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1、关于细胞膜与细胞表面(3)第1页，讲稿共100张，创作于星期三细细胞胞膜膜(cellmembrane)又又称称质质膜膜（plasmamembrane），是是指指围围绕绕在在细细胞胞最最外外层层，由由脂脂质质和和蛋蛋白白质质组组成成的的生生物物膜膜。细细胞胞膜膜只只是是真真核核细细胞胞生生物物膜膜的的一一部部分分，真真核核细细胞胞的的生生物物膜膜（biomembrane）包包括括细细胞胞的的内内膜膜系系统统（细细胞胞器器膜膜和和核核膜膜）和和细细胞胞膜膜（cellmembrane）。）。第2页，讲稿共100张，创作于星期三第3页，讲稿共100张，创作于星期三第一节第一节 细胞膜与细胞表面的细胞膜
2、与细胞表面的特化结构特化结构细胞膜的化学组成细胞膜的化学组成细胞膜的结构模型及特点细胞膜的结构模型及特点骨架骨架与细胞表面的特化结构细胞表面的特化结构第4页，讲稿共100张，创作于星期三细胞膜主要由脂质和蛋白质组成。细胞膜主要由脂质和蛋白质组成。一、膜脂一、膜脂膜脂主要包括膜脂主要包括磷脂磷脂、糖脂糖脂和和胆固醇胆固醇三种类型。三种类型。（一）磷脂（一）磷脂是是构构成成膜膜脂脂的的基基本本成成分分，约约占占整整个个膜膜脂脂的的50以以上上。磷磷脂脂为为双双型型性性分分子子（amphipathicmolecules）或或双亲媒性分子或兼性分子。双亲媒性分子或兼性分子。细胞膜的化学组成细胞膜的化学
3、组成第5页，讲稿共100张，创作于星期三磷脂的结构亲水的亲水的头部头部疏水尾部第6页，讲稿共100张，创作于星期三心磷脂心磷脂第7页，讲稿共100张，创作于星期三磷脂分子的结构特征磷脂分子的结构特征：a.一般有一个极性头（磷酸和碱基）和两一般有一个极性头（磷酸和碱基）和两个非极性的尾（脂肪酸链）；个非极性的尾（脂肪酸链）；b.脂肪酸碳链为偶数；脂肪酸碳链为偶数；c.含有饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸含有饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸(顺式顺式)。类型类型：分为甘油磷脂和鞘磷脂。：分为甘油磷脂和鞘磷脂。第8页，讲稿共100张，创作于星期三（二）（二）糖脂糖脂存存在在于于原原核核和和真真核核细细胞胞的的质质膜
4、膜上上，其其含含量量约约占占膜膜脂脂总总量量的的5以以下下，在在神神经经细细胞胞膜膜上上糖糖脂脂含含量量较较高高，约约占占5-10。糖糖脂脂也也是是两两性性分分子子，结结构构与与磷磷脂脂相相似似，由由一一个个或或多多个个糖糖残残基基代代替替磷磷脂脂酰酰胆胆碱碱而而与与鞘氨醇的羟基结合。鞘氨醇的羟基结合。最简单的糖脂是最简单的糖脂是半乳糖脑苷脂半乳糖脑苷脂，它只有一个半乳糖残基作为极性，它只有一个半乳糖残基作为极性头部；变化最多、最复杂的糖脂是头部；变化最多、最复杂的糖脂是神经节苷脂神经节苷脂。儿童所患的。儿童所患的家族家族性白痴病性白痴病（Tay-sachsdisease）和神经节苷脂有关。神
5、经节苷脂本和神经节苷脂有关。神经节苷脂本身还是一类膜上的受体，破伤风毒素、霍乱毒素、干扰素等的受体身还是一类膜上的受体，破伤风毒素、霍乱毒素、干扰素等的受体就是不同的神经节苷脂。就是不同的神经节苷脂。人红细胞表面的人红细胞表面的ABO血型糖脂血型糖脂第9页，讲稿共100张，创作于星期三半乳糖脑苷脂，半乳糖脑苷脂，2.GM1神经节苷脂，神经节苷脂，3.唾液酸唾液酸第10页，讲稿共100张，创作于星期三（三）胆固醇（三）胆固醇只只存存在在于于真真核核细细胞胞膜膜上上，含含量量一一般般不不超超过过膜膜脂脂的的1/3，植植物物细细胞胞膜膜中中含含量量较较少少。它它是是一一种种双双性性分分子子。功功能能
6、是是提提高高脂脂双双层层的的力力学学稳稳定定性性，调调节节脂脂双双层层流流动动性性，降降低低水溶性物质的通透性。水溶性物质的通透性。第11页，讲稿共100张，创作于星期三（四）脂质体（四）脂质体脂脂质质体体（liposome）是是根根据据磷磷脂脂分分子子在在水水相相中中形形成成稳稳定定的的脂脂双双层层膜膜的的趋趋势势而而制制备备的的一一种种人人工工膜膜。脂脂质质体体可可用用于于细细胞胞膜膜的的研研究究；转转基因；疾病的诊断及治疗。基因；疾病的诊断及治疗。第12页，讲稿共100张，创作于星期三膜脂的功能膜脂的功能：1）支撑，膜脂是细胞的骨架；）支撑，膜脂是细胞的骨架；2）维持构象并为膜蛋白行使功
