细胞间的相互作用精选课件.ppt

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1、关于细胞间的相互作用第一页，本课件共有84页没有人是一座孤岛约翰多恩l l没有人是一座孤岛，可以自全。每个人都是大陆的一片，整体的一部分。如果海水冲掉一块，欧洲就缩小，如同一个海岬失掉一角，如同你的朋友或者你自己的领地失掉一块 任何人的死亡都是我的损失，因为我是人类的一员，因此 不要问丧钟为谁而鸣，它就为你而鸣。第二页，本课件共有84页第五章第五章 细胞间的相互作用细胞间的相互作用 Cell-Cell Interactions第一节第一节 细胞通讯细胞通讯细胞间信号传递细胞间信号传递第二节第二节 细胞连接细胞连接细胞间相互黏附细胞间相互黏附第三页，本课件共有84页第一节第一节 细胞通讯细胞通讯

2、细胞间信号传递细胞间信号传递 细胞通讯的概念细胞通讯的概念 细胞通讯的类型细胞通讯的类型 信号分子信号分子 受体受体 第二信使第二信使 信息在细胞内的行程信息在细胞内的行程第四页，本课件共有84页一、细胞通讯的概念一、细胞通讯的概念 cell communication一一个个细细胞胞发发出出的的信信息息通通过过介介质质（配配体体）传传递递到到另另一一个个细细胞胞并并与与靶靶细细胞胞相相应应的的受受体体相相互互作作用用，然然后后通通过过细细胞胞信信号号转转导导产产生生细细胞胞内内一一系系列列生生理理生生化化变变化化，最最终终表表现现为为细细胞胞整整体体的的生生物物学效应的过程。学效应的过程。第

3、五页，本课件共有84页二、细胞通讯的类型二、细胞通讯的类型 直接接触直接接触 细胞间接触依赖性的通讯，细胞间直接接触，细胞间接触依赖性的通讯，细胞间直接接触，信号分子与受体都是细胞的跨膜蛋白。信号分子与受体都是细胞的跨膜蛋白。细胞通过细胞通过分泌化学信号进行通讯分泌化学信号进行通讯 内分泌（内分泌（endocrine）旁分泌（旁分泌（paracrine）自分泌（自分泌（autocrine）化学突触（化学突触（chemical synapse）传递神经信号）传递神经信号 间隙连接或胞间连丝实现代谢偶联间隙连接或胞间连丝实现代谢偶联 或电偶联或电偶联第六页，本课件共有84页细胞识别细胞识别（cel

4、lrecognition）概念：细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子（配体）选择性地相互作用，进而导致胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。信号通路（signalingpathway）细胞识别是通过各种不同的信号通路实现的。细胞接受外界信号，通过一整套特定的机制，将胞外信号转导为胞内信号，最终调节特定基因的表达，引起细胞的应答反应，这种反应系列称之为细胞信号通路。第七页，本课件共有84页三、细胞的信号分子三、细胞的信号分子signal molecule 信号分子的概念信号分子的概念 信号分子的类型信号分子的类型 亲脂性信号分子亲脂性信号分子 亲水性信号分子亲水性信号分

5、子 气体性信号分子气体性信号分子(NO)(NO)第八页，本课件共有84页四、受体四、受体（receptor）受体的概念受体的概念 受体的类型受体的类型 受体的结构域受体的结构域 受体的功能受体的功能第九页，本课件共有84页第二信使第二信使(second messenger)是是指指在在胞胞内内产产生生的的小小分分子子，其其浓浓度度的的变变化化应应答答于于胞胞外外信信号号与与细胞表面受体的结合，并在细胞信号转导中行使功能。细胞表面受体的结合，并在细胞信号转导中行使功能。第二信使的类型第二信使的类型cAMP，cGMP，Ca2+,二酰甘油（二酰甘油（DAG），），三磷酸肌醇（三磷酸肌醇（IP3）第二

6、信使学说第二信使学说(second messenger theory)胞胞外外化化学学物物质质（第第一一信信使使）不不能能进进入入细细胞胞，它它作作用用于于细细胞胞表表面面受受体体，而而导导致致产产生生胞胞内内第第二二信信使使，从从而而激激发发一一系系列列生生化化反反应应，最最后后产产生生一一定定的的生生理理效效应应，第第二二信信使使的的降降解解使使其其信信号号作作用终止。用终止。五、第二信使（五、第二信使（second messenger）第十页，本课件共有84页（六）六）分子开关分子开关（molecular switches）在在细细胞胞信信号号传传导导过过程程中中,信信息息沿沿着着一一系

