细胞生物学 06 细胞骨架与细胞运动(辛华)PPT.ppt

肌动蛋白和微丝的结构模式图 A.G-肌动蛋白三维结构; B.F-肌动蛋白分子模型; C. F-肌动蛋白电镜照片 二、肌动蛋白结合蛋白(actin-binding protein） 是细胞内存在的一大类能与肌动蛋白单体或肌动 蛋白纤维结合的、能改变其特性的蛋白 。 按其功能可分为三大类： ①与F-肌动蛋白的聚合有关的蛋白； ②与微丝结构有关的蛋白； ③与微丝收缩有关的蛋白 ； 肌动蛋白结合蛋白功能示意图 三、微丝的组装 当溶液中含有ATP、Mg2+以及较高浓度的K+或 Na+时，G-肌动蛋白可自组装成F-肌动蛋白； 当溶液中含有适当浓度的Ca2+以及低浓度的Na+、 K+时，肌动蛋白纤维趋向于解聚成肌动蛋白单体。 （一）微丝的体外组装过程分三个阶段： ①成核期 ②延长期 ③稳定期 ①成核期 ② 延长期 ③稳定期 成核因子通过成核作用来加速肌动蛋白的聚合 （二）微丝的体内组装的调节 微丝体内组装受一系列肌动蛋白结合蛋白的调节 1.微丝成核蛋白 （nucleating protein） ①Arp2/3复合物：促使形成微丝网络结构，由Arp2、Arp3和其他5种附属蛋白组成，具有与微管成核时 γ-TuRC相似的作用，是微丝组装的起始复合物。 微丝装配的成核作用及微丝网络的形成 A.纤丝状肌动蛋白纤维的成核作用； B.微丝成网过程 ②成核蛋白formin ：启动细胞内不分支微丝的形成， 共有15种，共同特征是都含有FH1和FH2同源结构域 ， FH1结构域可与抑制蛋白（profilin）结合，FH2结构 域启动肌动蛋白的成核聚合。 当新成核的微丝纤维生长时，formin二聚体保持结合在快速生长的正端，保护正极在延伸过程中不受加帽蛋白的影响，并通过直接与抑制蛋白（profilin）的结合提高延伸速度。 （三）cofilin /ADF蛋白家族与肌动蛋白纤维的解聚 cofilin /ADF蛋白家族通过两种方式加速解聚： ①增加肌动蛋白单体从纤维末端的解离速度； ②剪切肌动蛋白纤维，使之片段化。 （四）多种药物影响微丝组装 细胞松弛素（cytochalasin）抑制组装过程 鬼笔环肽：抑制微丝解聚，使微丝保持稳定状态 四、微丝的功能 （一）构成细胞的支架并维持细胞的形态 如，细胞皮层、应力纤维、微绒毛 等 A.微绒毛低温电镜图象; B.微绒毛结构示意图 （二）微丝参与细胞的运动 参与细胞的多种运动形式： 变形运动、胞质环流、 细胞的内吞和外吐等 细胞变形运动 ： ①肌动蛋白的聚合形成伪足 ②伪足与基质之间行成新的 锚定点； ③以附着点为支点向前移动 （肌动蛋白纤维的解聚）。 （三）微丝参与细胞内物质运输 肌球蛋白（myosin）的马达蛋白家族它们以微丝作 为运输轨道参与物质运输活动。 Ⅱ型肌球蛋白分子结构 （四）微丝参与细胞质的分裂 胞质分裂通过质膜下由微丝束形成的收缩环完成 第六章 细胞骨架与细胞运动 cytoskeleton and cell motility 概述 第一节 微 管 第二节 微 丝 第三节 中间丝 第四节 细胞骨架与疾病 内容 概 述 一、细胞骨架的概念 细胞骨架(cytoskeleton) 是指真核细胞中与保持细胞形态结构和细胞运动有关的纤维网络，包括微管、微丝和中间丝 。 细胞骨架 微管（microtubule）25nm 微丝 (microfilament) 5～7nm 中间丝 (intermediate）10nm 细胞骨架立体结构模式图 广意的概念 细胞质骨架 细胞核骨架 细胞外基质 二、细胞骨架的功能 1.构成细胞内支撑和区域化的网架 2.参与细胞的运动和细胞内物质的运输 3.参与细胞的分裂活动 4.参与细胞内信息传递 第一节 微 管 一、微管的化学组成 α微管蛋白、 β微管蛋白 、γ-微管蛋白 常以αβ微管蛋白异二聚体形式存在 α-微管蛋白 β-微管蛋白 1. α和 β微管蛋白 在α微管蛋白和β微管蛋上各有一个GTP结合位点、 Mg2+、Ca2+结合位点 和一个秋水仙