1Chapter8cytoskeleton

細胞骨架當前1頁，總共59頁。2當前2頁，總共59頁。Nucleus

microtubulesmicrofilaments3當前3頁，總共59頁。Nucleus

Microfilaments

intermediatefilaments4當前4頁，總共59頁。NucleusMicrofilamentsmitochondria5當前5頁，總共59頁。NucleusMicrofilaments

Golgicomplex6當前6頁，總共59頁。Nucleus

Microfilamentsperoxisome7當前7頁，總共59頁。8微管組裝的基本單位——微管蛋白當前8頁，總共59頁。9單管：微管管壁由13條原纖維包圍而成。纖毛、鞭毛中心粒、基體當前9頁，總共59頁。10當前10頁，總共59頁。微管體外組裝——“踏車現(xiàn)象”當前11頁，總共59頁。第二節(jié)

微絲(Microfilament，MF)12當前12頁，總共59頁。13微絲組成微絲（Microfilament，MF），又稱肌動蛋白纖維（Actinfilament），是指真核細胞中由肌動蛋白（actin）組成，呈雙股螺旋狀，直徑為7nm的骨架纖維，主要分布在細胞質(zhì)膜內(nèi)側(cè)。37nm當前13頁，總共59頁。14微絲(Microfilament，MF)一、組成成分——肌動蛋白二、微絲結(jié)構(gòu)與組裝三、微絲結(jié)合蛋白四、微絲的功能五、藥物對微絲的影響當前14頁，總共59頁。15

為微絲的基本組成成分分類：α-、β-和γ-肌動蛋白真核細胞中含量最豐富，不同物種中最為保守的蛋白質(zhì)之一在裂口處有一個ATP結(jié)合位點

一、肌動蛋白(actin)

當前15頁，總共59頁。16exchange

ofATPforADPATP→ADP+Pi。TheG-actincanexchangeboundADPforATP.

當前16頁，總共59頁。17肌動蛋白存在方式游離狀態(tài)—球狀肌動蛋白（globularactin,G-actin)微絲中—纖維狀肌動蛋白（filamentousactin,F-actin)，由球狀肌動蛋白組成G-actinF-actinG-actin與F-actin之間可以相互轉(zhuǎn)換。當前17頁，總共59頁。18二、微絲的結(jié)構(gòu)兩條肌動蛋白單鏈盤繞而成的雙螺旋結(jié)構(gòu)，直徑約7nm，螺距為37nm。當前18頁，總共59頁。19肌動蛋白與微絲均有極性肌動蛋白分子具有極性，有氨基和羧基的暴露一端為正端（plusend），另一端則為負端（minusend）。裝配時呈頭尾相連，故微絲也有極性。當前19頁，總共59頁。20三、微絲的組裝裝配過程:成核(nucleation)、延伸(elongation)、穩(wěn)定狀態(tài)(steadystate)。1、成核期（Nucleationphase)

–

限速過程，又稱延遲期。二聚體（不穩(wěn)定）三聚體（核心形成）當前20頁，總共59頁。21ATP-actin和ADP-actinATP-actin易于聚合，ATP-actin濃度與其聚合速度成正比，聚合到微絲上后水解為ADP-actin，ADP-actin易于從微絲上解聚下來。當前21頁，總共59頁。22生長期（Growthphase)2、ATP-actin濃度高時，微絲兩端都加ATP-actin，正極-聚合快，負極-聚合慢，這樣在正極ATP-actin聚合的速度大于水解成ADP-actin的速度，形成ATP帽。負極-聚合慢，不形成ATP帽。這樣微絲延長。

當前22頁，總共59頁。23動態(tài)平衡（steadystate

）3、ATP-actin濃度下降到一定的臨界值，在正極聚合速度下降，仍在延長。而在負極聚合速度更慢，小于水解成ADP-actin的速度，ADP-actin暴露，負極解聚，并且負極解聚速度等于正極聚合速度，微絲長度不變。當前23頁，總共59頁。24踏車現(xiàn)象(Treadmilling)當添加到正極的肌動蛋白分子速率=從負極上失去的速率，此過程稱為肌動蛋白踏車現(xiàn)象(Treadmilling)當前24頁，總共59頁。25去組裝——微絲縮短

