细胞生物学课程第10章(细胞连接和细胞黏附)

（二）分子组成——跨膜蛋白
• 紧密连接的焊接线由跨膜细胞粘附分子构成（数十种），主要 的跨膜蛋白为封闭蛋白claudin和密封蛋白occludin，另外还有 膜的外周蛋白（PDZ，ZO,PATJ,PAR-3,PAR-6)。
（三）紧密连接的功能
1.紧密连接的主要作用是封闭相邻细胞间的接缝，防止溶液中的分子 沿细胞间隙渗入体内，从而保证了机体内环境的相对稳定： 脑毛 细血管内皮以及睾丸支持细胞之间都存在紧密连接，构成了脑血屏 障和睾血屏障。 2.形成上皮细胞质膜蛋白与膜脂分子侧向扩散的屏障，从而维持上皮 细胞的极性。
一、封闭连接(occluding junctions)
• 紧密连接为典型代表；
• 功能： 将相邻细胞的质膜密切 地连接在一起，阻止溶 液分子沿细胞间隙渗入 细胞内侧。
（一）紧密连接的结构
1.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 2. 结构： • 连接处两个相邻细胞质膜以断续的点连在一起。 • 跨膜蛋白质形成的焊接线网络，焊接线也称嵴线，封闭了细胞与细胞 之间的空隙。 3.存在部位： 每个上皮细胞的顶部。
（二）常见的整联蛋白
• （人类）不同的亚基（24）和不同的亚基（9）， 相互组合成不同的整联蛋白，可与不同的配体结合。
（三）整联蛋白的功能
1.介导细胞间的相互作用
• 含β 2亚单位的整合素主要存在于各种白细胞表面，使白细 胞黏附在感染部位血管的内皮细胞，使白细胞得以迁移出血 管，进入炎症部位。
小结
三、通讯连接
• 实现细胞间电信号和化学信号的通讯联系， 从而完成群体细胞间的合作协调，这种连 接形式成为通讯连接。 • 主要几类： 间隙连接：大多数动物组织中 化学突触：神经细胞间和神经—肌肉间 胞间连丝：植物细胞间
（一百度文库间隙连接
间隙连接处相连细胞膜间的间隙为2-4nm，故又称缝隙连接。
1.形态结构
基本单位 : 连接子。每个连接子由 6 个跨膜蛋白亚 单位环绕成，中心是直径约1.5nm的孔道 连接单位由两个连接子对接构成。
2.通透性
• 可通过分子量1000-1500以下的水溶性小分子。 • 间隙连接的通透性是可以调节的：
3.功能
相邻细胞膜内连接子颗粒的相互融合， 加强了细胞的连接；
和抵抗外界压力与张力的作用。
半桥粒 (hemidesmosome) : 连接细胞与胞外基 质，与桥粒形态类似,但功能和化学组成不同。
（二）锚定连接的蛋白组成
• 两大类蛋白组成： 细胞内锚定蛋白 跨膜粘连蛋白
（三）肌动蛋白纤维介导的锚定连接
粘合带：细胞之间的连接 粘合斑：细胞与基质之间的连接
二、锚定连接
• 锚定连接：是一类由细胞骨架纤维参与，存在于相互接触的细胞之间 或细胞与细胞外基质之间的细胞连接
• 作用：形成能够抵抗机械张力的牢固黏合。
• 分布：广泛分布与各种组织，特别是上皮、心肌和子宫颈等需要承受 机械压力的组织中尤为丰富。
（一）锚定连接的分类
与肌动蛋白纤维相连的粘合连接(黏着连接） 粘合带 (adhesion belt) ：位于紧密连接下方 , 连接相邻细胞形成一个连续的带状结构。间隙约 15～20nm,也称带状桥粒(belt desmosome)。 粘合斑 : 细胞与细胞外基质之间通过肌动蛋白 纤维和整连蛋白的连接方式。 与中间纤维相连的桥粒连接 桥粒 (desmosome) : 连接相邻细胞，提供细胞 内中间纤维的锚定位点，形成整体网络，起支持
（二）钙粘素的功能