7、系列列不不同同的的蛋蛋白白质质所所组组成成的的信信号号传传导导途途径径(signaling pathway)进行传递。进行传递。在在此此途途径径中中每每一一种种蛋蛋白白质质的的典典型型作作用用是是改改变变系系列列中中下下一一个个蛋蛋白白质质的的构构象象，由由此此激激活活或或抑抑制制下游蛋白质下游蛋白质。细细胞胞信信号号传传导导中中蛋蛋白白构构象象的的改改变变是是由由分分子子开开关关完成的。完成的。第十一页，本课件共有84页1.1.靶蛋白磷酸化和去磷酸化靶蛋白磷酸化和去磷酸化蛋白激酶蛋白激酶和和蛋白磷酸酶蛋白磷酸酶使使靶蛋白磷酸化靶蛋白磷酸化和和蛋白去磷酸化蛋白去磷酸化,从而调节蛋白质的活性从而

8、调节蛋白质的活性。磷酸化作用机理磷酸化作用机理：改变电荷、构象，导致蛋白质活性的：改变电荷、构象，导致蛋白质活性的 增强和降低。增强和降低。蛋白质蛋白质 蛋白质蛋白质-P蛋白激酶蛋白激酶蛋白磷酸酶蛋白磷酸酶ATPADPATPADP第十二页，本课件共有84页2.GTPase开关蛋白开关蛋白两种两种类性类性:异三聚体异三聚体G蛋白、单体蛋白、单体G蛋白蛋白两种状态两种状态:与与GTP结合时活化的结合时活化的“开启开启”状态状态;与与GDP结合时失活的结合时失活的“关闭关闭”状态。状态。辅助蛋白辅助蛋白:与与G蛋白结合并调节其活性蛋白结合并调节其活性 鸟苷酸交换因子（鸟苷酸交换因子（GEF)：促使与

9、促使与G蛋白结合的蛋白结合的GDP解离解离,同时同时G蛋白与蛋白与GTP结合而活化结合而活化。GTP酶促进蛋白（酶促进蛋白（GAP）：）：促进促进GTP水解，水解，G蛋白失活蛋白失活 G蛋白信号调节子（蛋白信号调节子（RGS）：）：促进促进GTP水解，水解，G蛋白失活蛋白失活 鸟苷酸解离抑制子鸟苷酸解离抑制子(GDI)：抑制抑制GTP水解，维持活性水解，维持活性第十三页，本课件共有84页细胞内受体细胞内受体:为胞外亲脂性信号分子所激活。为胞外亲脂性信号分子所激活。作为作为基因调控蛋白的受体基因调控蛋白的受体 作为酶的受体作为酶的受体细胞表面受体细胞表面受体:为胞外亲水性信号分子所激活，为胞外亲

10、水性信号分子所激活，细胞表面受体分属三个受体超家族：细胞表面受体分属三个受体超家族：离子通道偶联受体（离子通道偶联受体（ion-channel-coupled receptor）G蛋白偶联受体（蛋白偶联受体（G-protein-coupled receptor）酶连受体（酶连受体（enzyme-coupled receptor）第十四页，本课件共有84页受体的功能域受体的功能域结合配体的功能域：结合配体的功能域：结合特异性结合特异性产生效应的功能域：产生效应的功能域：效应特异性效应特异性第十五页，本课件共有84页 受体的功能受体的功能 介导物质跨膜运输介导物质跨膜运输 (受体介导的内吞作用受体

11、介导的内吞作用)信号传递信号传递第十六页，本课件共有84页 二、信号转导系统及其特性二、信号转导系统及其特性信号转导系统的基本组成与信号蛋白信号转导系统的基本组成与信号蛋白细胞内信号蛋白的相互作用细胞内信号蛋白的相互作用细胞内信号蛋白复合物的装配细胞内信号蛋白复合物的装配信号转导系统的特性信号转导系统的特性第十七页，本课件共有84页信号转导系统的基本组成信号转导系统的基本组成胞外信号被特异性受体所识别胞外信号被特异性受体所识别胞外信号通过适当的分子开关机制实现信号的跨胞外信号通过适当的分子开关机制实现信号的跨膜转导，产生细胞内第二信使或活化的信号蛋白。膜转导，产生细胞内第二信使或活化的信号蛋白

12、。信号放大信号放大受体脱敏或受体下调，启动反馈机制从而终止受体脱敏或受体下调，启动反馈机制从而终止或降低细胞反应或降低细胞反应。第十八页，本课件共有84页 信号蛋白信号蛋白转承蛋白转承蛋白(relay protein)(relay protein)信使蛋白信使蛋白(messenger protein)(messenger protein)接头蛋白接头蛋白(adaptor protein)(adaptor protein)放大和转导蛋白放大和转导蛋白(amplifier and transducer protein)(amplifier and transducer protein)传导蛋白传导

13、蛋白(transducer protein)(transducer protein)分歧蛋白分歧蛋白(bifurcation protein)(bifurcation protein)整合蛋白整合蛋白(integrator protein)(integrator protein)潜在基因调控蛋白潜在基因调控蛋白(latent gene regulatory protein)(latent gene regulatory protein)第十九页，本课件共有84页l特异性特异性l放大效应放大效应l网络化与反馈网络化与反馈l整合作用整合作用信号转导系统的特性信号转导系统的特性第二十页，本课件共有8