7、能提供环境；）维持构象并为膜蛋白行使功能提供环境；3）是部分酶行驶功能所必需的。）是部分酶行驶功能所必需的。第13页，讲稿共100张，创作于星期三二、二、膜蛋白膜蛋白膜膜蛋蛋白白是是膜膜功功能能的的主主要要体体现现者者。核核基基因因组组编编码码的的蛋蛋白白质质中中30%左左右右的的为为膜膜蛋蛋白白。根根据据与与膜膜脂脂的的结结合合方方式式以以及及在在膜膜中中的的位位置置的的不不同同，膜膜蛋蛋白白分分为为内内在在（integralprotein）、外外周周蛋蛋 白白（peripheral protein）和和 脂脂 锚锚 定定 蛋蛋 白白（lipid-anchoredprotein）。）。、整合
8、蛋白；、脂锚定蛋白；、外周蛋白蛋白与膜的结合方式蛋白与膜的结合方式第14页，讲稿共100张，创作于星期三 内在蛋白又称为整合蛋白，以不同程度嵌入脂双内在蛋白又称为整合蛋白，以不同程度嵌入脂双层的内部，有的为全跨膜蛋白（层的内部，有的为全跨膜蛋白（tansmembraneproteins）。）。膜蛋白为两性分子。它与膜结合非常膜蛋白为两性分子。它与膜结合非常紧密，只有用去垢剂（紧密，只有用去垢剂（detergent）才能从膜上洗涤才能从膜上洗涤下来，常用下来，常用SDS和和Triton-X100。内在蛋白的跨膜结构域形成亲水通道有两种形内在蛋白的跨膜结构域形成亲水通道有两种形式，一是由多个式，一
9、是由多个螺旋组成亲水通道；而是由螺旋组成亲水通道；而是由折叠折叠组成亲水通道组成亲水通道。（一）内在蛋白（一）内在蛋白（integralproteins）第15页，讲稿共100张，创作于星期三膜蛋白的膜蛋白的跨膜结构域跨膜结构域与脂双层分子的与脂双层分子的疏水核心疏水核心的相互作的相互作用。用。跨膜结构域两端带正电荷的跨膜结构域两端带正电荷的aaaa残基与磷脂分子带负电残基与磷脂分子带负电的极性头形成离子键，或带负电的氨基酸残基通过的极性头形成离子键，或带负电的氨基酸残基通过CaCa2+2+、MgMg2+2+等阳离子与带负电的磷脂极性头相互作用。等阳离子与带负电的磷脂极性头相互作用。膜蛋白在细
10、胞质基质一侧的半胱氨酸残基上共价结合膜蛋白在细胞质基质一侧的半胱氨酸残基上共价结合脂肪酸分子脂肪酸分子,插入脂双层之间插入脂双层之间,还有少数蛋白与糖脂共价还有少数蛋白与糖脂共价结合。结合。内在蛋白与脂膜的结合方式：内在蛋白与脂膜的结合方式：第16页，讲稿共100张，创作于星期三（二）外周蛋白（二）外周蛋白（peripheralprotein）外外周周蛋蛋白白又又称称为为外外在在蛋蛋白白（extrinsicprotein），为为水水溶溶性性的的，分分布布在在细细胞胞膜膜的的表表面面，靠靠离离子子键键或或其其它它较较弱弱的的键键与与膜膜表表面面的的蛋蛋白白质质分分子子或或脂脂分分子子的的亲亲水水
11、部部分分结结合合，因因此此只只要要改改变变溶溶液液的的离离子子强强度度甚甚至至提提高高温温度度就就可可以以从从膜膜上上分离下来。分离下来。第17页，讲稿共100张，创作于星期三脂锚定蛋白通过脂锚定蛋白通过磷脂磷脂或或脂肪酸脂肪酸锚定，共价结合。锚定，共价结合。分两类，一类是分两类，一类是糖磷脂酰肌醇糖磷脂酰肌醇(GPI)连接的蛋白，连接的蛋白，GPI位于细胞膜的外小叶，用磷脂酶位于细胞膜的外小叶，用磷脂酶C处理能释放出处理能释放出结合的蛋白。许多细胞表面的受体、酶、细胞粘结合的蛋白。许多细胞表面的受体、酶、细胞粘附分子和引起羊瘙痒病的附分子和引起羊瘙痒病的PrPC就是这类蛋白。另一就是这类蛋白
12、。另一类类脂锚定蛋白脂锚定蛋白与插入质膜内小叶的长碳氢链结合。与插入质膜内小叶的长碳氢链结合。（三）脂锚定蛋白（三）脂锚定蛋白（lipid-anchoredprotein）第18页，讲稿共100张，创作于星期三第19页，讲稿共100张，创作于星期三细胞膜的结构模型及特点细胞膜的结构模型及特点一、细胞膜结构的研究历史一、细胞膜结构的研究历史1.E.Overton1895推测细胞膜由连续的脂推测细胞膜由连续的脂类物质组成。类物质组成。第20页，讲稿共100张，创作于星期三2.E.Gorter&F.Grendel1925推测细胞膜推测细胞膜由双层脂分子组成。由双层脂分子组成。第21页，讲稿共100张