1．介导细胞连接， 在成年脊椎动物，E-钙粘素是保持上皮细胞相互粘合的主 要细胞黏附分子，是粘合带的主要构成者。 2．参与细胞分化， 在发育过程中通过调控钙粘素表达的种类与数量可决定胚 胎细胞间的相互作用（粘合、分离、迁移、再粘合），从 而通过细胞的微环境，影响细胞的分化，参与器官形成过 程。 3．参与细胞间形成稳定的特化连接结构，抑制细胞迁移。 参与形成细胞间的粘合带和桥粒结构。 很多种癌组织中细胞表面的E钙粘素减少或消失，以致癌 细胞易从瘤块脱落，成为侵袭与转移的前提。因而有人将 E钙粘素视为转移抑制分子。
二、选择素
• 选择素是一类依赖Ca2+的异亲型细胞粘附分子，能特 异性地识别其他细胞表面寡聚糖链中的特定糖基。 • 选择素家族成员：
L-选择素：广泛存在于各种白细胞的表面，参与炎症部位白细胞的出脉 管过程。 P-选择素：存在于血小板及内皮细胞。炎症时活化的内皮细胞表面首先 出现P选择素，随后出现E选择素。它们对于召集白细胞到达炎症部位具 有重要作用。 E-选择素：存在于活化的血管内皮细胞表面。
（三）胞间连丝（plasmodesmata）
• 植物细胞特有的通 讯连接。 • 由穿过细胞壁的质 膜围成的细胞质通 道， • 直径约20～40nm。
四、几种细胞连接的比较
第二节 细胞黏附
• 细胞黏附分子（cell adhesion molecule,CAM)： 广泛存在细胞膜上，介导细胞与细胞之间、细胞 与细胞外基质之间相互结合并起黏附作用的一类 跨膜糖蛋白。 • 根据起分子结构特点与作用方式，分为四大类： 钙粘素、 选择素、 免疫球蛋白超家族、 整联蛋白家族
（四）整联蛋白与医学
The
end！
第十章 细胞连接和细胞粘连
学习目的和要求
1.掌握细胞连接的分类 2.掌握紧密连接、锚定连接和间隙连接的结构特点 和功能。 3.掌握钙粘素、选择素、免疫球蛋白超家族及整联 蛋白家族等细胞黏附分子的结构特点和功能 4.熟悉化学突触的基本功能。 5.了解细胞连接、细胞黏附分子与疾病的关系
名词辨别
• Cell junction • Cell adhesion
2.介导细胞与细胞外基质间的相互作用
• 含β 1亚单位的整合 素为细胞外基质蛋白 的受体，其胞外区具 有和大多数胞外基质 蛋白的RGD三肽序列 （Arg-Gly-Asp）结 合的位点，使细胞粘 附于细胞外基质。
3.整联蛋白在信号传递中发挥重要作用
锚定依赖性生长 FAK活化MAPK及 PI3K等通路
（四）中间纤维介导的锚定连接
• 桥粒：细胞之间的连接 • 半桥粒：细胞与基质之间的连接
1.桥粒——细胞之间的连接
• 位置：上皮细胞粘合带下方 • 组成：
跨膜粘连蛋白— 钙粘素蛋白（桥粒黏蛋白、桥粒胶蛋白） 锚定蛋白— 桥粒珠蛋白、桥粒斑蛋白
2.半桥粒——细胞与胞外基质的连接
位置：上皮细胞与基底膜之间 组成： 跨膜粘连蛋白——整联蛋白 锚定蛋白——网蛋白（形成胞质斑)
细胞表面主要的黏附分子家族
（一）黏附分子结构
都为跨膜糖蛋白，分子结构由三部分组成： 1 .胞外区： N端部分。带有糖链，负责与配体识别； 2. 跨膜区： 多为一次跨膜； 3. 胞质区； C端部分，与质膜下的骨架成分直接相连， 或与胞内信号分子相连。
（二）粘附因子介导的细胞识别与粘连
的三种模式
1.同亲性粘附：两相邻细胞表面的同种CAM分子间的相互识 别与结合，如钙粘素； 2.异亲性粘附：两相邻细胞表面的不同种CAM分子间的相互 识别与结合，如选择素和整联蛋白； 3.胞外连接分子依赖型：通过胞外连接分子相互识别与结合。
介导了细胞间的通讯
代谢藕联——早期胚胎发育和细胞分化过程中起重要作用 ； 电藕联——离子偶联，神经冲动信息传递。如电突触。
（二）化学突触
• 化学突触（synapse）是存在于可兴奋细胞间的一种连接方式，它通过释 放神经递质来传递神经冲动并因此而得名。 • 组成： 由突触前膜、突触后膜和突触间隙三部分组成。间隙的宽度约20-30nm 。
一、钙粘素家族
钙粘素又称钙粘蛋白（200多种） ，是一类依赖Ca2+的同亲 型细胞黏附分子.
