋白为整合素；
③细胞内的附着蛋白为角蛋白。
（三）通讯连接 （communicating junction）
1. 间隙连接（gap junction） • 分布：除骨骼肌细胞及循环血细胞外的 细胞之间。
间隙连接的电镜图
• 结构特点及形成：
在连接处相邻细胞间有2～4nm的缝隙， 在间隙与两层质膜中有大量蛋白质颗粒， 是构成间隙连接的基本单位，称连接子 （connexon），由6个相同或相似的跨膜 蛋白亚单位环绕而成，直径8nm，中心形 成一个直径约1.5nm的孔道。
（2）纤连蛋白与心血管系统 FN在心血管系统的正常发育、正常 生理机能的维持中起重要作用，并且与心 血管疾病的发生、发展之间也有极为密切 的联系。
（3）纤连蛋白与结缔组织衰老性疾病 结缔组织衰老性疾病以动脉粥样硬 化、骨质疏松以及骨关节炎等最为常见。 这些结缔组织的变化主要影响蛋白多糖和 胶原网络，FN的质和量的改变也与之有 关。
3. 细胞外基质的生物学功能
（1）机械支持功能
细胞外基质是构成基膜和结缔组织及各 种器官被膜的主要成分，具有维持机体结 构的完整性和为机体提供支架结构的作用。
（2）参与细胞黏附与迁移
细胞外基质分子中的细胞黏附位点与细 胞膜上的相应的受体特异性结合，触发跨 膜信号转导，对细胞的基因表达及细胞表 型和功能产生影响。
间隙连接的模式图
• 功能：
1. 代谢偶联：小分子代谢物和信号分子可 通过连接子的通道，由一个细胞进入相邻 的另一个细胞。
2. 电偶联：无须依赖神经递质或信息物质 即可将一些细胞的电兴奋活动传递到相邻 的细胞。
3. 参与细胞分化：胚胎发育的早期，细胞 间通过间隙连接相互协调发育和分化。
2. 化学突触（synapse） • • • 存在部位：可兴奋细胞间 。 作用：通过释放神经递质来传导兴奋。 组成： 突触前膜(presynaptic membrane)
是指血小板颗粒受到凝血酶刺激后释 放的一种细胞外基质蛋白。
1.凝血酶应答蛋白的分子生物学
2. 凝血酶应答蛋白的生物学意义 • 介导细胞的黏附、扩散与迁移； • 抑制体内新血管形成； • 对细胞内骨架重排有一定作用； • 在止血过程中具有十分重要的作用；
• 参与损伤修复。
(十）冯〃威勒布兰德因子（von Willebrand factor，vWF）
紧密连接的模式图
• 功能：
封闭上皮细胞的间隙，防止可溶性物质 的反渗，保证机体内环境的相对稳定 。
隔开细胞膜两端不同功能的转运蛋白， 保证物质运转的方向性。 机械性细胞连接。
（二）锚定连接 (anchoring junction)
1. 黏着带与黏着斑
（1）黏着带(adhesion belt)，又称中间连接 (intermediate junction)。 • • 存在部位：呈带状环绕细胞顶部，位于上 皮细胞的紧密连接下方 。 分布：在上皮细胞间和心肌细胞间多见。
一、细胞连接的类型和特点
• 细胞是机体结构和功能的基本单位。
• 机体行使的每一项功能都是多个细胞之间 甚至多种细胞之间协同作用的结果。 接触型 非接触型
• 细胞间联系的基本形式
• 细胞连接的概念：
在相邻细胞表面形成的连接结构，以 加强细胞的机械联系和组织的牢固性，同 时协助细胞间的代谢活动，这些结构称为 细胞（间）连接。
整合素
（3）参与细胞增殖与分化
某些类型的细胞外基质如成纤维细胞生 长因子具有促有丝分裂原的功能，通过促 进层粘连蛋白的合成与释放，进一步刺激 神经细胞的增殖与分化。
(二）胶原（collagen） 1. 胶原的分子生物学
2. 胶原生物合成的特殊性 翻译后加工和修饰： Pro、Lys－－羟基化 羟赖氨酸－－糖基化 Tyr－－硫酸化
3. 骨桥蛋白（osteopontin）
骨桥蛋白在细胞黏附、细胞的信号 转导、骨的重建、泌尿系统结石的形成、 肿瘤的转移及免疫调节等过程中都具有十 分重要的作用。