13、，创作于星期三3.J.Danielli&H.Davson1935提出了提出了”蛋白质蛋白质-脂类脂类-蛋白质蛋白质”的三明治模型。认为质膜由双层的三明治模型。认为质膜由双层脂类分子及其内外表面附着的蛋白质构成的。脂类分子及其内外表面附着的蛋白质构成的。1959年提出了修正模型，认为膜上还具有贯穿脂双年提出了修正模型，认为膜上还具有贯穿脂双层的蛋白质通道，供亲水物质通过。层的蛋白质通道，供亲水物质通过。第22页，讲稿共100张，创作于星期三4.J.D.Robertson1959用超薄切片技术获得用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜照片，显示了清晰的细胞膜照片，显示暗暗-明明-暗暗三层结构，三层结构，
14、厚约厚约7.5nm。这就是所谓的这就是所谓的“单位膜单位膜”模型。它模型。它由厚约由厚约3.5nm的双层脂分子的双层脂分子和内外表面各厚约和内外表面各厚约2nm的蛋白质的蛋白质构成。构成。第23页，讲稿共100张，创作于星期三5.S.J.Singer&G.Nicolson1972根据免疫根据免疫荧光技术、冰冻蚀刻技术的研究结果，在荧光技术、冰冻蚀刻技术的研究结果，在”单位膜单位膜”模型的基础上提出模型的基础上提出”流动镶嵌模型流动镶嵌模型”。第24页，讲稿共100张，创作于星期三二、质膜的流动镶嵌模型的特点二、质膜的流动镶嵌模型的特点组成成分组成成分：主要组成成分为：主要组成成分为脂类脂类和和
15、蛋白质蛋白质，还含，还含有少量的糖类。有少量的糖类。不对称性不对称性：蛋白质或嵌在脂双层表面，或嵌在：蛋白质或嵌在脂双层表面，或嵌在其内部，或横跨整个脂双层，表现出分布的不其内部，或横跨整个脂双层，表现出分布的不对称性。对称性。流动性流动性：膜蛋白和膜脂可作各向运动。：膜蛋白和膜脂可作各向运动。第25页，讲稿共100张，创作于星期三第26页，讲稿共100张，创作于星期三膜脂的分子运动膜脂的分子运动1侧向扩散运动侧向扩散运动2旋转运动旋转运动3摆动运动摆动运动4伸缩震荡运动伸缩震荡运动5翻转运动翻转运动6旋转异构化运动旋转异构化运动第27页，讲稿共100张，创作于星期三2.影响膜流动的因素影响膜
16、流动的因素第28页，讲稿共100张，创作于星期三主要有主要有侧向扩散侧向扩散和和旋转扩散旋转扩散两种运动方式。两种运动方式。旋转扩散旋转扩散指膜蛋指膜蛋白围绕与膜平面垂直的轴进行旋转运动。膜蛋白的侧向运动白围绕与膜平面垂直的轴进行旋转运动。膜蛋白的侧向运动受细胞骨架的限制，破坏微丝的药物如细胞松弛素受细胞骨架的限制，破坏微丝的药物如细胞松弛素B能促进能促进膜蛋白的侧向运动。可用膜蛋白的侧向运动。可用荧光标记技术荧光标记技术和和光脱色恢复技术光脱色恢复技术检测膜蛋白的流动性。检测膜蛋白的流动性。3膜蛋白的流动膜蛋白的流动第29页，讲稿共100张，创作于星期三细胞融合技术观察蛋白质运动细胞融合技术
17、观察蛋白质运动第30页，讲稿共100张，创作于星期三光脱色恢复技术（光脱色恢复技术（FRAP）第31页，讲稿共100张，创作于星期三质质膜膜的的流流动动性性是是保保证证其其正正常常功功能能的的必必要要条条件件。例例如如跨跨膜膜物物质质运运输输、细细胞胞信信息息传传递递、细细胞胞识识别别、细细胞胞免免疫疫、细细胞胞分分化化以以及及激激素素的的作作用用等等等等都都与与膜膜的的流流动动性性密密切切相相关关。当当膜膜的的流流动动性性低低于于一一定定的的阈阈值值时时，许许多多酶酶的的活活动动和和跨跨膜膜运运输将停止，反之如果流动性过高，又会造成膜的溶解。输将停止，反之如果流动性过高，又会造成膜的溶解。4
18、膜流动性的意义膜流动性的意义第32页，讲稿共100张，创作于星期三第33页，讲稿共100张，创作于星期三第34页，讲稿共100张，创作于星期三第35页，讲稿共100张，创作于星期三（三）、细胞膜的功能（三）、细胞膜的功能 为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境;选择性的物质运输选择性的物质运输,包括代谢底物的输入与代谢包括代谢底物的输入与代谢 产物的排除产物的排除,其中伴随着能量的传递其中伴随着能量的传递;提供细胞识别位点提供细胞识别位点,并完成细胞内外信息跨膜传递并完成细胞内外信息跨膜传递;为多种酶提供结合位点为多种酶提供结合位点,使酶促反应高效而有序地进行
19、使酶促反应高效而有序地进行;介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接;质膜参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。质膜参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。第36页，讲稿共100张，创作于星期三第37页，讲稿共100张，创作于星期三细胞表面的特化结构细胞表面的特化结构是为适应某种环境而形成的特殊表面是为适应某种环境而形成的特殊表面结构，如：膜骨架、鞭毛和纤毛、微绒毛及细胞的变形足结构，如：膜骨架、鞭毛和纤毛、微绒毛及细胞的变形足等，分别与等，分别与细胞形态细胞形态的维持、的维持、细胞运动细胞运动、细胞的、细胞的物质交换物质交换等等功能有关。功能有关。骨架与细胞