ATP-actin濃度較低時，在正極聚合速度小于水解速度，此時ATP-actin帽子不存在了，ADP-actin在正端暴露，正極也快速解聚，微絲縮短。當前25頁，總共59頁。26體內(nèi)組裝的特點體內(nèi)裝配時，微絲呈現(xiàn)出動態(tài)不穩(wěn)定性，主要取決于游離的G-actin單體濃度與F-actin結(jié)合的ATP水解速度之間的關(guān)系。--ATP-actin:對纖維末端的親和力高，使纖維延長；--當ATP水解為ADP+Pi，ATP-actin→ADP-actin--ADP-actin對纖維末端的親和力低，易脫落，使纖維縮短。ATP帽:--ATP-actin濃度與其聚合速度成正比，當ATP-actin濃度高時,形成一連串的ATP-actin，被稱為ATP帽；后部為ADP-actin。ADP-actin從F-actin脫落后，其ADP可被ATP置換，重新參加聚合。當前26頁，總共59頁。27微管達因蛋白：

微絲組裝中的ATP的作用A.ATP-actin高濃度時ATP-cap形成B.ATP-actin低濃度時ATP-cap消失當前27頁，總共59頁。28四、微絲結(jié)合蛋白微絲結(jié)合蛋白影響微絲的形態(tài)、功能、組裝和去組裝，還能控制與其他細胞器的鏈接當前28頁，總共59頁。（一）肌動蛋白單體結(jié)合蛋白

控制細胞內(nèi)未聚合的肌動蛋白數(shù)量，同時也控制著結(jié)合到肌動蛋白上的核苷轉(zhuǎn)換（二）肌動蛋白纖維加帽蛋白與肌動蛋白纖維的倒刺端或突出端結(jié)合，抑制亞單位聚合和解聚（三）切斷肌動蛋白纖維的蛋白（四）肌動蛋白纖維交聯(lián)蛋白

交聯(lián)蛋白有兩個肌動蛋白結(jié)合位點，能連接纖維并穩(wěn)定其組裝。當前29頁，總共59頁。30（五）側(cè)面蛋白

側(cè)面結(jié)合蛋白穩(wěn)定肌動纖維，并調(diào)節(jié)和肌球蛋白的相互作用（六）銜接子蛋白（adapterprotein)

動物和真菌細胞利用多結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)作為肌動蛋白和其他蛋白（特別是Rho家族的小GTP結(jié)合蛋白和其他信號蛋白）的銜接子蛋白，如WASP和VASP當前30頁，總共59頁。31五、微絲的功能（一）維持細胞形態(tài)（二）與細胞運動有關(guān)（三）胞質(zhì)分裂（四）參與肌肉收縮（五）參與受精作用（六）參與物質(zhì)運輸當前31頁，總共59頁。32

細胞皮層（cellcortex）細胞膜下由微絲和各種微絲結(jié)合蛋白組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。具有很高的動態(tài)性，與肌動蛋白一起為細胞膜提供強度和韌度，維持細胞的形態(tài)。帶狀橋粒、微絨毛（一）維持細胞形態(tài)當前32頁，總共59頁。33

（二）與細胞移動有關(guān)如胞質(zhì)環(huán)流阿米巴運動，變皺運動當前33頁，總共59頁。34當前34頁，總共59頁。35

（三）胞質(zhì)分裂胞質(zhì)分裂的結(jié)構(gòu)

模式圖當前35頁，總共59頁。36（四）參與肌肉收縮當前36頁，總共59頁。37（五）參與受精作用當前37頁，總共59頁。38

（六）參與物質(zhì)運輸當前38頁，總共59頁。39當前39頁，總共59頁。六、藥物對微絲的影響細胞松弛素B（CytochalasinsB）：破壞微絲，結(jié)合在微絲末端阻抑肌動蛋白聚合。鬼筆環(huán)肽（Phalloidin）：抑制解聚，與微絲有強親合力，使肌動蛋白纖維穩(wěn)定。當前40頁，總共59頁。41

第三節(jié)中間纖維(intermediatefilament)當前41頁，總共59頁。42中間纖維的結(jié)構(gòu)模式圖中間纖維在胞質(zhì)中形成一網(wǎng)狀支架，賦予細胞強大的機械強度，維持細胞的形態(tài)堅固和功能，對細胞的生命活動有重要意義。當前42頁，總共59頁。43

