關(guān)于細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)第1頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五微絲（Microfilament）微管中間纖維第2頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五概述第3頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五微絲：羅丹明標(biāo)記的鬼筆環(huán)肽染色（紅色）微管：熒光素標(biāo)記的抗微管蛋白的抗體顯示（綠色）第4頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五第一節(jié)微管一、微管的結(jié)構(gòu)二、微管結(jié)合蛋白三、微管的裝配四、微管的功能退出首頁CytoskeletonandCellMovement第七章細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)第5頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五第6頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五一、微管的形態(tài)結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成1.微管的化學(xué)組成主要為微管蛋白（tubulin）包括α-微管蛋白、β-微管蛋白和γ-微管蛋白2.微管的形態(tài)中空小管，內(nèi)徑約15nm，壁厚約5nm第7頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五3.微管的分子結(jié)構(gòu)α-微管蛋白和β-微管蛋白構(gòu)成的異二聚體是微管基本單位γ-微管蛋白位于微管組織中心第8頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五4.微管的動(dòng)態(tài)性動(dòng)態(tài)性:能很快的組裝和解聚,細(xì)胞內(nèi)這2種狀態(tài)是不斷發(fā)生的。第9頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五5.微管的極性兩端的增長速度和組裝速度不同,(+)端：β-管蛋白(－)端：α-管蛋白第10頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五6.微管在細(xì)胞中存在的形式單管（Singlet):二聯(lián)管（doublet):纖毛和鞭毛的微管三聯(lián)管（triplet):中心粒微管第11頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五第12頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五3.微管結(jié)合蛋白的功能調(diào)節(jié)微管的裝配增加微管的穩(wěn)定性和強(qiáng)度在細(xì)胞內(nèi)沿微管轉(zhuǎn)運(yùn)囊泡和顆粒作為細(xì)胞外信號(hào)的靶位點(diǎn)參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第13頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五三、微管的裝配微管的組裝可分三個(gè)過程：成核期（nucleationphase）管蛋白聚合成短的寡聚體（核心）片狀微管。聚合期（polymerizationphase）聚合速度大于解聚速度。穩(wěn)定期（steadystatephase）聚合速度等于解聚速度（游離管蛋白達(dá)到臨界濃度）。退出首頁CytoskeletonandCellMovement第七章細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)除了特化細(xì)胞的微管外，大多數(shù)微管都是不穩(wěn)定的，能夠很快地組裝或去組裝。第14頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五1.微管組織中心(microtubuleorganizingcenter,MTOC)微管形成的核心位點(diǎn)，微管的組裝由此開始。常見的微管組織中心為中心體和纖毛的基體。幫助細(xì)胞質(zhì)中的微管在裝配過程中成核，接著微管從微管組織中心開始生長。2.γ-管蛋白

γ蛋白一般形成γ-管蛋白環(huán)形復(fù)合體，它可刺激微管核心形成，并包裹微管蛋白的負(fù)端防止微管蛋白的摻入。(一)微管裝配的起始點(diǎn)是微管組織中心退出首頁CytoskeletonandCellMovement第15頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五3.中心體(centrosome)⑴中心體的結(jié)構(gòu)中心體位于細(xì)胞核的附近，在細(xì)胞有絲分裂時(shí)位于細(xì)胞的兩極，中心體包括兩個(gè)中心粒和中心粒旁物質(zhì)。它是細(xì)胞內(nèi)重要的微管組織中心。周圍基質(zhì)⑵中心體的功能是細(xì)胞中決定微管形成的一種細(xì)胞器，它與細(xì)胞的有絲分裂關(guān)系密切，主要參與紡綞體的形成。退出首頁CytoskeletonandCellMovement第16頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五3.中心體(centrosome)周圍基質(zhì)

