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細(xì)胞生物學(xué)知識(shí)點(diǎn)匯總I說(shuō)明:本文檔是王飛老師細(xì)胞生物學(xué)課上內(nèi)容的精煉和總結(jié),也是考試出題的重要依據(jù)。內(nèi)容過(guò)于精煉則必有若干舍棄之處,希望同學(xué)不要為了考試而學(xué)習(xí),將這份文字資料為你節(jié)省的復(fù)習(xí)時(shí)間用于閱讀中英文教材和查找感愛(ài)好的細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域的前沿資料,這樣才干對(duì)這門(mén)課程有一個(gè)更加全面的了解。本文檔中出現(xiàn)的英文不規(guī)定掌握(名詞解釋部分除外),只是對(duì)復(fù)雜中文名詞或重點(diǎn)內(nèi)容的一個(gè)輔助的英文注解。由于某些中文名稱的翻譯過(guò)于繁瑣且不合理,不如英文名稱容易記憶,因此中英文只要掌握一種即可,在考試過(guò)程中無(wú)論是中文、英文還是英文縮寫(xiě),只要寫(xiě)對(duì)任何一種即可得分。內(nèi)容編寫(xiě)過(guò)程中缺少足夠的審核環(huán)節(jié),如發(fā)現(xiàn)錯(cuò)別字或內(nèi)容明顯錯(cuò)誤之處請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系老師確認(rèn)內(nèi)容的對(duì)的性。II細(xì)胞骨架知識(shí)點(diǎn)匯總:核心知識(shí)點(diǎn)(約占考試總分值的60%):17202529324144454951普告知識(shí)點(diǎn)(約占考試總分值的30%):39111214161718192326283031353738394347485054擴(kuò)展知識(shí)點(diǎn)(約占考試總分值的10%):24568101315212224273334364042465253551細(xì)胞骨架(cytoskeleton)的定義與種類:定義:細(xì)胞骨架是貫穿整個(gè)細(xì)胞的復(fù)雜的纖維狀蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)細(xì)胞內(nèi)有三種類型的細(xì)胞骨架,分別是微絲(microfilament,MF),微管(microtubule,MT)和中間絲(intermediatefilament,IF)。2肌動(dòng)蛋白(actin)的種類及分布真核細(xì)胞內(nèi)的肌動(dòng)蛋白重要分為三大類,名稱及分布情況如下:α肌動(dòng)蛋白重要存在于肌肉細(xì)胞的收縮性結(jié)構(gòu)中,目前已發(fā)現(xiàn)的四種α肌動(dòng)蛋白分別屬于橫紋肌、心肌、血管平滑肌和腸道平滑肌。β肌動(dòng)蛋白存在于所有種類的細(xì)胞內(nèi),是細(xì)胞內(nèi)絕大部分微絲骨架的基本組分。γ肌動(dòng)蛋白在所有細(xì)胞內(nèi)都有分布,重要存在于與應(yīng)力纖維相關(guān)的結(jié)構(gòu)中。微絲的組成與極性A微絲由肌動(dòng)蛋白單體聚合而成。B肌動(dòng)蛋白是一種球狀蛋白,其三維構(gòu)象具有一道很深的裂縫,在裂縫內(nèi)部有一個(gè)核苷酸結(jié)合位點(diǎn)(可與ATP或ADP結(jié)合)和一個(gè)二價(jià)陽(yáng)離子結(jié)合位點(diǎn)(可與Mg2+或Ca2+結(jié)合)。C肌動(dòng)蛋白單體聚合形成螺距為36nm(7個(gè)單體分子)的雙股螺旋狀微絲纖維。每個(gè)肌動(dòng)蛋白單體都與四個(gè)其他肌動(dòng)蛋白單體緊密相鄰。D微絲中的所有肌動(dòng)蛋白單體分子的縫隙開(kāi)口端或縫隙底部都朝著同一方向排列,因此整個(gè)微絲纖維具有極性??p隙開(kāi)口端指向的是微絲的負(fù)極(minusend),縫隙底部指向的是微絲的正極(plusend)。4微絲和微管的正負(fù)極的定義對(duì)于微絲和微管的極性,人們習(xí)慣性的以同等條件下蛋白單體分子在纖維末端組裝和去組裝的速度大小來(lái)定義。速度快的是正極,速度慢的是負(fù)極。5胞外微絲組裝反映的動(dòng)力學(xué)過(guò)程A試管中的微絲組裝需要的反映組分涉及:G-actin,ATP,Mg2+,K+,Na+B微絲的組裝和去組裝是一對(duì)可逆反映。反映平衡點(diǎn)受外部反映環(huán)境影響。C在存在Mg2+且K+、Na+較高的環(huán)境里,微絲趨向于聚合。在存在Ca2+且K+、Na+較低的環(huán)境里微絲趨向于解聚。D單體肌動(dòng)蛋白以G-actin表達(dá)(Gforglobal),結(jié)合在微絲中的肌動(dòng)蛋白以F-actin表達(dá)(Fforfibrous)。F反映過(guò)程中CG-actin不斷減小,CF-actin不斷增長(zhǎng),直到達(dá)成平衡點(diǎn)。平衡點(diǎn)處的CG-actin定義為整個(gè)反映的臨界濃度Cc(criticalconcentrat(yī)ion)。G反映共分三個(gè)階段:延遲期,是發(fā)生成核反映的時(shí)期,在此時(shí)期內(nèi)數(shù)個(gè)肌動(dòng)蛋白單體分子自發(fā)聚合成為可供進(jìn)一步延伸的“核”,是整個(gè)反映的限速環(huán)節(jié);延長(zhǎng)期,是微絲快速組裝的時(shí)期,CG-actin>Cc,聚合反映速度>解聚反映速度;穩(wěn)定期,是反映達(dá)成平衡點(diǎn)之后的時(shí)期,CG-actin=Cc,聚合反映速度=解聚反映速度;6核苷酸ATP/ADP在微絲組裝中的作用A肌動(dòng)蛋白自身也是一種ATP酶,可以水解與之結(jié)合的ATP分子使之轉(zhuǎn)變?yōu)椋罝P,肌動(dòng)蛋白的ATP酶活性只有在其組裝到微絲末端之后才開(kāi)始生效。