14、4页第二节第二节 细胞内受体介导的信号转导细胞内受体介导的信号转导细胞内核受体及其对基因表达的调节细胞内核受体及其对基因表达的调节NO作为气体信号分子进入靶细胞直接与酶作为气体信号分子进入靶细胞直接与酶结合结合第二十一页，本课件共有84页一、细胞内核受体及其对基因表达的调节一、细胞内核受体及其对基因表达的调节细胞内受体蛋白的细胞内受体蛋白的3 3个功能域及其作用模式个功能域及其作用模式类固醇激素的类固醇激素的受体位于细胞核内受体位于细胞核内类固醇激素诱导基因活化的两步反应阶段类固醇激素诱导基因活化的两步反应阶段：初级反应阶段：初级反应阶段：直接活化少数特殊基因转录的初 级反应阶段，快速发生。次

15、级反应阶段：次级反应阶段：初级反应的基因产物再活化其它 基因，产生延迟的次级反应，对初级反应起 放大作用。个别亲脂性小分子的个别亲脂性小分子的受体位于细胞质膜上。受体位于细胞质膜上。前列腺素前列腺素第二十二页，本课件共有84页NO作为气体信号分子进入靶细胞作为气体信号分子进入靶细胞 直接与酶结合直接与酶结合机体内一氧化氮产生的部位机体内一氧化氮产生的部位:血管内皮细胞和神经细胞一一氧氧化化氮氮释释放放调调节节作作用用机机制制:导致酶活性的增强和cGMP合成增多，cGMP作为新的信使分子介导蛋白质的磷酸化等过程，发挥多种生物学作用。一氧化氮产生的生物学作用一氧化氮产生的生物学作用:（1 1）硝酸

16、甘油治疗心绞痛，）硝酸甘油治疗心绞痛，一氧化氮介导的信号通路，一氧化氮介导的信号通路，舒舒 张血管张血管。（2 2）在参与）在参与大脑的学习记忆大脑的学习记忆生理过程中具有重要的作用。生理过程中具有重要的作用。（3 3）在生理状态下，对）在生理状态下，对脑血流的调节脑血流的调节具有十分重要的作用。具有十分重要的作用。第二十三页，本课件共有84页第三节第三节 G蛋白偶联受体介导的蛋白偶联受体介导的 信号转导信号转导G蛋白偶联受体蛋白偶联受体G蛋白偶联受体所介导的细胞信号通路蛋白偶联受体所介导的细胞信号通路第二十四页，本课件共有84页G蛋白偶联受体介导离子通道的调控蛋白偶联受体介导离子通道的调控离

17、子通道偶联受体及其信号转导离子通道偶联受体及其信号转导G蛋白偶联受体介导的离子通道及其调蛋白偶联受体介导的离子通道及其调控控Gt蛋白偶联的光受体的活化诱导蛋白偶联的光受体的活化诱导 cGMP-门控阳离子通道的关闭门控阳离子通道的关闭 第二十五页，本课件共有84页离子通道偶联的受体介导的信号跨膜传递离子通道偶联的受体介导的信号跨膜传递信号途径信号途径特点：特点：受体/离子通道复合体，四次/六次跨膜蛋白。跨膜信号转导无需中间步骤。主要存在于神经细胞或其他可兴奋细胞间的突触 信号传递。有选择性：配体的特异性选择和运输离子的选择 性。第二十六页，本课件共有84页G蛋白耦联受体蛋白耦联受体 G蛋白耦联受

18、体的概念蛋白耦联受体的概念 G蛋白耦联受体的结构蛋白耦联受体的结构 异三聚体异三聚体G蛋白蛋白 G蛋白耦联受体的激活蛋白耦联受体的激活 以及以及G蛋白的活化调节蛋白的活化调节 G蛋白耦联受体的进化起源与发现蛋白耦联受体的进化起源与发现第二十七页，本课件共有84页G蛋白偶联受体的概念蛋白偶联受体的概念是指是指配体配体受体复合物受体复合物与与靶蛋白（效应酶靶蛋白（效应酶或通道蛋白）或通道蛋白）的作用要通过的作用要通过与与G蛋白的偶蛋白的偶联联，在细胞内产生第二信使，从而将胞外，在细胞内产生第二信使，从而将胞外信号跨膜传递到胞内影响细胞的行为。信号跨膜传递到胞内影响细胞的行为。“配体配体-受体受体”

19、复合物复合物 “受体受体-G蛋白蛋白”复合物复合物 “G蛋白蛋白-靶蛋白靶蛋白”复合物复合物第二十八页，本课件共有84页异三聚体异三聚体G蛋白蛋白结构结构 G:具有具有GTPase活性，是分子开关蛋白活性，是分子开关蛋白 G、G：形成异二聚体：形成异二聚体种类种类 激活型激活型:具有激活性的具有激活性的GS,激活效激活效应应器蛋白活性器蛋白活性 抑制型抑制型:具有抑制性的具有抑制性的Gi,抑制效抑制效应应器蛋白活性器蛋白活性第二十九页，本课件共有84页G蛋白偶联受体的结构蛋白偶联受体的结构7个个螺旋区。螺旋区。螺旋区由螺旋区由22-24个氨基酸残基个氨基酸残基组组成。成。环状结构域环状结构域C