中心體結(jié)構(gòu)模式圖退出首頁CytoskeletonandCellMovement第17頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五微管蛋白在中心體上的聚合退出首頁CytoskeletonandCellMovement第七章細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)第18頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五在適當(dāng)?shù)那闆r下，微管可以在體外組裝。微管組裝以非穩(wěn)態(tài)動(dòng)力學(xué)模型為主，其中微管蛋白濃度和GTP是重要的調(diào)節(jié)微管組裝的物質(zhì)。管蛋白濃度高微管聚合管蛋白濃度低、GTP水解微管解聚(二)微管的體外裝配退出首頁CytoskeletonandCellMovement第19頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五

微管在細(xì)胞中的組裝主要是在γ-管蛋白環(huán)形復(fù)合體，它位于微管組織中心，是集結(jié)異二聚體的核心，微管從此生長和延長。它與微管的負(fù)端結(jié)合，而使負(fù)端穩(wěn)定。(三)微管的體內(nèi)裝配退出首頁CytoskeletonandCellMovement第20頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五GTP濃度、溫度、壓力、pH值（6.9）、離子濃度（Mg2+、無Ca2+）、微管蛋白臨界濃度、藥物等。(四)影響微管裝配的因素秋水仙素、長春新堿抑制微管裝配。紫杉醇能促進(jìn)微管的裝配,并使已形成的微管穩(wěn)定。藥物因素常見影響因素退出首頁CytoskeletonandCellMovement第21頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五四、微管的功能

微管具有一定的強(qiáng)度，能夠抗壓和抗彎曲，給細(xì)胞提供機(jī)械支持力，是支撐和維持細(xì)胞形狀的主要物質(zhì)。(一)支持和維持細(xì)胞的形態(tài)退出首頁CytoskeletonandCellMovement第22頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五在電鏡下可見中心粒由9組三聯(lián)微管組成，中央無微管（9X3+0）。在細(xì)胞間期，中心體組織形成胞質(zhì)微管，在細(xì)胞分裂期，參與紡錘體的形成。(二)參與中心粒、纖毛和鞭毛的形成1.中心粒和中心粒旁物質(zhì)構(gòu)成中心體退出首頁CytoskeletonandCellMovement中心粒模式圖和電鏡照片第23頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五2.纖毛與鞭毛：9×2＋2結(jié)構(gòu)A.纖毛橫切電鏡照片B.纖毛結(jié)構(gòu)示意圖纖毛的結(jié)構(gòu)退出首頁CytoskeletonandCellMovement第24頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞器移動(dòng)和胞質(zhì)中的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)都和微管有著密切的關(guān)系，具體功能由馬達(dá)蛋白來完成。馬達(dá)蛋白是指介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)沿細(xì)胞骨架運(yùn)輸?shù)牡鞍?。主要分三大類?/p>

動(dòng)力蛋白(cytoplasmicdynein)

驅(qū)動(dòng)蛋白(kinesin)

肌球蛋白(myosin)

(三)參與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸將物質(zhì)沿微管運(yùn)輸將物質(zhì)沿微絲運(yùn)輸退出首頁CytoskeletonandCellMovement第七章細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)第25頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五

驅(qū)動(dòng)蛋白：沿微管由負(fù)端向正端移動(dòng)2.運(yùn)輸方式：相反

1.結(jié)構(gòu)：具有ATP酶活性，水解ATP產(chǎn)生能量與微管結(jié)合

尾部——與被轉(zhuǎn)運(yùn)組分結(jié)合兩個(gè)球形頭部退出首頁CytoskeletonandCellMovement

動(dòng)力蛋白：沿微管由正端向負(fù)端移動(dòng)微管驅(qū)動(dòng)蛋白與動(dòng)力蛋白第26頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五沿微管運(yùn)輸?shù)鸟R達(dá)蛋白退出首頁CytoskeletonandCellMovement第七章細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)第27頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五神經(jīng)軸突中沿微管的轉(zhuǎn)運(yùn)

紅色：驅(qū)動(dòng)蛋白

藍(lán)色：動(dòng)力蛋白運(yùn)輸分泌小泡間期參與細(xì)胞器

的定位與轉(zhuǎn)運(yùn)