B在游離狀態(tài)下肌動(dòng)蛋白分子與ATP的親和力遠(yuǎn)高于ADP,與肌動(dòng)蛋白結(jié)合的ADP分子很容易被ATP分子所替換,因此游離狀態(tài)下的肌動(dòng)蛋白攜帶的核苷酸分子以ATP為主。C帶有ATP的肌動(dòng)蛋白更容易發(fā)生聚合反映,帶有ADP的肌動(dòng)蛋白更容易發(fā)生解聚反映。D細(xì)胞中的微絲組裝時(shí)新組裝上去的肌動(dòng)蛋白總是攜帶ATP分子的,該ATP分子在停留一段很短的時(shí)間后即被水解為ADP,在水解發(fā)生前新的攜帶ATP分子的肌動(dòng)蛋白單體已經(jīng)在末端聚合,使得整根微絲最前端的幾個(gè)肌動(dòng)蛋白總是攜帶ATP的,這樣的末端定義為T(mén)型末端。E細(xì)胞中微絲的去組裝總是發(fā)生在末端肌動(dòng)蛋白攜帶ADP的時(shí)候,這樣的末端定義為D型末端。F細(xì)胞內(nèi)的D型微絲末端重要是由于負(fù)極端成核蛋白的脫落形成的。7微絲組裝的踏車(chē)行為(treadmilling)A理論上假如沒(méi)有ATP水解為ADP的過(guò)程,那么微絲組裝時(shí)正極和負(fù)極的Cc是相等的。在實(shí)際反映過(guò)程中由于有ATP水解過(guò)程的存在,正負(fù)極反映的Cc不再相等,Cc+<Cc-。B當(dāng)反映環(huán)境里Cc+<CG-actin<Cc-的時(shí)候,正極端發(fā)生的是聚合反映,負(fù)極端發(fā)生的是解聚反映,這種反映形式稱為踏車(chē)行為。C在試管內(nèi)的微絲組裝反映的總Cc介于正負(fù)極Cc之間,因此試管內(nèi)聚合反映達(dá)成平衡期之后事實(shí)上發(fā)生的是踏車(chē)反映。正極端的聚合速度等于負(fù)極端的解聚速度。D踏車(chē)行為是細(xì)胞內(nèi)微絲動(dòng)態(tài)組裝和去組裝的重要形式之一。8影響微絲組裝的藥物A細(xì)胞松弛素(cytochalasin):可以切割微絲并與游離的末端結(jié)合,結(jié)合后可以阻止新的肌動(dòng)蛋白單體分子在末端的組裝,同時(shí)并不影響末端肌動(dòng)蛋白分子的解離。因此細(xì)胞松弛素的總體效果是促進(jìn)微絲解聚。B鬼筆環(huán)肽(phalloidin):與微絲中的肌動(dòng)蛋白(F-actin)結(jié)合,阻止其解離??傮w效果是阻斷微絲解聚,穩(wěn)定微絲。9微絲網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)方式細(xì)胞內(nèi)微絲網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)重要是通過(guò)各種微絲結(jié)合蛋白的共同作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。10細(xì)胞內(nèi)微絲結(jié)合蛋白的種類有六大類,分別是肌動(dòng)蛋白單體結(jié)合蛋白,成核蛋白與加帽蛋白,延伸保護(hù)蛋白,交聯(lián)蛋白,割斷及解聚蛋白,馬達(dá)蛋白。11肌動(dòng)蛋白單體結(jié)合蛋白的種類及作用A胸腺素β4(thymosinβ4):與肌動(dòng)蛋白單體結(jié)合并封閉其發(fā)生聚合反映的位點(diǎn),其作用是維持細(xì)胞內(nèi)游離態(tài)肌動(dòng)蛋白庫(kù)的總?cè)萘窟h(yuǎn)大于微絲組裝反映的臨界濃度,有助于細(xì)胞大規(guī)模組裝微絲的快速啟動(dòng)。B前纖維蛋白(profilin):只與肌動(dòng)蛋白單體的正極端(底部)結(jié)合,克制其在微絲負(fù)極端的聚合,不影響其在微絲正極端的聚合。因此前纖維蛋白的作用是增長(zhǎng)微絲組裝反映的極性,促進(jìn)正極端的生長(zhǎng)。12成核蛋白與加帽蛋白A成核蛋白:成核蛋白涉及Arp2Arp3和與之相關(guān)的其他幾種蛋白質(zhì),這些蛋白共同組成Arp2/3復(fù)合物。Arp2和Arp3在結(jié)構(gòu)上與肌動(dòng)蛋白單體分子極其相似,在復(fù)合物中形成異源二聚體,肌動(dòng)蛋白單體以Arp2/3異源二聚體為基點(diǎn)開(kāi)始新微絲的組裝。Arp2/3復(fù)合物的組裝受到胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的控制??梢詰{空出現(xiàn),誘發(fā)新的微絲的組裝。也可以在微絲快速生長(zhǎng)的T型末端處組裝,誘導(dǎo)微絲的分叉生長(zhǎng)。Arp2/3復(fù)合物的存在具有穩(wěn)定微絲負(fù)極的作用,一但Arp2/3從微絲末端脫落,暴露出來(lái)的負(fù)極D型末端會(huì)迅速降解。B加帽蛋白:在微絲停止生長(zhǎng)之后,與正極端結(jié)合并使其穩(wěn)定的一類蛋白質(zhì)。被加帽蛋白穩(wěn)定的微絲正極端由于ATP的水解作用,屬于D型末端,但加帽蛋白的存在保護(hù)其不發(fā)生解聚反映。加帽蛋白的代表:CapZ。C成核蛋白和加帽蛋白都是對(duì)微絲末端進(jìn)行調(diào)節(jié)的蛋白,其中成核蛋白作用于負(fù)極,加帽蛋白作用于正極。兩者在微絲相應(yīng)末端的結(jié)合與解離是導(dǎo)致微絲網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)性的重要因素之一。13延伸保護(hù)蛋白重要指的是形成蛋白(formin),形成蛋白能在微絲正極端形成二聚體環(huán)狀結(jié)構(gòu),二聚體環(huán)中的兩個(gè)單體分子交錯(cuò)向正極端移動(dòng)并募集新的肌動(dòng)蛋白單體分子在正極端組裝,同時(shí)保護(hù)正極端新形成的微絲不被降解或者是被Arp2/3復(fù)合物接近。通過(guò)這種方式,形成蛋白可以維持微絲在正極端的穩(wěn)定生長(zhǎng),形成長(zhǎng)的、無(wú)分叉的微絲結(jié)構(gòu)。