20、3对受体与对受体与G蛋白相互作用具蛋白相互作用具有重要作用。有重要作用。N末端在细胞外。末端在细胞外。C末端胞质侧。末端胞质侧。第三十页，本课件共有84页二、二、G蛋白偶联受体介导的信号通路蛋白偶联受体介导的信号通路G蛋白偶联受体所介导的信号通路尊从相似蛋白偶联受体所介导的信号通路尊从相似的顺序的顺序:G蛋白偶联受体的激活蛋白偶联受体的激活:配体配体-受体复合物受体复合物 G蛋白的活化蛋白的活化:受体受体-G蛋白复合物蛋白复合物 效应器蛋白的激活效应器蛋白的激活:G-效应器蛋白效应器蛋白复合物复合物 第二信使系统运行第二信使系统运行 反应终止反应终止第三十一页，本课件共有84页二、二、G蛋白偶

21、联受体介导的信号通路蛋白偶联受体介导的信号通路根据效应器蛋白的不同和效应器蛋白所根据效应器蛋白的不同和效应器蛋白所产生的第二信使的类型产生的第二信使的类型,G蛋白偶联受体蛋白偶联受体所介导的信号通路的类型有以下三种所介导的信号通路的类型有以下三种:第三十二页，本课件共有84页第四节第四节 酶连受体介导的信号转导酶连受体介导的信号转导受体酪氨酸激酶及受体酪氨酸激酶及RTK-RasRTK-Ras蛋白信号通路蛋白信号通路细胞表面其他与酶连受体细胞表面其他与酶连受体细胞表面整联蛋白介导的信号转导细胞表面整联蛋白介导的信号转导第三十三页，本课件共有84页二、细胞表面其它与酶连受体二、细胞表面其它与酶连受

22、体受体丝氨酸受体丝氨酸/苏氨酸激酶（苏氨酸激酶（TGF-受体）受体）受体酪氨酸磷酸酯酶受体酪氨酸磷酸酯酶 受体鸟苷酸环化酶（受体鸟苷酸环化酶（ANPs-signals）酪氨酸蛋白激酶联系的受体酪氨酸蛋白激酶联系的受体两大家族：一是与Src蛋白家族相联系的受体；二是与Janus激酶家族联系的受体。信号转导子和转录激活子（signal transducer and actvator of transcription，STAT）与Jak-STAT途径。第三十四页，本课件共有84页信号传递系统的基本组成信号传递系统的基本组成cAMP信号通路信号通路激素激素G蛋白偶联受体蛋白偶联受体G蛋白蛋白(G)腺苷

23、酸环化酶腺苷酸环化酶 cAMP cAMP依赖的蛋白激酶依赖的蛋白激酶A基因调控蛋白基因调控蛋白 基因转录基因转录 细胞反应。细胞反应。六、信息在细胞内的行程六、信息在细胞内的行程第三十五页，本课件共有84页 例：例：肾上腺素受体被激活后，肾上腺素受体被激活后，10-15秒秒cAMP骤增，然后在不到骤增，然后在不到 1min内反应速降，以至消失。内反应速降，以至消失。受体活性快速丧失（速发相）受体活性快速丧失（速发相）-失敏（失敏（desensitization）机制：机制：受体磷酸化受体磷酸化 受体与受体与Gs解偶联，解偶联，cAMP反应停止并被反应停止并被 PDE降解。降解。两种两种Ser/

24、Thr磷酸化激酶：磷酸化激酶：PKA 和和 肾上腺素受体激酶（肾上腺素受体激酶（ARK），），负责受体磷酸化；负责受体磷酸化；胞内协作因子胞内协作因子 扑获蛋白（扑获蛋白（arrestin）-结合磷酸化的受体，抑结合磷酸化的受体，抑制其功能活性（制其功能活性（arrestin 已克隆、定位已克隆、定位11q13）。）。反应减弱（迟发相）反应减弱（迟发相）-减量调节（减量调节（down-regulation）机制：机制：受体受体-配体复合物内吞，导致表面受体数量减少，发现配体复合物内吞，导致表面受体数量减少，发现 arrestin可直接与可直接与Clathrin结合，在内吞中起结合，在内吞中起a

25、deptors作用；作用；受体减量调节与内吞后受体的分选有关。受体减量调节与内吞后受体的分选有关。GPLR的失敏的失敏第三十六页，本课件共有84页 细胞细胞识别识别组织特异的细胞表面标记组织特异的细胞表面标记 细胞连细胞连接接形成组织形成组织 细胞外基质细胞外基质 第二节第二节 细胞连接细胞连接细胞间相互黏合细胞间相互黏合第三十七页，本课件共有84页二、二、细胞连接的细胞连接的功能分类功能分类 紧密连接紧密连接 (tightjunction)锚定连接锚定连接 (anchoringjunctions)通讯连接通讯连接 (communicatingjunctions)间隙连接间隙连接 (gap j