上皮中的角質(zhì)纖維當前43頁，總共59頁。44中間纖維一、中間纖維的分子結(jié)構(gòu)二、中間纖維的類型三、中間纖維的組裝和動態(tài)四、中間纖維在特異性細胞中的表達五、中間纖維的分布和功能當前44頁，總共59頁。45一、中間纖維的分子結(jié)構(gòu)

兩端是高度可變的非螺旋頭部和尾部

桿狀結(jié)構(gòu)域，由310個卷曲螺旋殘基組成。由3個非螺旋區(qū)隔開當前45頁，總共59頁。46一.中間纖維的分子結(jié)構(gòu)平行且對齊反向平行四聚體（原絲）進一步組裝橫切面上中間纖維有32個蛋白單體當前46頁，總共59頁。47二、中間纖維的類型

纖維類型蛋白亞基細胞定位組織來源角蛋白纖維角蛋白，19-22種多肽細胞質(zhì)上皮細胞波形纖維波形纖維蛋白，一種多肽細胞質(zhì)間質(zhì)細胞和中胚層來源的細胞結(jié)蛋白纖維結(jié)蛋白，一種多肽細胞質(zhì)肌細胞神經(jīng)元纖維神經(jīng)元纖維蛋白，三種多肽細胞質(zhì)神經(jīng)元神經(jīng)膠質(zhì)纖維膠質(zhì)纖維酸性蛋白，一種多肽細胞質(zhì)神經(jīng)膠質(zhì)細胞核纖層核纖層蛋白（lamina、、），細胞核大部分細胞當前47頁，總共59頁。48膠質(zhì)纖維酸性蛋白（gliafibrillaryacidicprotein，GFAP）

當前48頁，總共59頁。49三、中間纖維的組裝和穩(wěn)定性helicalarrayoftetramers,madeupof8protofilamentsor16heterodimerstwotetramerspackedtogether當前49頁，總共59頁。50中等纖維的組裝各型IF的蛋白分子，先以平行且相互對齊的方式形成雙股超螺旋二聚體(coiled-coildimer)二聚體再以反向平行的方式組裝成四聚體(tetromer)，決定了中等纖維無極性。四聚體是中等纖維的基本結(jié)構(gòu)單位，首尾相接形成原纖維。8根原纖維相互纏圍攏，形成中等纖維。因此在中等纖維的橫斷面可見32個蛋白單體。當前50頁，總共59頁。51中間纖維的穩(wěn)定性

IF的化學組成非常穩(wěn)定，可以抵抗極端溫度、高鹽和去垢劑的溶解作用IF蛋白亞單位的磷酸化會對多聚體的組裝和動態(tài)變化產(chǎn)生很大的影響磷酸化增加神經(jīng)纖維蛋白的穩(wěn)定性當前51頁，總共59頁。52四、中間纖維在特殊細胞中的表達

不同類型的中間纖維嚴格地分布在不同類型的細胞中,可以根據(jù)中間纖維的種類區(qū)分:癌:細胞角質(zhì)蛋白;肌肉瘤:結(jié)蛋白；非肌肉瘤：波形纖維蛋白；神經(jīng)膠質(zhì)瘤：神經(jīng)膠質(zhì)纖維酸性蛋白；當前52頁，總共59頁。53五、中間纖維的分布和功能(一)中間纖維提供細胞的機械強度作用(二).中間纖維維持細胞和組織完整性的作用(三).中間纖維與DNA復(fù)制有關(guān)當前53頁，總共59頁。54在細胞內(nèi)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)維持細胞器的空間定位增強細胞的機械強度(一)中間纖維提供細胞的機械強度作用當前54頁，總共59頁。55(二)中間纖維維持細胞和組織完整性的作用

中間纖維結(jié)構(gòu)破壞,細胞連接破裂當前55頁，總共59頁。56(二)中間纖維維持細胞

和組織完整性的作用遺傳性疾病單純性大泡性表皮松懈癥:表達有缺陷的細胞角質(zhì)蛋白,輕微擠壓使基底細胞破壞,出現(xiàn)水皰當前56頁，總共59頁。核纖層蛋白在其它蛋白的協(xié)助下,與染色體結(jié)合,結(jié)合點可能是核基質(zhì)粘附點,DNA復(fù)制位點和端粒

(三)中間纖維與DNA復(fù)制有關(guān)當前