14交聯(lián)蛋白A交聯(lián)蛋白根據(jù)微絲的排列方式可分為兩類:成束蛋白和凝膠形成蛋白。B交聯(lián)蛋白可以單獨(dú)或以二聚體的形式將相鄰的微絲交聯(lián)起來(lái)。C起到交聯(lián)作用的蛋白單體或二聚體都攜帶有兩個(gè)肌動(dòng)蛋白結(jié)合位點(diǎn),兩個(gè)位點(diǎn)間的距離決定了所形成的微絲束或網(wǎng)的松緊限度。D成束蛋白涉及絲束蛋白(fimbrin)、絨毛蛋白(villin)和α-輔肌動(dòng)蛋白(α-actinin),其兩個(gè)肌動(dòng)蛋白結(jié)合位點(diǎn)間的區(qū)域是僵直的,可以將多根微絲平行交聯(lián)成束。E成束蛋白中的絲束蛋白和絨毛蛋白以單體形式起作用,兩個(gè)肌動(dòng)蛋白結(jié)合位點(diǎn)間的距離較小,形成的微絲束比較緊密,內(nèi)部很難進(jìn)入其他功能性蛋白分子。F成束蛋白中的α-輔肌動(dòng)蛋白以二聚體的形式起作用,兩個(gè)肌動(dòng)蛋白結(jié)合位點(diǎn)間的距離較大,形成的微絲束比較松散,內(nèi)部可以進(jìn)入其他功能性蛋白分子如肌球蛋白。G凝膠形成蛋白涉及細(xì)絲蛋白(filamin)和血影蛋白(spectrin),其兩個(gè)肌動(dòng)蛋白結(jié)合位點(diǎn)間的區(qū)域是柔軟的,能以一定角度將兩根相鄰的微絲交聯(lián),最終形成二維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或三維凝膠樣結(jié)構(gòu)。15割斷及解聚蛋白A重要涉及凝溶膠蛋白(gelsolin)和肌動(dòng)蛋白解聚因子/絲切蛋白(ADF/cofilin)。B凝溶膠蛋白可以結(jié)合在微絲表面并切斷微絲。在某些條件下,微絲切斷后凝溶膠蛋白可以與暴露出來(lái)的正極末端結(jié)合,促進(jìn)其進(jìn)一步解聚。相反,在另一些條件下,微絲切斷后產(chǎn)生的正極末端可以成為新的微絲生長(zhǎng)點(diǎn),從而加速微絲網(wǎng)絡(luò)的形成。C絲切蛋白能與具有ADP的微絲表面結(jié)合并加速其解聚速度,重要在脫離了加帽蛋白的微絲負(fù)極端起到促進(jìn)微絲解聚的作用。16肌球蛋白(myosin)的結(jié)構(gòu)及種類A肌球蛋白是依賴于微絲的馬達(dá)蛋白。B肌球蛋白的重要結(jié)構(gòu)分為三部分,分別是馬達(dá)結(jié)構(gòu)域、調(diào)控結(jié)構(gòu)域(或杠桿臂結(jié)構(gòu)域)、尾部結(jié)構(gòu)域。C馬達(dá)結(jié)構(gòu)域是肌球蛋白沿微絲運(yùn)動(dòng)的重要結(jié)構(gòu)元件;尾部結(jié)構(gòu)域是肌球蛋白與貨品分子、其他細(xì)胞結(jié)構(gòu)或自身形成多聚體時(shí)相連的部位;D細(xì)胞內(nèi)肌球蛋白的種類有很多,每種肌球蛋白的結(jié)構(gòu)和功能都不相同。EII型肌球蛋白(myosin-II)因最先發(fā)現(xiàn)并研究被稱為傳統(tǒng)類型的肌球蛋白,其他肌球蛋白都是非傳統(tǒng)類型的肌球蛋白。FII型肌球蛋白有兩個(gè)馬達(dá)結(jié)構(gòu)域,在細(xì)胞內(nèi)以二聚體或多聚體的形式存在,重要在應(yīng)力纖維的互相滑動(dòng)以及肌纖維的收縮過(guò)程中起作用。EI型肌球蛋白(myosin-I)只有一個(gè)馬達(dá)結(jié)構(gòu)域,在細(xì)胞內(nèi)以單體形式存在,重要在細(xì)胞皮層區(qū)的囊泡運(yùn)送以及皮層與細(xì)胞質(zhì)膜的相對(duì)滑動(dòng)過(guò)程中起作用。17細(xì)胞皮層(cellcortex)A細(xì)胞皮層是微絲通過(guò)交聯(lián)形成的三維凝膠樣網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。B細(xì)胞皮層存在于細(xì)胞質(zhì)膜以下。C細(xì)胞皮層為質(zhì)膜提供機(jī)械支撐,幫助質(zhì)膜維持特定的形狀,調(diào)節(jié)膜蛋白的流動(dòng)性。18偽足(podium)A偽足是細(xì)胞遷移過(guò)程中在細(xì)胞前緣形成的突起結(jié)構(gòu)B偽足按照形態(tài)和內(nèi)部骨架結(jié)構(gòu)區(qū)分可以劃分為兩種類型:片狀偽足(lamellipodium)和絲狀偽足(filopodium)C片狀偽足內(nèi)的微絲正極端結(jié)合了大量的Arp2/3復(fù)合物,產(chǎn)生大量的分叉,形成片狀的二維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。D絲狀偽足內(nèi)的微絲正極端在形成蛋白的保護(hù)下筆直生長(zhǎng),不分叉,形成筆直平行的束狀結(jié)構(gòu)。19應(yīng)力纖維(stressfiber)A應(yīng)力纖維由微絲反相平行排列而成,重要通過(guò)α-輔肌動(dòng)蛋白二聚體交聯(lián),在反相微絲束之間具有II型肌球蛋白二聚體,使應(yīng)力纖維具有收縮的能力。B應(yīng)力纖維重要存在于細(xì)胞皮層區(qū)域,通過(guò)黏著斑與相鄰細(xì)胞或胞外基質(zhì)相連,在細(xì)胞形狀發(fā)生變化時(shí)可以產(chǎn)生張力并積極收縮,有助于細(xì)胞完畢形狀的改變。20細(xì)胞遷移(cellmigration/crawling)過(guò)程A細(xì)胞遷移過(guò)程分為四個(gè)重要環(huán)節(jié)。1外源信號(hào)觸發(fā)細(xì)胞遷移2細(xì)胞前緣產(chǎn)生突起3突起部分與胞外基質(zhì)形成新的錨定位點(diǎn)4后放骨架收縮,錨定點(diǎn)分離,細(xì)胞整體前移。B細(xì)胞前緣形成的突起即為偽足,絲狀偽足在前,片狀偽足在后。絲狀偽足為片狀偽足提供更大的擴(kuò)展面,加速突起前移速度。C細(xì)胞前緣部位微絲的快速組裝依賴于三方面反映。