26、unction)神经细胞间的化学突触神经细胞间的化学突触 (chemical synapse)植物细胞中的胞间连丝植物细胞中的胞间连丝 (plasmodesmata)第三十八页，本课件共有84页一、封闭连接一、封闭连接紧密连接紧密连接(tight junction)1、存在部位存在部位 紧密连接是封闭连接的主要形式，存在于上皮细胞之间紧密连接是封闭连接的主要形式，存在于上皮细胞之间2、紧密连接的紧密连接的结构结构 紧密连接紧密连接嵴线嵴线中的两类蛋白：中的两类蛋白：封闭蛋白（封闭蛋白（occludinoccludin），跨膜四次的膜蛋白（），跨膜四次的膜蛋白（60KD60KD）claudinc

27、laudin蛋白家族（现已发现蛋白家族（现已发现1515种以上）种以上）3、紧密连接的功能紧密连接的功能形成渗漏屏障，起重要的形成渗漏屏障，起重要的封闭作用封闭作用隔离作用，使游离端与基底面质膜上的膜蛋白行使各自不隔离作用，使游离端与基底面质膜上的膜蛋白行使各自不 同的膜功能同的膜功能支持功能支持功能 第三十九页，本课件共有84页二、锚定连接二、锚定连接 锚定连接的分布锚定连接的分布 锚定连接的类型、结构与功能锚定连接的类型、结构与功能 锚定连接的结构组成锚定连接的结构组成 第四十页，本课件共有84页1、锚定连接的分布锚定连接的分布在在组组织织内内分分布布很很广广泛泛,在在上上皮皮组组织织、心

28、心肌肌和子宫颈等组织中含量尤为丰富。和子宫颈等组织中含量尤为丰富。通通过过锚锚定定连连接接将将相相邻邻细细胞胞的的骨骨架架系系统统或或将将细细胞胞与与基基质质相相连连形形成成一一个个坚坚挺挺、有有序序的的细细胞群体。胞群体。第四十一页，本课件共有84页2、锚定连接的类型、结构与功能锚定连接的类型、结构与功能(1)(1)与中间纤维相连的锚定连接与中间纤维相连的锚定连接桥桥 粒粒:铆铆接接相相邻邻细细胞胞，提提供供细细胞胞内内中中间间纤纤维维的的锚锚定定位位点点，形形成成整整体体网网络络，起起支支持持和和抵抵抗抗外外界界压力与张力的作用。压力与张力的作用。半半桥桥粒粒:半半桥桥粒粒与与桥桥粒粒形形

29、态态类类似似,但但功功能能和和化化学学组组成成不不同同。它它通通过过细细胞胞质质膜膜上上的的膜膜蛋蛋白白整整合合素素将将上上皮皮细细胞胞固固着着在在基基底底膜膜上上,在在半半桥桥粒粒中中，中中间间纤纤维维不不是是穿过而是终止于半桥粒的致密斑内。穿过而是终止于半桥粒的致密斑内。第四十二页，本课件共有84页2、锚定连接的类型、结构与功能锚定连接的类型、结构与功能(2)(2)与肌动蛋白纤维相连的锚定连接与肌动蛋白纤维相连的锚定连接粘粘合合带带：位位于于紧紧密密连连接接下下方方,相相邻邻细细胞胞间间形形成成一一个个连连续续的的带带状状结结构构。间间隙隙约约15-15-20nm,20nm,也称带状桥粒也

30、称带状桥粒(belt desmosome)(belt desmosome)。粘粘合合斑斑:细细胞胞通通过过肌肌动动蛋蛋白白纤纤维维和和整整连连蛋蛋白与白与细胞外基质细胞外基质之间的连接方式。之间的连接方式。第四十三页，本课件共有84页3、锚定连接的结构组成锚定连接的结构组成 跨膜粘连蛋白跨膜粘连蛋白（glycoprotein）桥桥 粒和粘合带：钙粘蛋白粒和粘合带：钙粘蛋白 半桥粒和粘合斑：整联蛋白半桥粒和粘合斑：整联蛋白 其细胞内的部分与细胞内锚蛋白相连其细胞内的部分与细胞内锚蛋白相连,细胞外的部分与细胞外的部分与 相邻细胞的跨膜粘连蛋白相互作用或与胞外基质相互作用。相邻细胞的跨膜粘连蛋白相互

31、作用或与胞外基质相互作用。细胞内锚蛋白细胞内锚蛋白(attachment proteins)桥粒、粘合带、半桥粒、粘合斑桥粒、粘合带、半桥粒、粘合斑 盘状胞质致密斑：盘状胞质致密斑：将特定的细胞骨架成分将特定的细胞骨架成分(中间纤维或中间纤维或 微丝微丝)同连接复合体结合在一起。同连接复合体结合在一起。第四十四页，本课件共有84页 （三）通讯连接（三）通讯连接 间隙连接间隙连接 分布广泛，几乎所有的动物组织中分布广泛，几乎所有的动物组织中都存在间隙连接。都存在间隙连接。胞间连丝胞间连丝 高高等等植植物物细细胞胞之之间间通通过过胞胞间间连连丝丝相相互连接互连接,完成细胞间的通讯联络。完成细胞间的