20、表面的特化结构骨架与细胞表面的特化结构第38页，讲稿共100张，创作于星期三膜膜骨骨架架指指细细胞胞膜膜下下与与膜膜蛋蛋白白相相连连的的由由纤纤维维蛋蛋白白组组成成的的网网架架结结构构(meshwork)，它它参参与与维维持持质质膜膜的的形形状状并并协协助助质质膜膜完完成多种生理功能。它的特点是粘质性高，有较强的抗拉能力。成多种生理功能。它的特点是粘质性高，有较强的抗拉能力。一、膜骨架一、膜骨架第39页，讲稿共100张，创作于星期三二、红细胞二、红细胞（一）红细胞的生物学特性（一）红细胞的生物学特性哺乳动物成熟的红细胞没有哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核细胞核和和内膜系统内膜系统，细胞膜既有，细
21、胞膜既有良好的弹性又有较高的强度，并且细胞膜和膜骨架的蛋白比较良好的弹性又有较高的强度，并且细胞膜和膜骨架的蛋白比较容易纯化、分析。红细胞经过低渗处理，质膜破裂，内容物容易纯化、分析。红细胞经过低渗处理，质膜破裂，内容物释放，留下一个保持原形的壳，称为释放，留下一个保持原形的壳，称为血影血影。因此，是研究膜骨。因此，是研究膜骨架的理想材料。架的理想材料。（二）红细胞质膜蛋白及膜骨架（二）红细胞质膜蛋白及膜骨架第40页，讲稿共100张，创作于星期三血影血影SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳分析聚丙烯酰胺凝胶电泳分析：血影蛋白主要成分包括：血影蛋白、锚蛋白、带3蛋白、带4.1蛋白、带4.1蛋白、肌动蛋白和血
22、型糖蛋白。改变处理的离子强度改变处理的离子强度：血影蛋白和肌动蛋白条带消失，血影的形状改变，膜的流动性增强。用用Triton100处理处理：带3蛋白和一些血型糖蛋白消失，血影的形状基本不变。用非离子去垢剂处理用非离子去垢剂处理：所有的脂质和血型糖蛋白及大部分带3蛋白消失，血影的形状基本不变。膜骨架蛋白主要成分包括：血影蛋白、肌动蛋白、锚蛋白和膜骨架蛋白主要成分包括：血影蛋白、肌动蛋白、锚蛋白和带带4.1蛋白等。蛋白等。第41页，讲稿共100张，创作于星期三第42页，讲稿共100张，创作于星期三第43页，讲稿共100张，创作于星期三第44页，讲稿共100张，创作于星期三第二节第二节 细胞连接细胞
23、连接(cell junction)cell junction)概念：是指细胞间或细胞与细胞基质之间的联系结构。概念：是指细胞间或细胞与细胞基质之间的联系结构。类型：根据行使功能的不同进行分类：类型：根据行使功能的不同进行分类：封闭连接（封闭连接（occludingjunctions）锚定连接（锚定连接（anchoringjunctions）通讯连接（通讯连接（communicatingjunctions）第45页，讲稿共100张，创作于星期三一、封闭连接（一、封闭连接（occludingjunctions）封闭连接将相邻的质膜紧密连接在一起阻止溶液中的分子沿细封闭连接将相邻的质膜紧密连接在一起
24、阻止溶液中的分子沿细胞间隙渗入体内。分为胞间隙渗入体内。分为紧密连接紧密连接和和封闭连接封闭连接。（一）紧密连接（一）紧密连接（tightjunction）又称封闭小带（又称封闭小带（zonulaoccludens），），是封闭连接的主要形式，是封闭连接的主要形式，存在于存在于脊椎动物的上皮细胞脊椎动物的上皮细胞。连接区域由蛋白质形成的嵴线，嵴线主。连接区域由蛋白质形成的嵴线，嵴线主要由两种跨膜蛋白要由两种跨膜蛋白claudin和和occludin和和外周蛋白外周蛋白ZO组成。紧密连接组成。紧密连接具有具有封闭封闭（阻止可溶性物质的扩散）、（阻止可溶性物质的扩散）、隔离隔离（将上表皮细胞的游离
25、（将上表皮细胞的游离端与基底面细胞膜上的膜蛋白相互隔离）和端与基底面细胞膜上的膜蛋白相互隔离）和支持支持功能。功能。第46页，讲稿共100张，创作于星期三紧紧密密连连接接模模式式图图第47页，讲稿共100张，创作于星期三第48页，讲稿共100张，创作于星期三第49页，讲稿共100张，创作于星期三二、锚定连接（二、锚定连接（anchoringjunctions）锚定连接将相邻细胞的骨架系统或将细胞与基质相连形成一个锚定连接将相邻细胞的骨架系统或将细胞与基质相连形成一个坚挺、有序的细胞群体。坚挺、有序的细胞群体。中间纤维有关的：桥粒（中间纤维有关的：桥粒（desmosome）半桥粒（半桥粒（hem