1Arp2/3復(fù)合物在微絲正極端的裝配成核2前纖維蛋白維持微絲的正極組裝,克制負(fù)極組裝3形成蛋白維持絲狀偽足內(nèi)微絲的筆直無(wú)分叉組裝。D隨著細(xì)胞前緣骨架的不斷生長(zhǎng),偽足中組裝的微絲網(wǎng)絡(luò)在一段時(shí)間后便被新生的微絲落下,逐漸成為細(xì)胞質(zhì)整體前移的障礙,此時(shí)Arp2/3復(fù)合物從微絲負(fù)極端脫落,促使這部分微絲解聚。E前緣形成突起后,細(xì)胞皮層處在拉伸狀態(tài),細(xì)胞皮層內(nèi)的應(yīng)力纖維產(chǎn)生張力,在II型肌球蛋白的作用下應(yīng)力纖維收縮,拖拽細(xì)胞后隨部分前移。F在細(xì)胞遷移過(guò)程中,細(xì)胞質(zhì)膜在I型肌球蛋白的作用下沿皮層表面滑動(dòng),以適應(yīng)細(xì)胞皮層的形狀變化。21微絨毛(microvilli)A小腸上皮細(xì)胞的游離面存在大量的微絨毛。B微絨毛的軸心結(jié)構(gòu)是同向平行排列的微絲束,微絲束正極端指向微絨毛頂端,負(fù)極端終止于端網(wǎng)結(jié)構(gòu)。C微絨毛中的微絲束由絨毛蛋白和絲束蛋白緊密交聯(lián)而成,微絲束內(nèi)部無(wú)肌球蛋白,因此微絨毛不具有運(yùn)動(dòng)的能力。D微絨毛軸心外圍的微絲通過(guò)I型肌球蛋白與微絨毛質(zhì)膜相連。22胞質(zhì)分裂環(huán)A胞質(zhì)分裂環(huán)在細(xì)胞分裂過(guò)程中的胞質(zhì)分裂期產(chǎn)生。迫使細(xì)胞質(zhì)膜在兩個(gè)子細(xì)胞核之間內(nèi)陷,將胞質(zhì)均勻分派到子細(xì)胞中。B胞質(zhì)分裂環(huán)由反相平行排列的微絲束組成,其間具有II型肌球蛋白二聚體,具有收縮能力。23肌纖維收縮的原理及肌絲的組成A肌肉收縮的動(dòng)力來(lái)源于肌球蛋白II介導(dǎo)的粗細(xì)肌絲間滑動(dòng)。B細(xì)肌絲是單股的微絲纖維。C粗肌絲由數(shù)百個(gè)II型肌球蛋白通過(guò)尾部結(jié)構(gòu)域聚合而成,所有馬達(dá)結(jié)構(gòu)域頭部都暴露在粗肌絲兩端的外表面。D粗細(xì)肌絲在肌纖維中平行交錯(cuò)分布,每根粗肌絲被六根細(xì)肌絲包圍,每根細(xì)肌絲被兩根粗肌絲所共用。E粗肌絲兩端的數(shù)百個(gè)馬達(dá)結(jié)構(gòu)域頭部沿相反方向拖拽細(xì)肌絲以形成粗細(xì)肌絲的滑動(dòng)。24原肌球蛋白位移A在肌細(xì)胞處在靜息狀態(tài)時(shí),原肌球蛋白(tropomyosin,Tm)與細(xì)肌絲緊密結(jié)合,封閉了細(xì)肌絲與粗肌絲馬達(dá)結(jié)構(gòu)域頭部的結(jié)合位點(diǎn),收縮裝置不啟動(dòng)。B在肌細(xì)胞接受到上游神經(jīng)信號(hào)后,原肌球蛋白發(fā)生位移,暴露出細(xì)肌絲與粗肌絲馬達(dá)結(jié)構(gòu)與頭部的結(jié)合位點(diǎn),收縮裝置啟動(dòng)。25肌球蛋白沿微絲運(yùn)動(dòng)的分子機(jī)制(以肌球蛋白II為代表)A肌球蛋白每一個(gè)馬達(dá)結(jié)構(gòu)域都具有ATP酶活性,包含一個(gè)ATP結(jié)合位點(diǎn)和一個(gè)肌動(dòng)蛋白結(jié)合位點(diǎn)。B肌球蛋白馬達(dá)結(jié)構(gòu)域沿微絲運(yùn)動(dòng)時(shí),每個(gè)運(yùn)動(dòng)周期消耗1分子ATP,移動(dòng)一步距離,即一個(gè)肌動(dòng)蛋白單體的長(zhǎng)度(約5nm)。C肌球蛋白馬達(dá)結(jié)構(gòu)域每一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期可分為五個(gè)階段。1在上一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期結(jié)束后,釋放了ADP分子的II型肌球蛋白頭部馬達(dá)結(jié)構(gòu)域(以下簡(jiǎn)稱頭部)在一段很短暫的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有與任何核苷酸分子結(jié)合,此時(shí)的頭部處在僵直狀態(tài),與細(xì)肌絲緊密結(jié)合。2僵直狀態(tài)十分短暫,隨后頭部與1分子ATP結(jié)合,構(gòu)象發(fā)生輕微變化,使頭部與細(xì)肌絲的緊密結(jié)合松開(kāi)。3松開(kāi)細(xì)肌絲后頭部的ATP酶活性啟動(dòng),ATP水解為ADP和1分子Pi,ATP水解釋放的能量使得頭部的構(gòu)想發(fā)生很大改變,向正極端移動(dòng)一個(gè)肌動(dòng)蛋白分子的距離,此時(shí)的頭部處在高能構(gòu)象,ADP和Pi仍然停留在頭部?jī)?nèi)。4向前移動(dòng)后的頭部與前方下一個(gè)肌動(dòng)蛋白分子的結(jié)合位點(diǎn)接觸,這種分子接觸使得頭部?jī)?nèi)的Pi分子釋放,Pi的釋放使得頭部與肌動(dòng)蛋白分子緊密結(jié)合并觸發(fā)了頭部的能量釋放,頭部恢復(fù)低能構(gòu)象并向負(fù)極方向拖拽細(xì)肌絲,滑動(dòng)距離為一個(gè)肌動(dòng)蛋白分子的距離。5在能量釋放過(guò)程中,ADP分子釋放,頭部在完畢拖拽動(dòng)作后重新恢復(fù)到僵直狀態(tài),與肌動(dòng)蛋白分子緊密結(jié)合。DII型肌球蛋白的兩個(gè)馬達(dá)結(jié)構(gòu)域頭部獨(dú)立運(yùn)動(dòng),彼此間無(wú)明顯協(xié)調(diào)性。EII型肌球蛋白每一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)肌球蛋白頭部與細(xì)肌絲緊密結(jié)合的時(shí)間只占總時(shí)間的5%。