细胞生物学十一章总结

第十一章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组成成分

构成细胞外基质的大分子大概分成三类——氨基聚糖与蛋白聚糖、胶原和弹性蛋白、非胶原性黏合蛋白（纤连蛋白和层粘连蛋白）。

一、氨基聚糖与蛋白

①氨基聚糖与蛋白聚糖的结构：

1、氨基聚糖是由重复的氨基己糖与糖醛酸二糖单位构成的直连多糖，呈强负电性。分

为六种：透明质酸、硫酸角质素、硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、硫酸软骨素、肝素，其中透明质酸是最简单的氨基聚糖。

2、蛋白聚糖是由氨基聚糖（除透明质酸）与核心蛋白共价结合形成的含糖量极高的糖

蛋白。一条核心蛋白分子（单链多肽）1~100条氨基聚糖形成蛋白聚糖单体。若干个蛋白聚糖单体通过连接蛋白以非共价键与透明质酸结合形成蛋白聚糖多聚体。

②蛋白聚糖的装配：蛋白聚糖的核心蛋白肽链在粗面内质网核糖体上合成后，进入内质网

腔装配上直链多糖。蛋白聚糖的显著特点——多态性。

③氨基聚糖与蛋白聚糖的功能：1、使组织具有弹性和抗压性

2、对物质转运具有选择渗透性

3、角膜中蛋白聚糖具有透光性

4、氨基聚糖有抗凝血作用

5、细胞表面的蛋白聚糖有传递信息的作用

6、氨基聚糖和蛋白聚糖与组织老化有关

④氨基聚糖和蛋白聚糖与疾病：粘多糖积累病——如Hunter综合征，动脉粥样硬化

二、胶原与弹性蛋白

（一）胶原

①胶原是人体内含量最丰富的蛋白质

②胶原分子是由三条α多肽链盘绕成的三股螺旋结构，具有Gly-X-Y三肽重复序列。α链

是胶原的基本亚单位，有25种α链，多达26种胶原。Ⅰ型胶原是异源三聚体，Ⅱ、Ⅲ型胶原是同源三聚体，Ⅳ型胶原不含三肽重复序列，不形成α-螺旋结构。

③胶原在体内的分布有一定的组织特异性

④胶原的合成装配与降解：胶原的合成与组装始于内质网，在高尔基体中进行修饰，最后

在细胞外组装成胶原纤维。胶原分子可被胶原酶降解。

⑤胶原的功能：胶原在不同组织中行使不同的功能；胶原和细胞的增殖和分化有关；哺乳

动物在发育的不同阶段表达不同类型的胶原（Ⅲ型胶原逐渐被Ⅰ型胶原代替）

⑥胶原与疾病：维生素c缺乏导致坏血病，遗传性胶原病如成骨发育不良综合征和爱-唐综

合征；免疫性胶原病如类风湿性关节炎和慢性肾炎。

（二）弹性蛋白

①弹性蛋白是构成细胞外基质中弹性纤维网络的主要成分，是动脉中含量最高的细胞外基

质蛋白质。

②弹性蛋白是高度疏水的非糖基化纤维蛋白，肽链呈无规则的卷曲。弹性蛋白的肽链由两

种类型短肽交替排列而成，一种税疏水性短肽，另一种是富含丙氨酸和赖氨酸残基的α-螺旋。每种短肽各由一个外显子编码。

③弹性蛋白由可溶性弹性蛋白原的形式分泌到细胞外，通过赖氨酸残基之间相互交联装配

成弹性纤维网。

④弹性纤维网的弹性蛋白的表面包绕着一层由糖蛋白构成的微原纤维。糖蛋白fibrillin

的突变可导致马方综合征。

三．细胞外基质中的非胶原性粘合蛋白

在细胞外基质中非胶原性黏合蛋白的共同特点是既可以与细胞结合，又可以与细胞外基质中的其他大分子结合，从而使细胞与细胞外基质相互黏着，故称为细胞外基质中的黏合蛋白。它们往往在结构上有多个结构域，可以与多种细胞及细胞外基质结合，是细胞外基质的组织者，对细胞的存活形态黏着铺展迁移增殖分化有直接影响。

（一）纤连蛋白广泛存在于动物组织中

纤连蛋白是高分子量糖蛋白，含糖量4.5%—9.5%

存在形式：1可溶性的纤连蛋白，主要存在于血浆及各种体液中，由肝实质细胞分泌，称为血浆纤连蛋白。2不溶性纤连蛋白，主要存在于细胞外基质及细胞表面，主要有间质细胞分泌产生，称为细胞纤连蛋白。

1.纤连蛋白的分子结构

均由相似的亚单位组成。血浆纤连蛋白是两条相似的肽链形成二聚体，两条肽链在C端形成二硫键，呈V字形。细胞纤连蛋白为由二聚体交联后形成的多聚体。不同来源的纤连蛋白亚单位在结构上稍有区别，有特定结构的功能域，不同的结构域上有不同的大分子结合位点，是一种多功能分子。GRD三肽是细胞表面各种纤连蛋白受体识别并结合的最小的结构单位。一些含有GRD的短肽有抑制细胞同纤连蛋白结合的作用。

纤连蛋白的膜受体：魔怔联蛋白家族成员之一，是一种高分子量的跨膜糖蛋白。由α、β两条多肽链通过非共价键结合而成。

纤连蛋白亚基：人体已鉴定的有20种以上，由同一基因编码的产物，转录后由于拼接上的不同而形成多种异型分子。

2.纤连蛋白的功能

1）介导细胞与细胞外基质间的黏着

2）纤连蛋白与细胞间的迁移

3）纤连蛋白在组织创伤修复中起促进作用

3.纤连蛋白与疾病

肾小球炎的发生、瘢痕过度、肿瘤细胞的细胞黏着力下降容易转移和分散

（二）层粘连蛋白是胚胎发育过程中出现做造的细胞外基质成分

层黏连蛋白：基底膜的主要结构组成之一，是黏合糖蛋白，含糖13%—28%。

存在部位：上皮下和内皮下紧靠细胞基底部，肌细胞和脂肪细胞周围

产生部位：附着在基底膜上的上皮细胞和内皮细胞，被基底膜包围的肌细胞

1.层黏连蛋白的分子结构

糖蛋白，分子量820-850kD，70nm长。由αβγ三条不同的多肽链组成的异三聚体。一条重链α和两条轻链βγ借二硫键交联而成，外形成不对称十字，有三条短臂和一条长臂。具有多个结构域，可以和多种物质结合的位点：Ⅳ型胶原、硫酸乙酰肝素、肝素、脑苷脂、神经节苷脂，细胞表面受体的结合位点。

至少有8个与细胞结合的位点：上皮细胞、内皮细胞、某些成纤维细胞、神经元、神经髓鞘细胞、肿瘤细胞等。还有能与化脓性链球菌等原核细胞结合的位点。

有8种不同结构的一级结构序列的层黏连蛋白亚单位，它们构成了7种不同的层黏连蛋白。