细胞生物学 细胞骨架微丝课件.pptxVIP

Chapter 8 cytoskeleton 细胞骨架Nucleus microtubules microfilamentsNucleus Microfilaments intermediate filamentsNucleus Microfilaments mitochondriaNucleus Microfilaments peroxisome微管组装的基本单位——微管蛋白纤毛、鞭毛单管：微管管壁由13条原纤维包围而成。中心粒、基体微管体外组装——“踏车现象”第二节 微丝 (Microfilament，MF)微丝组成微丝（Microfilament，MF），又称肌动蛋白纤维（Actin filament），是指真核细胞中由肌动蛋白（ actin ）组成，呈双股螺旋状，直径为7nm的骨架纤维，主要分布在细胞质膜内侧。37nm微丝 (Microfilament，MF) 一、组成成分——肌动蛋白 二、微丝结构与组装 三、微丝结合蛋白 四、微丝的功能 五、药物对微丝的影响 一、肌动蛋白 (actin) 为微丝的基本组成成分分类：α-、β-和γ-肌动蛋白 真核细胞中含量最丰富，不同物种中最为保守的蛋白质之一在裂口处有一个ATP结合位点exchange of ATP for ADP ATP→ ADP + Pi 。The G-actin can exchange bound ADP for ATP. 肌动蛋白存在方式游离状态—球状肌动蛋白（globular actin, G-actin)微丝中—纤维状肌动蛋白（filamentous actin, F-actin)，由球状肌动蛋白组成G-actin与F-actin之间可以相互转换。G-actinF-actin二、微丝的结构 两条肌动蛋白单链盘绕而成的双螺旋结构，直径约7nm，螺距为37nm。肌动蛋白与微丝均有极性肌动蛋白分子具有极性，有氨基和羧基的暴露一端为正端（plus end），另一端则为负端（minus end）。装配时呈头尾相连，故微丝也有极性。三、微丝的组装装配过程:成核(nucleation)、延伸(elongation) 、稳定状态(steady state)。1、成核期（Nucleation phase) – 限速过程，又称延迟期。 二聚体（不稳定） 三聚体（核心形成）ATP-actin 和ADP-actinATP-actin易于聚合，ATP-actin浓度与其聚合速度成正比，聚合到微丝上后水解为ADP-actin，ADP-actin易于从微丝上解聚下来。生长期（Growth phase)2、ATP-actin浓度高时，微丝两端都加 ATP-actin，正极-聚合快，负极-聚合慢，这样在正极ATP-actin聚合的速度大于水解成ADP-actin的速度，形成ATP帽。负极-聚合慢，不形成ATP帽。这样微丝延长。 动态平衡（ steady state ） 3、ATP-actin浓度下降到一定的临界值，在正极聚合速度下降，仍在延长。而在负极聚合速度更慢，小于水解成ADP-actin的速度，ADP-actin暴露，负极解聚，并且负极解聚速度等于正极聚合速度，微丝长度不变。踏车现象(Treadmilling) 当添加到正极的肌动蛋白分子速率=从负极上失去的速率，此过程称为肌动蛋白踏车现象(Treadmilling)去组装——微丝缩短 ATP-actin浓度较低时，在正极聚合速度小于水解速度，此时ATP-actin帽子不存在了，ADP-actin在正端暴露，正极也快速解聚，微丝缩短。体内组装的特点--ATP-actin:对纤维末端的亲和力高，使纤维延长；--当ATP水解为ADP+Pi， ATP-actin→ADP-actin--ADP-actin对纤维末端的亲和力低，易脱落，使纤维缩短。ATP帽:--ATP-actin浓度与其聚合速度成正比，当ATP-actin浓度高时, 形成一连串的ATP-actin，被称为ATP帽；后部为ADP-actin。 ADP-actin从F-actin脱落后，其ADP可被ATP置换，重新参加聚合。体内装配时，微丝呈现出动态不稳定性，主要取决于游离的G-actin单体浓度与F-actin结合的ATP水解速度之间的关系。微管 微丝组装中的ATP的作用达因蛋白：A.ATP-actin高浓度时ATP-cap形成B.ATP-actin低浓度时ATP-cap消失四、微丝结合蛋白微丝结合蛋白影响微丝的形态、功能、组装和去组装，还能控制与其他细胞器的链接（一）肌动蛋白单体结合蛋白 控制细胞内未聚合的肌动蛋白数量，同时也控制着结合到肌动蛋白上的核苷转换（二）肌动蛋白纤维加帽蛋白 与肌动蛋白纤维的倒刺端或突出端结合，抑制亚单位聚合和解聚（三）切断肌动蛋白纤