由于一根細(xì)肌絲同時(shí)與多個(gè)(約50個(gè))肌球蛋白頭部互相作用,因此任意一個(gè)時(shí)間點(diǎn)總有一個(gè)以上的肌球蛋白頭部與細(xì)肌絲緊密相連,使得粗細(xì)肌絲間的滑動(dòng)可以連續(xù)進(jìn)行而不會(huì)因肌球蛋白頭部脫離細(xì)肌絲而回彈。26微管的組成與極性A組成微管的基本結(jié)構(gòu)單元是由兩種非常相似的微管蛋白亞基結(jié)合而成的異源二聚體,叫做αβ-微管蛋白二聚體(αβ-tubulindimer)。Bαβ-微管蛋白二聚體由α微管蛋白(α-tubulin)和β微管蛋白(β-tubulin)首尾相連而成。兩個(gè)亞基內(nèi)部均有一個(gè)核苷酸結(jié)合位點(diǎn)(可與GTP或GDP結(jié)合),但由于構(gòu)象上的因素,只有結(jié)合在β微管蛋白上的GTP可以被水解并在水解后被新的GTP分子所替換,而α微管蛋白上的GTP分子通常情況下不會(huì)被水解。C微管管壁由αβ-微管蛋白二聚體縱向排列而成的原纖絲構(gòu)成,13根原纖絲合攏構(gòu)成中空的微管結(jié)構(gòu)。D微管中所有αβ-微管蛋白二聚體的極性方向都是相同的,指向微管正極端的都是β微管蛋白,指向微管負(fù)極端的都是α微管蛋白。27胞外微管組裝反映的動(dòng)力學(xué)過(guò)程A與胞外微絲組裝反映相似B分為三個(gè)時(shí)期:延遲期,延長(zhǎng)期和穩(wěn)定期C胞外微管組裝反映中也會(huì)出現(xiàn)踏車(chē)行為,但踏車(chē)行為在細(xì)胞內(nèi)幾乎不存在。28核苷酸GTP/GDP在微管組裝中的作用A微管蛋白自身也是一種GTP酶,可以水解與之結(jié)合的GTP分子使之轉(zhuǎn)變?yōu)镚DP,微管蛋白的GTP酶活性只有在其組裝到微管末端之后才開(kāi)始生效。B在游離狀態(tài)下微管蛋白與GTP的親和力遠(yuǎn)高于GDP,與微管蛋白結(jié)合的GDP分子很容易被GTP分子所替換,因此游離狀態(tài)下的微管蛋白攜帶的核苷酸分子以GTP為主。C帶有GTP的微管蛋白更容易發(fā)生聚合反映,帶有GDP的微管蛋白更容易發(fā)生解聚反映。D細(xì)胞中的微管組裝時(shí)新組裝上去的微管蛋白總是攜帶GTP分子的,該GTP分子在停留一段很短的時(shí)間后即被水解為GDP,在水解發(fā)生前新的攜帶GTP的微管蛋白二聚體已經(jīng)在末端聚合,使得整根微管最前端的幾個(gè)微管蛋白總是攜帶GTP的,稱為GTP帽子(GTPcap)。這樣的末端稱為T型末端。E細(xì)胞中微管的去組裝總是發(fā)生在末端微管蛋白攜帶GDP的時(shí)候,這樣的末端定義為D型末端。F細(xì)胞內(nèi)的D型微管末端重要是由于正極端微管在遠(yuǎn)端未能及時(shí)找到起穩(wěn)定作用的微管結(jié)合蛋白或是該微管結(jié)合蛋白因環(huán)境改變而脫落導(dǎo)致的。29微管組裝與去組裝的動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定性(dynamicinstability)A由于構(gòu)象上的顯著差異,D型微管末端的解聚速度遠(yuǎn)大于T型微管末端的解聚速度。因此在正常的細(xì)胞內(nèi)環(huán)境下,D型末端一旦出現(xiàn),該末端將立刻進(jìn)入解聚狀態(tài),解聚速度幾乎是不可逆的,直至整根微管完全消失為止。微管裝配過(guò)程中的這種反映特性稱為動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定性。B細(xì)胞內(nèi)環(huán)境中微管的延伸速度和GTP的水解速度相近,因此細(xì)胞內(nèi)微管的組裝隨時(shí)都有也許因末端微管蛋白的水解而使T型末端轉(zhuǎn)變?yōu)镈型末端,從而進(jìn)入不可逆的解聚狀態(tài)。C帶有GDP的微管蛋白形成的原纖絲具有向外側(cè)彎折的傾向,因此處在組裝過(guò)程中的T型末端由于有GTP帽子保護(hù),其末端是筆直的管狀。而處在去組裝過(guò)程中的D型末端由于失去了GTP帽子保護(hù),其末端的13根原纖絲彼此分離向外側(cè)彎折,這種彎折構(gòu)象更有助于微管的解聚反映。30微管組織中心A細(xì)胞內(nèi)微管的組裝沒(méi)有成核反映階段,所有微管均以微管組織中心為起點(diǎn)開(kāi)始組裝,與微管組織中心相連的總是負(fù)極端,向外延伸的總是正極端。B細(xì)胞內(nèi)的微管組織中心有兩種,分別是中心體和基體。中心體是細(xì)胞內(nèi)微管組裝的組織中心,基體是纖毛或鞭毛內(nèi)微管組裝的組織中心。31中心體結(jié)構(gòu)及功能A中心體由中心粒,中心粒外周物質(zhì)(或中心體基質(zhì)),γ微管蛋白環(huán)狀復(fù)合物三部分組成。中心粒被中心體基質(zhì)包圍,γ微管蛋白環(huán)狀復(fù)合物分布在中心體基質(zhì)表面。Bγ微管蛋白環(huán)狀復(fù)合物是微管組裝的起點(diǎn),該復(fù)合物由γ-微管蛋白(γ-tubulin)及其他輔助蛋白共同裝配而成,其中13個(gè)γ-微管蛋白組成一個(gè)直徑與微管直徑相同的環(huán),游離的αβ-微管蛋白二聚體可以在這個(gè)環(huán)上繼續(xù)組裝形成新的微管。C中心體具有一對(duì)桶裝的中心粒,它們彼此垂直分布,每個(gè)中心粒由9組三聯(lián)體微管?chē)鷶n而成,每一組三聯(lián)體微管中只有一根是完整的,定義為A管,與之相鄰的分別是B管和C管。D間期細(xì)胞的中心體只有一個(gè),總是存在于細(xì)胞核附近。E分裂期細(xì)胞的中心體有兩個(gè),分別存在于細(xì)胞兩極。32細(xì)胞內(nèi)的微管網(wǎng)絡(luò)組織形式A細(xì)胞內(nèi)微管以中心體為中心向四周延伸,形成星型輻射狀微管網(wǎng)絡(luò)。B微管網(wǎng)絡(luò)具有高度的動(dòng)態(tài)性,中心體不間斷地向四周隨機(jī)啟動(dòng)微管的組裝,延伸的微管由于具有動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定性,隨時(shí)都也許丟掉GTP帽子進(jìn)入不可逆的降解狀態(tài),任何時(shí)刻都有一部分微管在延伸,同時(shí)另一部分微管在崩解。