（一）钙粘素分子结构
单次跨膜糖蛋白，由700-750个氨基酸残基组成； 质膜中常以同源二聚体形式存在； 胞外区常折叠成5个重复结构域。可结合Ca2+，赋予钙粘素分子刚性 与强度； Ca2+，结合越多，钙粘素刚性越强；
四、整联蛋白家族
• 整联蛋白又称整合素（integrin），是一类 普遍存在于脊椎动物细胞表面，依赖于 Ca2＋和Mg2＋的异亲型细胞粘附分子，介 导细胞和细胞之间以及细胞与细胞外基质 之间的相互识别和粘附。
（一）分子结构
由 和 两个亚基形成的异源二聚 体糖蛋白。介导细胞与基质、细胞 与细胞之间的粘着。 和 两个亚基均由胞外区，跨膜 区和胞内区三个部分组成。 • 胞外区介导与细胞外基质的粘着， 典型结构有黏着斑和半桥粒。 • 胞内区通过连接蛋白与细胞内的肌 动蛋白等细胞骨架成分相互作用。
（一）选择素分子结构
单次跨膜糖蛋白 胞外区（三个独立的结构域组成）：
a.
b. c.
N-末端凝集素结构域：识别特异糖基，参与细胞之间选择性黏附的重要 活性部位； 表皮生长因子（EGF)样结构域； 补体结合蛋白结构域；
胞内区可通过锚定蛋白与细胞内微丝结合。
（二）选择素的功能
• 参与白细胞与血管内皮细胞或血小板的识别与粘 着，帮助白细胞从血液进入炎症部位。
三、免疫球蛋白超家族（Ig-SF）
• 免疫球蛋白超家族 ——分子结构中含有免疫球蛋白（Ig） 样结构域的所有分子。 • 免疫球蛋白样结构域系指借二硫键 维系的两组反向平行β折叠结构 • 一般不依赖于Ca2＋ ； • 多介导淋巴细胞与其他细胞之间的 相互作用
胎儿酒精综合征——NCAM-L1与酒精分子结合——新生儿精神异常及颜面畸形
第一节 细胞连接
• 定义： 细胞与细胞间或细胞与细胞外基质的联结结构 • 功能： 加强细胞间的机械联系和维持组织结构的完整 性、协调性。 • 分类： 封闭连接(occluding junctions) 锚定连接(anchoring junctions) 通讯连接(communicating junctions)
1.粘合带——介导细胞之间的连接
• 位置：上皮细胞紧密连接下方 • 组成： 跨膜粘连蛋白——钙粘素 锚定蛋白——α 、β 、γ联蛋白、黏着斑 蛋白、斑珠蛋白和 α -辅肌动蛋白
2.粘合斑-介导细胞与胞外基质的粘着
位置：上皮基底部 组成： 跨膜粘连蛋白——膜整联蛋白 锚定蛋白——踝蛋白、 α -辅肌动蛋白、细丝蛋白、纽蛋白