32、通讯联络。第四十五页，本课件共有84页1 1、间隙连接、间隙连接 间隙连接结构间隙连接结构 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的通透性是可以调节的间隙连接的通透性是可以调节的第四十六页，本课件共有84页（1 1）间隙连接结构）间隙连接结构 间间隙隙连连接接处处相相邻邻细细胞胞质质膜膜间间的的间间隙隙为为2 23nm3nm连连接接子子(connexon)(connexon)是是间间隙隙连连接接的的基基本本单单位位每每个个连连接接子子由由6 6个个连连接接蛋蛋白白connexinconnexin分分子子组组成成，连连接接子子中中心心形形成成一一个个直直径径约约1.5nm1

33、.5nm的孔道。的孔道。连接单位连接单位由两个由两个连接子连接子对接构成。对接构成。第四十七页，本课件共有84页（2 2）间隙连接的蛋白成分）间隙连接的蛋白成分 已已分分离离2020余余种种构构成成连连接接子子的的蛋蛋白白,属属同同一一 蛋白家族蛋白家族,其分子量其分子量2660KD2660KD不等。不等。连连接接子子蛋蛋白白具具有有4 4个个-螺螺旋旋的的跨跨膜膜区区，是是该蛋白家族最保守的区域。该蛋白家族最保守的区域。连连接接子子蛋蛋白白的的一一级级结结构构都都比比较较保保守守,并并有有相似的抗原性。相似的抗原性。不同类型细胞表达不同的连接子蛋白，间不同类型细胞表达不同的连接子蛋白，间隙连

34、接的孔径与调控机制有所不同。隙连接的孔径与调控机制有所不同。第四十八页，本课件共有84页（3 3）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

35、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”。第四十九页，本课件共有84页（4 4）间隙连接的通透性是可以调节的）间隙连接的通透性是可以调节的 降降低低胞胞质质中中的的pHpH值值和和提提高高自自由由CaCa2+2+的的浓浓度都可以使其通透性降低度都可以使其通透性降低间隙连接的通透性受两侧电压梯度的调间隙连接的通透性受两侧电压梯度的调 控及细胞外化学信号的调控控及细胞外化学信号的调控第五十页，本课件共有84页3、胞间连丝胞间连丝

36、3.1 胞间连丝结构胞间连丝结构 l相邻细胞质膜共同构成的直径相邻细胞质膜共同构成的直径20-40nm20-40nm的管状结构。的管状结构。3.2 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植物在发育过程中，胞间连丝结构的改变可以调节植物细胞间的物质运输。细胞间的物质运输。第五十一页，本课件共有84页一、一、细胞识别细胞识别组织特异的细胞表面标记组织特异的细胞表面标记同同种种类类型型细细胞胞间间的的彼彼此此识识别别和和粘粘连连是是许许多多组组织织结结

37、构构的的基基本本特特征征。细细胞胞与与细细胞胞间间的的识识别别和和粘粘连连是由组织特异的细胞表面标记所介导的。是由组织特异的细胞表面标记所介导的。糖脂：糖脂：大部分组织特异的细胞表面标记。大部分组织特异的细胞表面标记。MHC蛋白：蛋白：为单次夸膜的整合膜蛋白，在为单次夸膜的整合膜蛋白，在胞内与细胞骨架成分相连。胞内与细胞骨架成分相连。第五十二页，本课件共有84页（一）类型（一）类型 钙粘蛋白（钙粘蛋白（Cadherins）选择素（选择素（Selectin）免疫球蛋白超家族的免疫球蛋白超家族的CAM(Ig Superfamily，IgSF)整联蛋白（整联蛋白（Integrins）质膜整合蛋白聚糖

38、也介导细胞间的粘着。质膜整合蛋白聚糖也介导细胞间的粘着。第五十三页，本课件共有84页Cadherins：属属同同亲亲性性依依赖赖Ca2+的的细细胞胞粘粘连连糖糖蛋蛋白白，介介导导依依赖赖Ca2+的的细细胞胞粘粘着着和和从从ECM到到细细胞胞质质传传递递信信号号。对对胚胚胎胎发发育育中中的的细细胞胞识识别别、迁迁移移和和组组织织分分化化以以及及成成体体组组织织器器官官构构成成具具有有主主要要作作用。（用。（30多个成员的糖蛋白家族）多个成员的糖蛋白家族）E-Cadherins(epithelial),N-Cadherins(neural)，P-Cadherins(placental)，桥粒钙粘素