C細(xì)胞通過(guò)特殊的微管末端穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(如加帽蛋白)來(lái)保存需要的微管,當(dāng)延伸中的微管末端碰到這種穩(wěn)定結(jié)構(gòu)后其末端就被保護(hù)起來(lái),即使轉(zhuǎn)變?yōu)镈型末端也不會(huì)觸發(fā)解聚反映,微管因此而穩(wěn)定存在。33微管去穩(wěn)定蛋白(stathmin)A微管去穩(wěn)定蛋白通過(guò)自身的磷酸化來(lái)調(diào)控微管的動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定性。B去磷酸化的微管去穩(wěn)定蛋白與兩個(gè)αβ-微管蛋白二聚體相結(jié)合,阻斷其參與微管的組裝,減少了胞內(nèi)游離αβ-微管蛋白二聚體的有效濃度,微管組裝速度變慢,動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定性升高。C磷酸化的微管去穩(wěn)定蛋白喪失了與αβ-微管蛋白二聚體結(jié)合的活性,胞內(nèi)游離αβ-微管蛋白二聚體濃度提高,微管組裝速度加快,動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定性減少。34微管結(jié)合蛋白(MAP)微管結(jié)合蛋白通過(guò)帶正電的微管結(jié)合結(jié)構(gòu)域與帶負(fù)電的微管表面結(jié)合,可以穩(wěn)定微管,調(diào)節(jié)微管網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和功能35MAP2和tau蛋白AMAP2和tau是神經(jīng)元細(xì)胞內(nèi)研究的比較透徹的兩種微管結(jié)合蛋白,兩者的作用都是將平行的微管交聯(lián)成束。BMAP2存在于神經(jīng)元細(xì)胞的胞體和樹(shù)突內(nèi),它的N端結(jié)構(gòu)域較長(zhǎng),由其交聯(lián)的胞體及樹(shù)突微管束的間距較大。Ctau存在于神經(jīng)元細(xì)胞的軸突內(nèi),它的N端結(jié)構(gòu)域較短,由其交聯(lián)的軸突微管束間距較小。36影響微管組裝的特異性藥物A秋水仙素(colchicine)和諾考達(dá)唑(nokodazole):與微管末端的微管蛋白結(jié)合,阻止新的微管蛋白繼續(xù)組裝在該末端。同時(shí)并不影響該末端的解聚??傮w效果是促進(jìn)微管解聚。B紫杉醇(taxol):與微管末端的微管蛋白結(jié)合,阻止其解聚,同時(shí)并不影響該末端的繼續(xù)組裝??傮w效果是穩(wěn)定微管結(jié)構(gòu)。37依賴于微管的馬達(dá)蛋白A依賴于微管的馬達(dá)蛋白有兩種,分別是驅(qū)動(dòng)蛋白(kinesin)和動(dòng)力蛋白(dynein)。B絕大部分驅(qū)動(dòng)蛋白的運(yùn)動(dòng)方向是向微管的正極端,絕大部分動(dòng)力蛋白的運(yùn)動(dòng)方向是向微管的負(fù)極端。38驅(qū)動(dòng)蛋白的結(jié)構(gòu)及種類A驅(qū)動(dòng)蛋白由重鏈和輕鏈組成,重鏈構(gòu)成了頭部馬達(dá)結(jié)構(gòu)域和中部桿狀區(qū),并與輕鏈一同構(gòu)成尾部貨品結(jié)合結(jié)構(gòu)域。B驅(qū)動(dòng)蛋白超家族(kinesinsuperfamilyproteins,KIFs)的成員眾多,可被分為14個(gè)驅(qū)動(dòng)蛋白家族。C按照驅(qū)動(dòng)蛋白馬達(dá)結(jié)構(gòu)域在重鏈氨基酸序列中的位置可將驅(qū)動(dòng)蛋白分為N-驅(qū)動(dòng)蛋白、M-驅(qū)動(dòng)蛋白和C-驅(qū)動(dòng)蛋白。N-驅(qū)動(dòng)蛋白的馬達(dá)結(jié)構(gòu)域在多肽鏈N端,這類蛋白總是向微管正極移動(dòng);M-驅(qū)動(dòng)蛋白的馬達(dá)結(jié)構(gòu)域在多肽鏈的中部,這類蛋白往往結(jié)合在微管的末端,使微管處在不穩(wěn)定狀態(tài),促進(jìn)微管的解聚;C-驅(qū)動(dòng)蛋白的馬達(dá)結(jié)構(gòu)域在多肽鏈的C端,這類蛋白總是向微管負(fù)極方向移動(dòng)。39動(dòng)力蛋白(dynein)的結(jié)構(gòu)及種類A動(dòng)力蛋白是已知馬達(dá)蛋白中分子量最大,移動(dòng)速度最快的。B動(dòng)力蛋白由重鏈、中間鏈、中間輕鏈及輕鏈四部分組成。與微管結(jié)合的馬達(dá)結(jié)構(gòu)域在重鏈上。C胞質(zhì)動(dòng)力蛋白的種類很少,不具有多樣化的貨品辨認(rèn)結(jié)構(gòu)域。在細(xì)胞內(nèi)存在著一類被稱為動(dòng)力蛋白激活蛋白(dynactin)的蛋白復(fù)合物,可以調(diào)節(jié)動(dòng)力蛋白活性并幫助動(dòng)力蛋白辨認(rèn)不同的貨品分子。D動(dòng)力蛋白涉及胞質(zhì)動(dòng)力蛋白(cytoplasmicdynein)和軸絲動(dòng)力蛋白(axonemaldynein)兩大類,胞質(zhì)動(dòng)力蛋白游離在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,軸絲動(dòng)力蛋白只存在于纖毛和鞭毛的軸絲結(jié)構(gòu)中。E胞質(zhì)動(dòng)力蛋白有兩個(gè)家族,分別是Cytoplasmicdynein1heavychain1(Dync1h1)和Cytoplasmicdynein2heavychain1(Dync2h1)。