26、idesmosome）肌动蛋白有关的：粘着带（肌动蛋白有关的：粘着带（adhesionbelt）粘着斑（粘着斑（focaladhesion）类型类型连接蛋白：细胞内附着蛋白（连接蛋白：细胞内附着蛋白（attachmentproteins）跨膜连接的糖蛋白跨膜连接的糖蛋白第50页，讲稿共100张，创作于星期三第51页，讲稿共100张，创作于星期三第52页，讲稿共100张，创作于星期三桥粒（桥粒（desmosome）是相邻细胞间形成的纽扣式结构。通过质膜下的致密是相邻细胞间形成的纽扣式结构。通过质膜下的致密斑连接中间纤维，中间为钙粘素。主要分布在承受拉力的组织中，如皮肤、斑连接中间纤维，中间为钙粘
27、素。主要分布在承受拉力的组织中，如皮肤、口腔、试管和心肌中。口腔、试管和心肌中。半桥粒（半桥粒（hemidesmosome）位于上皮细胞基面与基膜之间，它与桥位于上皮细胞基面与基膜之间，它与桥粒的不同之处在于：粒的不同之处在于：只在质膜内侧形成桥粒斑结构，其另一侧为只在质膜内侧形成桥粒斑结构，其另一侧为基膜；基膜；穿膜连接蛋白为整合素而不是钙粘素；穿膜连接蛋白为整合素而不是钙粘素；细胞内的附着蛋细胞内的附着蛋白为角蛋白白为角蛋白。（二）、桥粒与半桥粒（二）、桥粒与半桥粒第53页，讲稿共100张，创作于星期三桥粒的结构模型图桥粒的结构模型图第54页，讲稿共100张，创作于星期三第55页，讲稿共1
28、00张，创作于星期三第56页，讲稿共100张，创作于星期三第57页，讲稿共100张，创作于星期三左，连接子电镜照片；右，间隙连接模型左，连接子电镜照片；右，间隙连接模型第58页，讲稿共100张，创作于星期三间隙连接的功能及其调节机制间隙连接的功能及其调节机制 间隙连接在代谢偶联中的作用间隙连接在代谢偶联中的作用 间隙连接允许小分子代谢物和信号分子通过,是细胞间代谢偶联的基础代谢偶联现象在体外培养细胞中的证实 代谢偶联作用在协调细胞群体的生物学功能方面起重要作用.间隙连接在早期胚胎发育和细胞分化过程中的作用间隙连接在早期胚胎发育和细胞分化过程中的作用 胚胎发育中细胞间的偶联提供信号物质的通路,从
29、而为某一特定细胞提供它的“位置信息”，并根据其位置影响其分化。肿瘤细胞之间间隙的连接明显减少或消失，间隙联接类似“肿瘤抑制因子”。间隙连接在神经冲动信息传递过程中的作用间隙连接在神经冲动信息传递过程中的作用 电突触(electronicjunction)快速实现细胞间信号通讯 间隙连接调节和修饰相互独立的神经元群的行为第59页，讲稿共100张，创作于星期三第60页，讲稿共100张，创作于星期三胞间连丝结构模型胞间连丝结构模型第61页，讲稿共100张，创作于星期三胞间连丝的功能胞间连丝的功能实现细胞间由信号介导的物质有择性的转运；实现细胞间由信号介导的物质有择性的转运；实现细胞间的电传导；实现细
30、胞间的电传导；在发育过程中，胞间连丝结构的改变可以调节在发育过程中，胞间连丝结构的改变可以调节植物细胞间的物质运输。植物细胞间的物质运输。第62页，讲稿共100张，创作于星期三第63页，讲稿共100张，创作于星期三化学突触的结构（具有小囊泡的一侧为突触前膜）化学突触的结构（具有小囊泡的一侧为突触前膜）第64页，讲稿共100张，创作于星期三化学突触的结构模型化学突触的结构模型第65页，讲稿共100张，创作于星期三第66页，讲稿共100张，创作于星期三几类细胞连接的比较几类细胞连接的比较第67页，讲稿共100张，创作于星期三第68页，讲稿共100张，创作于星期三细胞表面的粘附因子细胞表面的粘附因子
31、细细胞胞粘粘附附分分子子（celladhesionmolecule，CAM）是是参参与与细细胞胞与与细细胞胞之之间间及及细细胞胞与与细细胞胞外外基基质质之之间间相相互互作作用用的的分分子子。可可大大致致分分为为五五类类：钙钙粘粘素素、选选择择素素、免免疫疫球球蛋蛋白白超超家家族族、整整合素及透明质酸粘素。合素及透明质酸粘素。细胞粘附分子都是跨膜糖蛋白，分子结构由三部分组细胞粘附分子都是跨膜糖蛋白，分子结构由三部分组成：成：胞外区，肽链的胞外区，肽链的N端部分，带有糖链，负责与配体的端部分，带有糖链，负责与配体的识别；识别；跨膜区，多为一次跨膜；跨膜区，多为一次跨膜；胞质区，肽链的胞质区，肽链的