39、。桥粒钙粘素。第五十四页，本课件共有84页Selectin：属异亲性依赖于属异亲性依赖于Ca2+的能与特异糖基识的能与特异糖基识 别并相结合的糖蛋白，其胞外部分具有凝别并相结合的糖蛋白，其胞外部分具有凝 集素样结构域集素样结构域(lectin-like domain)。主要参与白细胞与脉管内皮细胞之间的主要参与白细胞与脉管内皮细胞之间的 识别与粘着。识别与粘着。P(Platelet)选择素、选择素、E(Endothelial)选择素选择素 L(Leukocyte)选择素。选择素。第五十五页，本课件共有84页Ig-Superfamily，IgSF：分分子子结结构构中中具具有有与与免免疫疫球球蛋蛋

40、白白类类似似的的结结构构域域的的CAM超超家家族族。介介导导同同亲亲性性细细胞胞粘粘着着或或介介导导异异亲亲性性细细胞胞粘粘着着,但但其其粘粘着着作作用用不不依依赖赖Ca2+，其其中中N-CAMs 在在神神经经组组织织细细胞胞间间的的粘着中起主要作用。粘着中起主要作用。第五十六页，本课件共有84页Integrins：由由 和和 两两个个亚亚基基形形成成的的异异源源二二聚聚体体糖糖蛋蛋白白。人人体体细细胞胞中中已已发发现现24种种 亚亚基基和和9种种 亚亚基基，可可与与不不同同的的配配体体结结合合，从从而而介介导细胞与基质、细胞与细胞之间的粘着。导细胞与基质、细胞与细胞之间的粘着。第五十七页，本

41、课件共有84页（二）粘着方式（二）粘着方式 细胞中主要的粘连分子家族细胞中主要的粘连分子家族 与细胞锚定连接相关的粘连分子与细胞锚定连接相关的粘连分子 非锚定连接（非锚定连接（nonjunctional nonjunctional adhesionadhesion）的细胞粘连分子及其作用部位）的细胞粘连分子及其作用部位第五十八页，本课件共有84页 细胞与细胞连接主要成员Ca2+或Mg2+依赖性胞内骨架成分与细胞连接关系钙粘素选择素免疫球蛋白类血细胞整合素E、N、P-钙粘素桥粒钙粘素P-选择素N-细胞粘着分子Lb2+-+Actin纤维中等纤维Actin纤维粘着带桥粒-细胞与基质连接整合素质膜蛋白

42、聚糖约20种类型6b4Syndecans+-Actin纤维中等纤维Actin纤维粘着斑半桥粒-细胞中主要的粘连分子家族细胞中主要的粘连分子家族第五十九页，本课件共有84页细胞连接类型粘连分子胞外胞内某些结合蛋白细胞骨架类型细胞与细胞连接桥粒钙粘素desmogleinsdesmocollins相邻细胞的钙粘素desmoplakinsplakoglobin中等纤维粘着带钙粘素(E-钙粘素)同上VinculinCatenin微丝细胞与胞外基质连接半桥粒整合素（64）胞外基质蛋白(基底膜蛋白）desmoplakin-like蛋白中等纤维粘着斑整合素胞外基质蛋白talinvinculin-actinin

43、微丝与细胞锚定连接相关的粘连分子与细胞锚定连接相关的粘连分子与细胞锚定连接相关的粘连分子与细胞锚定连接相关的粘连分子 第六十页，本课件共有84页三、细胞外基质三、细胞外基质 细胞外基质的概及功能念细胞外基质的概及功能念 细胞外基质的成分细胞外基质的成分 真核细胞的细胞外结构真核细胞的细胞外结构第六十一页，本课件共有84页（二）细胞外基质的成分（二）细胞外基质的成分动物细胞动物细胞 结构蛋白：结构蛋白：胶原和弹性蛋白胶原和弹性蛋白 糖胺聚糖和蛋白聚糖糖胺聚糖和蛋白聚糖 粘连糖蛋白：粘连糖蛋白：纤粘连蛋白和层粘连蛋白纤粘连蛋白和层粘连蛋白 基膜与细胞外被基膜与细胞外被植物细胞植物细胞 植物细胞壁植

44、物细胞壁第六十二页，本课件共有84页1、胶原、胶原(collagen)胶原是胞外基质最基本结构成份之一，动物体内含量最丰富的蛋白，占人体蛋白总量的25以上。胶原类型及其在组织中的分布胶原类型及其在组织中的分布 胶原的分子结构胶原的分子结构 胶原的合成与组装胶原的合成与组装 胶原的组织胶原的组织 胶原的功能胶原的功能 第六十三页，本课件共有84页3、糖胺聚糖和蛋白聚糖、糖胺聚糖和蛋白聚糖糖胺聚糖糖胺聚糖 (glycosaminoglycan,GAGs)蛋白聚糖蛋白聚糖 (proteoglycan)第六十四页，本课件共有84页4、纤粘连蛋白和层粘连蛋白、纤粘连蛋白和层粘连蛋白 纤粘连蛋白纤粘连蛋白