Dync1h1重要負(fù)責(zé)向微管負(fù)極端的胞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn);Dync2h1重要負(fù)責(zé)鞭毛和纖毛內(nèi)的反向物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)。F軸絲動(dòng)力蛋白按其在軸絲中的位置可分為內(nèi)側(cè)動(dòng)力蛋白臂(innerdyneinarm)和外側(cè)動(dòng)力蛋白臂(outerdyneinarm)。40驅(qū)動(dòng)蛋白沿微管運(yùn)動(dòng)的兩種分子模型分別是“步行”(handoverhand)模型和“尺蠖”(inchworm)爬行模型。步行模型中驅(qū)動(dòng)蛋白的兩個(gè)馬達(dá)結(jié)構(gòu)域交替向前移動(dòng)。尺蠖爬行模型中驅(qū)動(dòng)蛋白的兩個(gè)馬達(dá)結(jié)構(gòu)域一個(gè)總在前,另一個(gè)緊隨其后。41驅(qū)動(dòng)蛋白沿微管運(yùn)動(dòng)的步行模型(以驅(qū)動(dòng)蛋白I為代表)A驅(qū)動(dòng)蛋白每一個(gè)馬達(dá)結(jié)構(gòu)域都具有ATP酶活性,包含一個(gè)ATP結(jié)合位點(diǎn)和一個(gè)微管結(jié)合位點(diǎn)。BI型驅(qū)動(dòng)蛋白馬達(dá)結(jié)構(gòu)域沿微管運(yùn)動(dòng)時(shí),每個(gè)運(yùn)動(dòng)周期兩個(gè)馬達(dá)結(jié)構(gòu)域各消耗1分子ATP,整個(gè)驅(qū)動(dòng)蛋白分子移動(dòng)兩步距離,即兩個(gè)微管蛋白二聚體的長(zhǎng)度(約16nm)。CI型驅(qū)動(dòng)蛋白馬達(dá)結(jié)構(gòu)域每一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期可分為三個(gè)階段。1在上一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期結(jié)束后,I型驅(qū)動(dòng)蛋白的兩個(gè)頭部馬達(dá)結(jié)構(gòu)域(以下簡(jiǎn)稱頭部)一前一后排列在微管上。前方頭部沒(méi)有核苷酸,與微管表面緊密結(jié)合,處在低能構(gòu)象;后方頭部具有ADP,不與微管表面結(jié)合,處在高能構(gòu)象。2ATP與前方頭部結(jié)合,觸發(fā)后方頭部的能量釋放,以前方頭部為支點(diǎn)后方頭部前移兩步距離,超過(guò)原本在前方的頭部一步的距離,并恢復(fù)到低能構(gòu)象,與微管緊密結(jié)合。3兩頭部的前后位置互換后,處在后方的頭部水解其中的ATP分子并釋放1分子Pi,使該頭部轉(zhuǎn)換為高能構(gòu)象并與微管表面脫離。同時(shí),處在前方的頭部釋放ADP分子。此時(shí)整個(gè)驅(qū)動(dòng)蛋白分子又恢復(fù)到階段1中的狀態(tài),只是兩個(gè)頭部的位置互換了。4反復(fù)1-3的環(huán)節(jié),兩個(gè)頭部再次互換位置,完畢一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)。DI型驅(qū)動(dòng)蛋白的兩個(gè)馬達(dá)結(jié)構(gòu)域頭部在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中互相協(xié)調(diào),交替前移。EI型驅(qū)動(dòng)蛋白每一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)兩個(gè)馬達(dá)結(jié)構(gòu)域頭部分別占據(jù)總時(shí)間的50%以上,因此整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,微管與驅(qū)動(dòng)蛋白間一直是緊密相連的,使得I型驅(qū)動(dòng)蛋白沿微管的運(yùn)動(dòng)具有可連續(xù)性。這種可連續(xù)性在囊泡運(yùn)送過(guò)程中是必不可少的。42細(xì)胞極化A多細(xì)胞生物體內(nèi)大多數(shù)細(xì)胞具有極性結(jié)構(gòu)。B極性細(xì)胞結(jié)構(gòu)的極化過(guò)程依賴于微管的動(dòng)態(tài)組裝與去組裝。C在細(xì)胞極化方向上有一些可以穩(wěn)定微管末端的蛋白或細(xì)胞結(jié)構(gòu),使得再該方向上的微管可以穩(wěn)定生長(zhǎng)而不發(fā)生降解,從而推動(dòng)極化結(jié)構(gòu)的形成。43膜性細(xì)胞器運(yùn)送A在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)部的物質(zhì)運(yùn)送重要依賴于微管系統(tǒng)。B通過(guò)微管系統(tǒng)運(yùn)送的物質(zhì)重要以囊泡的形式存在。C向微管正極方向的運(yùn)送重要由驅(qū)動(dòng)蛋白來(lái)完畢。向微管負(fù)極方向的運(yùn)送重要由胞質(zhì)動(dòng)力蛋白來(lái)完畢。44內(nèi)質(zhì)網(wǎng)小管及高爾基體的定位A內(nèi)質(zhì)網(wǎng)小管從細(xì)胞核膜延伸而出,遍布整個(gè)細(xì)胞質(zhì)區(qū)域。B高爾基體總是出現(xiàn)在細(xì)胞核附近,緊鄰中心體。C內(nèi)質(zhì)網(wǎng)小管的定位是由驅(qū)動(dòng)蛋白沿微管正極方向拖拽內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)的。D高爾基體的定位是由胞質(zhì)動(dòng)力蛋白沿微管負(fù)極方向拖拽高爾基體膜結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)的。