32、C端部分，端部分，一般较小，或与质膜下的骨架成分直接相连，或与胞内的一般较小，或与质膜下的骨架成分直接相连，或与胞内的化学信号分子相连，以活化信号转导途径。化学信号分子相连，以活化信号转导途径。第69页，讲稿共100张，创作于星期三细胞粘附分子的作用方式细胞粘附分子的作用方式第70页，讲稿共100张，创作于星期三钙粘素的作用主要有以下几个方面：1介导细胞连接，在成年脊椎动物，E-钙粘素是保持上皮细胞相互粘合的主要CAM，是粘合带的主要构成成分。桥粒中的钙粘素就是desmoglein及desmocollin。2参与细胞分化，钙粘素对于胚胎细胞的早期分化及成体组织（尤其是上皮及神经组织）的构筑有重
33、要作用。在发育过程中通过调控钙粘素表达的种类与数量可决定胚胎细胞间的相互作用（粘合、分离、迁移、再粘合），从而通过细胞的微环境，影响细胞的分化，参与器官形成过程。3抑制细胞迁移，很多种癌组织中细胞表面的E钙粘素减少或消失，以致癌细胞易从瘤块脱落，成为侵袭与转移的前提。因而有人将E钙粘素视为转移抑制分子。其作用：其作用：1介介导导细细胞胞连连接接，在在成成年年脊脊椎椎动动物物，E-钙钙粘粘素素是是保保持持上上皮皮细细胞胞相互粘合的主要相互粘合的主要CAM，是粘合带的主要构成成分。是粘合带的主要构成成分。2参参与与细细胞胞分分化化，钙钙粘粘素素对对于于胚胚胎胎细细胞胞的的早早期期分分化化及及成成体
34、体组组织织的的构构筑筑有有重重要要作作用用。在在发发育育过过程程中中通通过过调调控控钙钙粘粘素素表表达达的的种种类类与与数数量量可可决决定定胚胚胎胎细细胞胞间间的的相相互互作作用用，从从而而通通过过细细胞胞的微环境，影响细胞的分化，参与器官形成过程。的微环境，影响细胞的分化，参与器官形成过程。3抑抑制制细细胞胞迁迁移移，很很多多种种癌癌组组织织中中细细胞胞表表面面的的E钙钙粘粘素素减减少少或或消消失失，以以致致癌癌细细胞胞易易从从瘤瘤块块脱脱落落，成成为为侵侵袭袭与与转转移移的的前前提提。因因而而有有人人将将E钙粘素视为转移抑制分子。钙粘素视为转移抑制分子。一、钙粘素一、钙粘素钙粘素（cadh
35、erin）属亲同性CAM，其作用依赖于Ca2。至今已鉴定出30种以上钙粘素（表10-2），分布于不同的组织。一、钙粘素一、钙粘素（cadherin）属亲同性属亲同性CAM，其作用依赖其作用依赖于于Ca2。至今已鉴定出至今已鉴定出30种以上钙粘素，分布于不同的组种以上钙粘素，分布于不同的组织。织。第71页，讲稿共100张，创作于星期三钙粘素结构模型钙粘素结构模型第72页，讲稿共100张，创作于星期三第73页，讲稿共100张，创作于星期三二、选择素二、选择素选选择择素素（selectin）属属亲亲异异性性CAM，其其作作用用依依赖赖于于Ca2。主主要要参参与与白白细细胞胞与与脉脉管管内内皮皮细细胞
36、胞之之间间的的识识别别与与粘粘合合。已已知知选选择择素素有有三三种种：L选选择择素、素、E选择素及选择素及P选择素。选择素。第74页，讲稿共100张，创作于星期三三、免疫球蛋白超家族三、免疫球蛋白超家族免疫球蛋白超家族（Ig-superfamily，Ig-SF）包括分子结构中含有免疫球蛋白（Ig）样结构域的所有分子，一般不依赖于Ca2。免疫球蛋白样结构域系指借二硫键维系的两组反向平行折叠结构（图11-19）。三、免疫球蛋白超家族三、免疫球蛋白超家族免免疫疫球球蛋蛋白白超超家家族族（Ig-superfamily，Ig-SF），分分子子结结构构中中含含有有免免疫疫球球蛋蛋白白（Ig）的的类类似似结
37、结构构域域CAM超超家家族族，一一般般不不依依赖赖于于Ca2。免免疫疫球球蛋蛋白白结结构构域域是是指指借借二二硫硫键键维维系系的的两组反向平行两组反向平行折叠结构。折叠结构。第75页，讲稿共100张，创作于星期三四、整合素四、整合素整整合合素素（integrin）大大多多为为亲亲异异性性细细胞胞粘粘附附分分子子，其其作作用用依依赖赖于于Ca2。介介导导细细胞胞与与细细胞胞间间的的相相互互作作用用及及细细胞胞与与细细胞胞外外基基质质间间的的相相互互作作用用。几几乎乎所所有有动动植植物物细胞均表达整合素。细胞均表达整合素。第76页，讲稿共100张，创作于星期三细胞外被细胞外被第三节第三节 细胞外被