退出首頁CytoskeletonandCellMovement第七章細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)第28頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五(四)維持細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器的定位和分布微管及其相關(guān)的馬達(dá)蛋白在真核細(xì)胞內(nèi)的膜性細(xì)胞器的定位上起著重要作用。

線粒體的分布與微管相伴隨；

游離核糖體附著于微管和微絲的交叉點(diǎn)上；

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)沿微管在細(xì)胞質(zhì)中展開分布；

高爾基體沿微管向核區(qū)牽拉，定位于細(xì)胞中央。退出首頁CytoskeletonandCellMovement第七章細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)第29頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五細(xì)胞器依靠微管在細(xì)胞內(nèi)定位（A）一個(gè)細(xì)胞中典型的微管（綠色）、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（藍(lán)色）和高爾基體（黃色）的分布方式。

細(xì)胞核為褐色，中心體為淺綠色。（B）細(xì)胞經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)抗體染色（上圖）和微管抗體染色（下圖）。馬達(dá)蛋白沿著微管將內(nèi)質(zhì)

網(wǎng)向外牽拉。（C）細(xì)胞經(jīng)高爾基抗體染色（上圖）和微管抗體染色（下圖）。馬達(dá)蛋白將高爾基體向內(nèi)

側(cè)移動(dòng)到鄰近中心體的位置。退出首頁CytoskeletonandCellMovement第七章細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)第30頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五第31頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五

第二節(jié)微絲一、肌動(dòng)蛋白與微絲的結(jié)構(gòu)二、微絲結(jié)合蛋白及其功能三、微絲的裝配四、微絲的功能退出首頁CytoskeletonandCellMovement第七章細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)第32頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五圖示：上皮細(xì)胞的微絲細(xì)胞核：黃色；微絲：紅色；形態(tài)：束狀或網(wǎng)狀第33頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五一、微絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成1.微絲的形態(tài)電鏡下是細(xì)絲狀實(shí)心纖維，直徑5-8nm2.微絲的組成及結(jié)構(gòu)肌動(dòng)蛋白（actin)纖維以右手螺旋纏繞而成的纖維3.微絲的極性

生長快的正端（plusend），生長慢的負(fù)端（minusend）第34頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五4.肌動(dòng)蛋白的結(jié)構(gòu)第35頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五二、微絲結(jié)合蛋白是一類對纖維狀肌動(dòng)蛋白的結(jié)構(gòu)和行為起調(diào)節(jié)作用，與微絲的組裝及功能有關(guān)的蛋白質(zhì)。主要的類型及其相應(yīng)功能：第36頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五三、微絲的裝配成核期：微絲組裝的限速過程。聚合期：肌動(dòng)蛋白在核心兩端聚合，正端快，負(fù)端慢。穩(wěn)定期：聚合速度與解離速度達(dá)到平衡。(一)微絲的組裝過程分為三個(gè)階段退出首頁CytoskeletonandCellMovement第37頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五(二)微絲組裝的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)微絲的組裝可用踏車模型和非穩(wěn)態(tài)動(dòng)力學(xué)模型來解釋。目前認(rèn)為踏車模型在微絲組裝過程中可能起主導(dǎo)作用。退出首頁CytoskeletonandCellMovement第七章細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)當(dāng)G-actin達(dá)到一定濃度時(shí)，微絲出現(xiàn)一端因加G-actin單體而延長，另一端因單體的解離而縮短，肌動(dòng)蛋白絲的凈長度不變。

肌動(dòng)蛋白的踏車行為

1.踏車模型+-第38頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五2.非穩(wěn)態(tài)動(dòng)力學(xué)模型

該模型認(rèn)為ATP是調(diào)節(jié)微絲組裝的主要因素，主要調(diào)節(jié)微絲組裝的生長期。ATP-肌動(dòng)蛋白：對纖維狀肌動(dòng)蛋白末端的親和力高，

使微絲蛋白纖維延長。ADP-肌動(dòng)蛋白：對纖維狀末端的親和力低，易脫落，

使微絲蛋白纖維縮短。ATP-肌動(dòng)蛋白濃度與其聚合速度呈正比。退出首頁CytoskeletonandCellMovement第39頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五(三)影響微絲組裝的因素1.G-肌動(dòng)蛋白臨界濃度；2.含有ATP、Ca2+及低濃度Na+、K+：