45、(fibronectin)层粘连蛋白层粘连蛋白(laminin)第六十五页，本课件共有84页2、弹性蛋白、弹性蛋白(elastin)弹弹性性蛋蛋白白是是弹弹性性纤纤维维的的主主要要成成分分；主主要要存存在在于于脉脉管管壁及肺。壁及肺。弹弹性性纤纤维维与与胶胶原原纤纤维维共共同同存存在在,分分别别赋赋予予组组织织以以弹弹性性及抗张性。及抗张性。弹弹性性蛋蛋白白是是高高度度疏疏水水的的非非糖糖基基化化蛋蛋白白，具具有有两两个个明明显显的特征的特征: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。第六十六页，本课件共有84页6、植物细胞壁、植物

46、细胞壁 细胞壁的化学组成与结构细胞壁的化学组成与结构 初生细胞壁与次生细胞壁初生细胞壁与次生细胞壁 植物细胞壁的功能植物细胞壁的功能第六十七页，本课件共有84页（一）细胞外基质的概念及功能（一）细胞外基质的概念及功能细胞外基质细胞外基质(extracellular matrix)指分布于细胞外空间指分布于细胞外空间,由细胞分泌的蛋白质和多糖所构由细胞分泌的蛋白质和多糖所构 成的成的网络结构网络结构。主要功能主要功能 构成支持细胞的框架，负责组织的构建。构成支持细胞的框架，负责组织的构建。胞外基质三维结构及成份的变化胞外基质三维结构及成份的变化,改变细胞微环境从改变细胞微环境从 而对与其接触的细

47、胞的存活、迁移、增殖、分化、而对与其接触的细胞的存活、迁移、增殖、分化、形态以及其他功能产生重要的调控作用。形态以及其他功能产生重要的调控作用。胞外基质的信号功能胞外基质的信号功能。第六十八页，本课件共有84页5、基膜与细胞外被、基膜与细胞外被基膜位置基膜位置 位位于于上上皮皮层层的的基基底底面面，将将上上皮皮细细胞胞与与结结缔缔组组织织分分开。开。基膜成分基膜成分 型胶原型胶原、蛋白聚糖、层粘连蛋白以及巢蛋白、蛋白聚糖、层粘连蛋白以及巢蛋白基膜功能基膜功能 对组织起支撑作用；对组织起支撑作用；调节分子以及细胞运动和渗透性屏障。调节分子以及细胞运动和渗透性屏障。第六十九页，本课件共有84页5、

48、基膜与细胞外被、基膜与细胞外被细胞外被细胞外被 细细胞胞外外被被(cell coat)又又称称糖糖萼萼(glycocalyx)指指细细胞胞质质膜膜外外表表面面覆覆盖盖的的一一层层粘粘多多糖糖物物质质，实实际际指指细细胞胞表表面面与与质质膜膜中中的的蛋蛋白白或或脂类分子共价结合的寡糖链。脂类分子共价结合的寡糖链。第七十页，本课件共有84页5、基膜与细胞外被、基膜与细胞外被功能功能1.1.细胞识别：细胞识别：寡糖链的单糖残基具有一定的排列寡糖链的单糖残基具有一定的排列顺序形成识别的分子基础，细胞表面有寡糖的专顺序形成识别的分子基础，细胞表面有寡糖的专一受体。实质是分子识别一受体。实质是分子识别2.

49、2.血型抗原血型抗原3.3.酶：酶：糖蛋白糖蛋白4.4.对膜蛋白起保护作用对膜蛋白起保护作用5.5.帮助蛋白质正确折叠，维持正确的三维构象帮助蛋白质正确折叠，维持正确的三维构象第七十一页，本课件共有84页（三）真核细胞的细胞外结构（三）真核细胞的细胞外结构（extracellular structures）生物种类 细胞外 结构 结构纤维 水化基质 组分 粘连分子 动物 细 胞植 物细 胞细胞外 基质细胞壁 胶原弹性蛋白 纤维素 蛋白聚糖 半纤维素伸展蛋白 纤粘连蛋白层粘连蛋白 果胶质 第七十二页，本课件共有84页胶原类型及其在组织中的分布胶原类型及其在组织中的分布胶原是细胞外基质中最主要的水

50、不溶性纤维蛋白。型胶原含量最丰富,形成类似的纤维结构，但并非所有胶原都形成纤维。型型胶胶原原纤纤维维束束,主主要要分分布布于于皮皮肤肤、肌肌腱腱、韧韧带带及及骨骨中，具有很强的抗张强度。中，具有很强的抗张强度。型胶原主要存在于软骨中。型胶原主要存在于软骨中。型型胶胶原原形形成成微微细细的的原原纤纤维维网网，广广泛泛分分布布于于伸伸展展性性的的组织，如疏松结缔组织中。组织，如疏松结缔组织中。型胶原形成二维网格样结构，是基膜的主要成分及支型胶原形成二维网格样结构，是基膜的主要成分及支架。架。第七十三页，本课件共有84页分子结构分子结构 胶原纤维的基本结构单位是胶原纤维的基本结构单位是原胶原原胶原；