38、与细胞外基质细胞外被与细胞外基质（cell coat）或糖萼（glycocalyx）动物细胞表面存在着一层富含糖类物质的结构。用重金属染料如：钌红染色后，在电镜下可显示厚约1020nm的结构，边界不甚明确。细胞外被是由构成质膜的糖蛋白和糖脂伸出的寡糖链组成的，实质上是质膜结构的一部分(图4-18)。第77页，讲稿共100张，创作于星期三细胞外被的作用有：保护作用，细胞识别，决定血型1、保护作用：具一定的保护作用，去掉细胞外被，并不会直接损伤质膜。第78页，讲稿共100张，创作于星期三2、细胞识别：细胞识别与构成细胞外被的寡糖链密切相关。寡糖链由质膜糖蛋白和糖脂伸出，每种细胞寡糖链的单糖残基具有
39、一定的排列顺序，编成了细胞表面的密码，它是细胞的”指纹”，为细胞的识别形成了分子基础。同时细胞表面尚有寡糖的专一受体，对具有一定序列的寡糖链具有识别作用。因此，细胞识别实质上是分子识别。如果将鸡胚细胞和小鼠胚细胞分散后相混培养，各种细胞仍按来源组织分别聚集，但相聚细胞只具有组织的专一性，而没有物种的分辨能力。第79页，讲稿共100张，创作于星期三3、决定血型：血型实质上是不同的红细胞表面抗原，人有20几种血型，最基本的血型是AB0血型。红细胞质膜上的糖鞘脂是AB0血型系统的血型抗原，血型免疫活性特异性的分子基础是糖链的糖基组成。A、B、O三种血型抗原的糖链结构基本相同，只是糖链末端的糖基有所不
40、同。A型血的糖链末端为N-乙酰半乳糖；B型血为半乳糖；AB型两种糖基都有，O型血则缺少这两种糖基。第80页，讲稿共100张，创作于星期三第三节第三节 细胞外基质细胞外基质概概念念：细细胞胞外外基基质质（extracellularmatrix，ECM）是是指指分分布布于于细细胞胞外外空空间间，由由细细胞胞分分泌泌的的蛋蛋白白和和多多糖所构成的网络结构。糖所构成的网络结构。功能功能：粘连；支持；改变细胞微环境；信号功能。：粘连；支持；改变细胞微环境；信号功能。类类型型：胶胶原原、层层粘粘连连蛋蛋白白和和纤纤连连蛋蛋白白、氨氨基基聚聚糖糖与蛋白聚糖、弹性蛋白及植物细胞壁与蛋白聚糖、弹性蛋白及植物细胞
41、壁。第81页，讲稿共100张，创作于星期三细胞外基质的成分细胞外基质的成分第82页，讲稿共100张，创作于星期三上皮组织的细胞外基质上皮组织的细胞外基质第83页，讲稿共100张，创作于星期三胶原是细胞外基质中最主要的水不溶性纤维蛋白。胶原是细胞外基质中最主要的水不溶性纤维蛋白。类型：已发现类型：已发现20多种，多种，型了解较多。型了解较多。分分子子结结构构：胶胶原原纤纤维维的的基基本本结结构构单单位位是是原原胶胶原原。在在胶胶原原显显微微的的内内部部，原原胶胶原原蛋蛋白白分分子子呈呈1/4交交替替平平行行排排列列，相相邻邻的的原原胶胶原蛋白原蛋白头尾头尾相连。平行排列的相连。平行排列的N端和端
42、和C端端共共价结合。价结合。合成：基因合成：基因mRNA前胶原原胶原原胶原纤维前胶原原胶原原胶原纤维功能：骨架结构；参与信号传递。功能：骨架结构；参与信号传递。一、胶原（一、胶原（collagencollagen）第84页，讲稿共100张，创作于星期三第85页，讲稿共100张，创作于星期三纤连蛋白是高分子量糖蛋白（纤连蛋白是高分子量糖蛋白（220-250KD）纤连蛋白模型纤连蛋白模型纤连蛋白的主要功能：纤连蛋白的主要功能：介导细胞粘着，进而调节细胞的形状和细胞骨架的组织，介导细胞粘着，进而调节细胞的形状和细胞骨架的组织，促进细胞铺展；促进细胞铺展；在胚胎发生过程中，纤连蛋白对于许多类型细胞的迁
43、移和分在胚胎发生过程中，纤连蛋白对于许多类型细胞的迁移和分化是必需的；化是必需的；在创伤修复中，纤连蛋白促进巨噬细胞和其它免疫细在创伤修复中，纤连蛋白促进巨噬细胞和其它免疫细胞迁移到受损部位；胞迁移到受损部位；在血凝块形成中，纤连蛋白促进血小板附着于血管受损在血凝块形成中，纤连蛋白促进血小板附着于血管受损部位。部位。二、纤连蛋白（二、纤连蛋白（fibronectinfibronectin，FNFN）第86页，讲稿共100张，创作于星期三第87页，讲稿共100张，创作于星期三层粘连蛋白是高分子糖蛋白（层粘连蛋白是高分子糖蛋白（820KD）,动物胚胎动物胚胎及成体组织的基膜的主要结构组分之一；及成
44、体组织的基膜的主要结构组分之一；层粘连蛋白的层粘连蛋白的结构结构由一条重链和两条轻链构成由一条重链和两条轻链构成 细胞通过层粘连蛋白锚定于基膜上；细胞通过层粘连蛋白锚定于基膜上；层粘连蛋白中至少存在两个不同的受体结合部位：层粘连蛋白中至少存在两个不同的受体结合部位：与与型胶原的结合部位；型胶原的结合部位；与细胞质膜上的整合素结合的与细胞质膜上的整合素结合的Arg-Gly-Asp(R-G-D)序列。序列。层粘连蛋白在胚胎发育及组织分化中具有重要作用；层粘连蛋白在胚胎发育及组织分化中具有重要作用；层粘连蛋白也与肿瘤细胞的转移有关。层粘连蛋白也与肿瘤细胞的转移有关。三、层粘连蛋白（三、层粘连蛋白（l