（4）纤连蛋白与肿瘤转移
(四）层粘连蛋白（laminin ，LN ） 1.层粘连蛋白的分子生物学
2. 层粘连蛋白的生物学功能 • 基底膜的主要组成成分； • 细胞黏附功能； • 促进大多数类型细胞的生长； • 在形态学发生中有重要作用；
• 对肿瘤的生长与转移有促进作用。
(五）弹性蛋白（elastin） 1. 弹性蛋白的分子生物学
• 存在部位：各种上皮细胞管腔面细胞间隙 顶端。 • 分布：消化道上皮、膀胱上皮、脑毛细血 管内皮以及睾丸支持细胞之间等。
• 紧密连接的电镜图 ：
• 结构特点及形成：
相邻细胞膜形成2~4个点状融合，形成一 条封闭带，融合处细胞间隙消失。
相邻细胞由跨膜连接糖蛋白组成对合的 封闭链称嵴线，嵴线相互交联封闭了细胞 之间的空隙。
有黏着作用；
保持细胞形状； 传递细胞收缩力。
（2）黏着斑（adhesion plaque）
位于细胞与细胞外基质间，通过整合 素（integrin）把细胞中的肌动蛋白束和基 质连接起来。
它与黏着斑的区别： ①是黏着斑结构的一半； ②穿膜连接蛋白为整合素。
2. 桥粒与半桥粒
（1）桥粒（desmosome） • • 存在部位：在上皮细胞黏着带的下方间隙 顶端。 分布：易受摩擦的组织中，如皮肤、口腔、 食管等处的复层鳞状上皮细胞之间和心肌 中。
【目的要求】
1．掌握细胞连接的概念和种类；细胞外基 质的概念及种类。 2．熟悉各种细胞连接的结构特点。 3．了解各种细胞连接存在的部位及功能； 细胞外基质的生物学功能。
【教学内容】 一、细胞连接的类型和特点 （一）封闭连接 （二）锚定连接 1．黏着带与黏着斑 2．桥粒与半桥粒 （三）通讯连接 1．间隙连接 2．化学突触 二、细胞外基质概述 1．细胞外基质概念 2．细胞外基质种 类 3．细胞外基质的生物学功能
突触后膜(postsynaptic membrane)
突触间隙(synaptic cleft)
化学突触的电镜图
• 结构特点及形成：
突触小体内有许多囊泡，称突触小泡 (synaptic vesicle)，内含神经递质。当神 经冲动传到突触前膜，突触小泡释放神经 递质，为突触后膜的受体接受（配体门通 道），引起突触后膜离子通透性改变，膜 去极化或超极化。
细胞外基质
• 上皮组织的细胞外基质：
2. 细胞外基质种类
（1）胶原（collagen）
是由多种糖蛋白分子组成的家族。
（2）蛋白多糖（proteoglycan） 由一个核心蛋白分子与多个糖氨多糖 侧链结合而成的大分子复合物。通过其分 子筛形成基质防御屏障。
1）硫酸软骨素（chondroitin sulfate， CS）
化学突触的模式图
二、细胞外基质
(一）细胞外基质概述
1. 概念
细胞外基质（extracellular matrix， ECM）是指由细胞分泌的，位于上皮或内 皮细胞下层和结缔组织细胞周围，为组织、 器官提供力学支持和物理强度，并对细胞 的黏附、迁移、增殖和分化等活动以及胚 胎发生等产生影响的物质。
• 桥粒的电镜图 ：
• 结构特点及形成：
相邻细胞间有30nm的间隙，形成一种纽 扣状的结构。
相邻细胞中的中间纤维通过细胞质斑和 膜间隙内的钙粘素构成了穿胞细胞骨架网 络。
桥粒的模式图
• 功能：
桥粒是最牢固的一种细胞连接，起固定 和支持作用。
（2）半桥粒（hemidesmosome）
在结构上类似桥粒，位于上皮细胞基面 与基膜之间。 它与桥粒的区别：
• 黏着带的电镜图 ：
• 结构特点及形成：
相邻细胞间有约15~20nm的间隙，间隙 中有一种称钙黏素（cadherin）的跨膜连 接糖蛋白，与质膜内侧的几种附着蛋白结 合。 相邻细胞中的肌动蛋白丝束通过钙黏素 和附着蛋白编织成了一个广泛的网络，把 相邻细胞联合在一起。
黏着带的模式图
• 功能：