微絲解聚成肌動(dòng)蛋白單體；

在Mg2+和高濃度Na+、K+：肌動(dòng)蛋白單體裝配成微絲。3.藥物因素細(xì)胞松弛素B(cytochalasinB)：抑制微絲的聚合，對微管無作用。鬼筆環(huán)肽(phalloidin)：同聚合的微絲結(jié)合后，抑制微絲的解體。退出首頁CytoskeletonandCellMovement第40頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五四、微絲的功能(一)構(gòu)成細(xì)胞的支架，維持細(xì)胞形態(tài)培養(yǎng)的上皮細(xì)胞中的應(yīng)力纖維（微絲紅色、微管綠色）退出首頁CytoskeletonandCellMovementA.微絨毛；B.細(xì)胞質(zhì)中的收縮束；C.運(yùn)動(dòng)細(xì)胞前緣的片狀偽足和絲狀偽足；D.細(xì)胞分裂時(shí)的收縮環(huán)第41頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五第42頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五（四）參與肌肉的收縮骨骼肌收縮的基本結(jié)構(gòu)單位－－肌小節(jié)肌小節(jié)的主要成分是肌原纖維第43頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五CytoskeletonandCellMovement肌肉收縮的原理——滑動(dòng)絲模型。肌肉的收縮是由于粗肌絲（肌球蛋白）與細(xì)肌絲之間相互滑動(dòng)的結(jié)果。粗肌絲上伸出的橫橋與相鄰細(xì)肌絲連接，在肌細(xì)胞收縮時(shí)，橫橋可推動(dòng)細(xì)絲（肌動(dòng)蛋白）與粗絲（肌球蛋白）的滑行。第44頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五第45頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五

第三節(jié)中間纖維一、中間纖維的結(jié)構(gòu)和類型二、中間纖維的裝配和調(diào)節(jié)三、中間纖維的功能CytoskeletonandCellMovement第46頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五第47頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五一、中間纖維的結(jié)構(gòu)和類型(一)中間纖維是絲狀蛋白多聚體中間纖維蛋白的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：一個(gè)α螺旋的中間區(qū)，兩側(cè)是球形的N端和C端；中間區(qū)4個(gè)α螺旋結(jié)構(gòu)比較保守，N端和C端高度可變。組成中間纖維的基本單位——中間纖維蛋白。退出首頁N第七章細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)C第48頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五(二)中間纖維的類型根據(jù)中間纖維氨基酸序列的相似性可分六類：酸性角蛋白；中性/堿性角蛋白；波形蛋白神經(jīng)絲蛋白核纖層蛋白神經(jīng)[上皮]干細(xì)胞蛋白退出首頁CytoskeletonandCellMovement上皮細(xì)胞間充質(zhì)來源的細(xì)胞神經(jīng)元各種類型的細(xì)胞中樞神經(jīng)干細(xì)胞第49頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五⑴角蛋白纖維（keratinfilament）第50頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五（2）神經(jīng)元纖維（neurofilament）第51頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五（3）神經(jīng)膠質(zhì)纖維（neuroglialfilament）

中間纖維的分布具有嚴(yán)格組織特異性。這一點(diǎn)已經(jīng)被應(yīng)用于腫瘤臨床鑒別診斷，以鑒別腫瘤細(xì)胞的組織來源。第52頁，共59頁，2023年，2月20日，星期五二、中間纖維的裝配和調(diào)節(jié)兩個(gè)平行排列的中間纖維蛋白分子形成螺旋狀的二聚體；由兩個(gè)二聚體反向-平行排列成一個(gè)四聚體；兩個(gè)四聚體組裝成一個(gè)八聚體；八個(gè)四聚體組裝成中間纖維。1.裝配中間纖維的裝配模型

中間纖維兩端是對稱的，不具有極性。退出首頁CytoskeletonandCellMovement