45、amininlaminin，LNLN）第88页，讲稿共100张，创作于星期三第89页，讲稿共100张，创作于星期三氨基聚糖是由重复的氨基聚糖是由重复的二糖单位二糖单位构成的长链多糖构成的长链多糖二糖单位之一是氨基己糖二糖单位之一是氨基己糖(氨基葡萄糖或氨基半乳糖氨基葡萄糖或氨基半乳糖)+糖醛酸糖醛酸;氨基聚糖氨基聚糖:透明质酸、透明质酸、4-硫酸软骨素、硫酸软骨素、6-硫酸软骨素、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、肝素和硫酸角质素等。硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、肝素和硫酸角质素等。透明质酸透明质酸(hyaluronicacid)及其生物学功能及其生物学功能透明质酸是增殖细胞和迁移细胞的胞外基
46、质主要成透明质酸是增殖细胞和迁移细胞的胞外基质主要成分分,也是蛋白聚糖的主要结构组分也是蛋白聚糖的主要结构组分透明质酸在结缔组织中起强化、弹性和润滑作用透明质酸在结缔组织中起强化、弹性和润滑作用透明质酸使细胞保持彼此分离透明质酸使细胞保持彼此分离,使细胞易于运动迁使细胞易于运动迁移和增殖并阻止细胞分化移和增殖并阻止细胞分化四、氨基聚糖与蛋白聚糖四、氨基聚糖与蛋白聚糖1 1氨基聚糖（氨基聚糖（glycosaminoglycanglycosaminoglycan，GAGGAG）第90页，讲稿共100张，创作于星期三第91页，讲稿共100张，创作于星期三蛋白聚糖见于所有结缔组织和细胞外基质及许多细胞
47、表面蛋白聚糖见于所有结缔组织和细胞外基质及许多细胞表面蛋白聚糖由氨基聚糖与核心蛋白蛋白聚糖由氨基聚糖与核心蛋白(coreprotein)的丝氨酸残的丝氨酸残基共价连接形成的巨分子基共价连接形成的巨分子若干蛋白聚糖单体借连接蛋白以非共价键与透明质酸结合若干蛋白聚糖单体借连接蛋白以非共价键与透明质酸结合形成多聚体形成多聚体蛋白聚糖的特性与功能蛋白聚糖的特性与功能显著特点是多态性：不同的核心蛋白显著特点是多态性：不同的核心蛋白,不同的氨基聚糖；不同的氨基聚糖；软骨中的蛋白聚糖是最大巨分子之一软骨中的蛋白聚糖是最大巨分子之一,赋予软骨以凝赋予软骨以凝胶样特性和抗变形能力；胶样特性和抗变形能力；蛋白聚糖
48、可视为细胞外的激素富集与储存库，可与多蛋白聚糖可视为细胞外的激素富集与储存库，可与多种生长因子结合，完成信号的传导。种生长因子结合，完成信号的传导。2 2蛋白聚糖（蛋白聚糖（proteoglycanproteoglycan）第92页，讲稿共100张，创作于星期三第93页，讲稿共100张，创作于星期三左，蛋白聚糖；中，蛋白聚糖多聚体；右，氨基聚糖左，蛋白聚糖；中，蛋白聚糖多聚体；右，氨基聚糖第94页，讲稿共100张，创作于星期三弹弹性性蛋蛋白白纤纤维维网网络络赋赋予予组组织织以以弹弹性性，弹弹性性纤纤维维的的伸伸展展性性比比同同样样横横截截面面积积的的橡橡皮条至少大皮条至少大5倍。倍。弹弹性性蛋
49、蛋白白由由两两种种类类型型短短肽肽段段交交替替排排列列构构成成：一一种种是是疏疏水水短短肽肽赋赋予予分分子子以以弹弹性性；另另一一种种短短肽肽为为富富丙丙氨氨酸酸及及赖赖氨氨酸酸残残基基的的螺螺旋旋，负负责责在在相相邻邻分分子子间间形形成成交联。交联。弹性蛋白是高度疏水的非糖基化蛋白，具有两个明显的特征弹性蛋白是高度疏水的非糖基化蛋白，具有两个明显的特征:构象呈无规则卷曲状态；构象呈无规则卷曲状态；通过通过Lys残基相互交连成网状结构。残基相互交连成网状结构。五、弹性蛋白（五、弹性蛋白（elastinelastin）第95页，讲稿共100张，创作于星期三第96页，讲稿共100张，创作于星期三六
50、、植物细胞壁（六、植物细胞壁（cellwall）植物细胞壁的植物细胞壁的组成组成植物细胞壁的功能植物细胞壁的功能 增加细胞强度，提供支持功能；增加细胞强度，提供支持功能；信息储存库的功能：产生多种寡糖信息储存库的功能：产生多种寡糖素作为信号物质，或抵抗病、虫害，素作为信号物质，或抵抗病、虫害，或作为细胞生长和发育的信号物质。或作为细胞生长和发育的信号物质。第97页，讲稿共100张，创作于星期三纤维素分子纤维素微原纤维（microfibril）,为细胞壁提供了抗张强度半纤维素（hemicellulose）:木糖、半乳糖和葡萄糖等组成的高度分支的多糖 介导微原纤维连接彼此连接或介导微原纤维与其它基