E破壞細(xì)胞內(nèi)微管系統(tǒng)后,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)小管回縮到細(xì)胞核膜附近,高爾基體分解成許多小的囊泡狀結(jié)構(gòu)分散到細(xì)胞質(zhì)中。微管系統(tǒng)修復(fù)后內(nèi)質(zhì)網(wǎng)小管和高爾基體的定位也隨之恢復(fù)。45“9+2”型纖毛的結(jié)構(gòu)A纖毛(cilia)和鞭毛(flagellae)是由質(zhì)膜包圍,突出于細(xì)胞表面,由微管和動(dòng)力蛋白等構(gòu)成的高度特化的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。B纖毛和鞭毛內(nèi)部是由微管及其他附屬蛋白組裝而成的軸絲,軸絲從細(xì)胞皮層內(nèi)的基體發(fā)出。C基體結(jié)構(gòu)與中心粒結(jié)構(gòu)基本相同,由九組三聯(lián)體微管?chē)鷶n而成。其中A管和B管向上延伸構(gòu)成軸絲的二聯(lián)體微管,C管只存在于基體中。D軸絲由基體延伸出來(lái)的九組二聯(lián)體微管?chē)鷶n而成,在中間還具有兩根由中央鞘包圍著的中央微管。中央鞘與外圍九組二聯(lián)微管間由放射輻(radialspoke)相連,相鄰二聯(lián)微管間由連接蛋白(nexin)相連,每組二聯(lián)微管都有兩條動(dòng)力蛋白臂(dyneinarm)從A管伸出,分別位于軸絲的內(nèi)側(cè)和外側(cè),他們?cè)诶w毛和鞭毛彎曲運(yùn)動(dòng)時(shí)與相鄰二聯(lián)體微管的B管發(fā)生互相作用。46纖毛的組裝纖毛的形成分為四個(gè)階段1從高爾基體上分離出來(lái)的膜泡形成中心粒膜泡(centriolarvesicle,CV),包裹在成熟的母中心粒的頂端,一些中心體蛋白從母中心粒頂端移除。2母中心粒開(kāi)始延伸并獲取成為基體所需的附屬結(jié)構(gòu),初生軸絲開(kāi)始顯現(xiàn),CV因新的膜泡不斷融合而變大,最終成為次級(jí)中心粒膜泡(secondarycentriolarvesicle,SCV)。3母中心粒隨同SCV向質(zhì)膜下遷移,到達(dá)纖毛或鞭毛組裝位點(diǎn)后SCV與質(zhì)膜融合形成環(huán)狀結(jié)構(gòu),稱為纖毛或鞭毛項(xiàng)鏈。4在纖毛或鞭毛內(nèi)物質(zhì)運(yùn)送系統(tǒng)的介導(dǎo)下,纖毛或鞭毛進(jìn)一步裝配并延長(zhǎng)。47纖毛和鞭毛內(nèi)的雙向物質(zhì)運(yùn)送A纖毛和鞭毛結(jié)構(gòu)的組裝和維持依賴于其內(nèi)部的雙向物質(zhì)運(yùn)送系統(tǒng)。B纖毛和鞭毛內(nèi)的雙向物質(zhì)運(yùn)送系統(tǒng)由鞭毛內(nèi)運(yùn)送系統(tǒng)(intraflagellartransport,IFT)復(fù)合物介導(dǎo)完畢。CIFT復(fù)合物B從胞體向纖毛和鞭毛頂端的運(yùn)送指向微管的正極方向,由驅(qū)動(dòng)蛋白II協(xié)助完畢。DIFT復(fù)合物A從纖毛和鞭毛頂端向胞體的運(yùn)送指向微管的負(fù)極方向,由胞質(zhì)動(dòng)力蛋白Dync2h1協(xié)助完畢。48纖毛和鞭毛的運(yùn)動(dòng)機(jī)制A與軸絲二聯(lián)體微管A管相連的軸絲動(dòng)力蛋白在被激活后延相鄰二聯(lián)體微管B管向微管負(fù)極滑動(dòng)。B相鄰二聯(lián)體微管的互相滑動(dòng)因連接蛋白的阻礙而無(wú)法實(shí)現(xiàn),滑動(dòng)力因此轉(zhuǎn)化為軸絲的扭動(dòng)力,使纖毛或鞭毛發(fā)生局部彎曲運(yùn)動(dòng)。C纖毛或鞭毛的彎曲一方面發(fā)生在基部,由于這里的動(dòng)力蛋白一方面被活化。隨著軸絲上的動(dòng)力蛋白依次被活化或者失活,彎曲有規(guī)律地沿著軸絲向頂端傳播。D纖毛較短,形成的是水平的劃動(dòng)。鞭毛較長(zhǎng),形成的是蛇形的擺動(dòng)。49中間絲的重要類型A不同來(lái)源的組織細(xì)胞表達(dá)不同類型的中間絲蛋白。中間絲蛋白可分為6種重要類型。(I-VI)B角蛋白(I型和II型)重要存在于上皮細(xì)胞中。C波形蛋白及相關(guān)蛋白(III型)重要存在于連接組織、肌肉細(xì)胞和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)。D神經(jīng)中間絲蛋白(IV型和VI型)重要存在于神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)。E核纖層蛋白(V型)重要存在于核纖層內(nèi)。50中間絲蛋白的分子結(jié)構(gòu)A不同種類的中間絲蛋白有非常相似的二級(jí)結(jié)構(gòu)。B中間絲蛋白由中部桿狀區(qū)、N端頭部、C端頭部三部分組成。C桿狀區(qū)在氨基酸序列上高度保守,其結(jié)構(gòu)以α螺旋為主,α螺旋被三段β片層結(jié)構(gòu)分隔為四個(gè)亞區(qū),β片層L12將α螺旋分為螺旋1和螺旋2。螺旋1和2又分別被β片層L1和L2分為1A、1B、2A、2B四個(gè)亞區(qū)。D桿狀區(qū)α螺旋的氨基酸序列嚴(yán)格按照7個(gè)氨基酸一組反復(fù)排列,形成一個(gè)疏水性溝槽,在二聚體組裝時(shí)發(fā)揮作用。EN端和C端頭部區(qū)域序列在不同中間絲蛋白間變化很大,是中間絲與其他中間絲或細(xì)胞結(jié)構(gòu)間互相作用的重要部位,決定了中間絲在細(xì)胞內(nèi)的功能。51中間絲的組裝A中間絲由中間絲蛋白聚合而成,沒(méi)有核苷酸的參與,其主干部分重要由桿狀區(qū)構(gòu)成。N端和C端頭部暴露在中間絲表面。B中間絲組裝過(guò)程共分為四個(gè)階段:1兩個(gè)中間絲蛋白單體通過(guò)桿狀區(qū)以同向平行排列的形式形成雙股螺旋的二聚體。2兩個(gè)二聚體以反相平行和半分子交錯(cuò)的形式形成四聚體。四
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