第八章 微丝 第九章 微管 第十章 中间纤维

第八章微丝
本章重点：微丝的功能微丝特异性药物主要内容：
形态结构：
存在形式：分散存在，聚集成束，交联成网
微
丝
的
化
学
组
成
肌肉由肌原纤维组成肌原纤维: 粗肌丝和细肌丝组成，
粗肌丝：肌球蛋白细肌丝：肌动蛋白/原肌球蛋白/肌钙蛋白。

微丝的组装
一．在适宜的温度，存在ATP、K+、Mg2+离子的条件下，（达临界浓度以上）肌动蛋白单体可自组装为纤维。

组装步骤：
1.成核：几个G-肌动蛋白开始聚合形成核心结构；
2.微丝生长：G-肌动蛋白从两端加到多聚体上，加到正端比加到负端速度快10倍以上。

（此为结构极性；功能极性即行使功能具有方向性）
3.处于平衡状态：微丝延长到一定时期，游离肌动蛋白单体浓度降低至临界浓度，正端延长速度等于负端缩短速度，长度处于平衡状态（此过程---踏车现象）
二．微丝组装的非稳态动力模型
ATP肌动蛋白浓度高时，纤维末端形成一连串的ATP肌动蛋白---ATP 帽。

ATP肌动蛋白对F-肌动蛋白亲和力高。

ADP肌动蛋白亲和力低。

三．★微丝特异性药物（重点）
细胞松弛素B可切断微丝纤维，并结合在微丝末端抑制肌动蛋白加合到微丝纤维上，特异性的抑制微丝功能。

鬼笔环肽与微丝能够特异性的结合，使微丝纤维稳定而抑制其解聚。

荧光标记的鬼笔环肽可特异性的显示微丝。

★微丝功能（重点）：
五月天 - 时光机.wma（1）维持细胞的形态：参与构成细胞骨架，很多细胞质膜下有肌动蛋白和一些微丝结合蛋白形成的骨架网络，使细胞膜具有一定的强度和韧性，维持形态。

（形成微绒毛和应力纤维）（2）肌肉的收缩：骨骼肌细胞的收缩单位是肌原纤维。

肌肉收缩是细肌丝与粗肌丝相互滑动所致。

（3）细胞的运动与物质转运：
1.细胞运动
质膜下平行排列的肌动蛋白纤维使细胞产生各种运动。

如阿米巴运动，变皱膜运动，胞质环流及吞噬活动等。

这些运动可被细胞松弛素抑制。

（变皱膜运动：1.微丝伸长，细胞表面突起，形成伪足；2.伪足与基质接触部位形成黏着斑；3.黏着斑解离，细胞向前移动。

）
2．物质运输（膜泡运输）
（4）参与胞质分裂：有丝分裂末期，两个即将分离的子细胞内产生收缩环，收缩环由平行排列的微丝和肌球蛋白II组成。

（用细胞松弛素B处理细胞，胞质不分离，形成双核或多核细胞。

）
（5）形态发生：两栖类胚胎发育中神经管的形成；顶体反应等。

（6）其他功能：参与细胞连接，如形成黏着绊和黏着带；参与细胞的信号转导
思考题答案：
名词解释
细胞骨架：真核细胞中的蛋白纤维网络结构，主要包括微管、微丝和
中间纤维。

微丝：普遍存在于真核细胞中的，参与维持细胞形态，肌肉收缩，变形运动变皱膜运动，胞质环流，吞噬活动以及胞质分裂的纤维状结构。

肌动蛋白：是构成微丝的基本成分，在进化上高度保守，纯化的肌动蛋白单体为球形肌动蛋白，多聚体为纤维形肌动蛋白，根据等电点不同分为：α肌动蛋白，β和γ肌动蛋白。

变皱膜运动：培养细胞时，细胞表面变皱，形成许多波动式的皱和突起，这是由于细胞膜下肌动蛋白纤维的收缩，使皱和突起不断交替地与玻璃表面接触，形成黏着斑，当黏着斑解离时，细胞就向前移。

胞质环流：植物细胞中胞质绕液泡环形缓慢流动的现象。

动力来自肌动蛋白与肌球蛋白的相互作用
考题回顾：
在微丝特异性药物上会出填空选择题
第九章微管
本章重点：微观的功能（尤其是P101图9－7）
秋水仙素，长春花碱和紫杉醇
主要内容：
形态结构：
1.由13条原纤维（球形微管蛋白结合而成）纵横螺旋排列构成的中空的圆柱状
结构
2. 每条原纤维由球形微管蛋白结合而成
3. 存在形式：单管，二联管，三联管
4.
微管的组装
一．体外组装 条件：
1. 一定的微管蛋白浓度；
2. GTP 提供能量，偏酸（最适pH6.9）；
3.需Mg 2＋存在；
4.一定的温度(最适为37℃） 步骤：
1.微管蛋白二聚体形成原纤维；
微管的化学组成
MAP-1
MAP-2:分布在神经细胞胞体和树突中，热敏感蛋白质，可在微管间形成横桥（但不使微管成束），或作为一种胞质动力蛋白，与轴突的逆向运输有关。

Tau ：大量存在于中枢及其周围神经细胞的轴突
中，与微管蛋白相结合以促进其聚合形成微管，加强微管的动力学稳定性，降低微管蛋白的解离，并诱导微管成束。

MAP4
由于MAP 定性。

所以MAP
2.多股原纤维并列结合成片层，再合拢成短微管；
3.二聚体不断加到短微管的两端，使微管逐渐延长至平衡状态。

说明：•微管具有极性，(+)极生长速度快，(-)极生长速度慢。

• 微管和微丝一样具有踏车行为。

•大多数微管处于动态组装和去组装状态（纺锤体）。

• 370C，钙离子浓度低等因素利于组装；40C以下，钙离子浓度高有利于去组装。

特异性药物：
★秋水仙素（最重要的微管工具药物）阻止微管成核反应，阻止其他微管二聚体的加入，长春花碱可引起微管去组装。

紫杉醇促进微管聚合和稳定已聚合微管（治疗多种癌症理想药物）
二．体内组装
微管组织中心（MTOC）是微管进行组装的区域，染色体的动粒，中心体、基体(纤毛，鞭毛)均具有微管组织中心的功能。

所有微管组织中心都具有γ微管球蛋白。

作用：1.确定微管的极性，负端在中心处，正端离开MTOC。

2.确定所形成的微管中的原纤维数目
微管蛋白与疾病
一 .阿尔茨海默病 AD （神经纤维缠结(Tau 蛋白)，老年斑）
二 .纤毛不动综合症（纤毛结构缺陷）
★微管功能（重点）
一、维持细胞形态，细胞不对称形状的维持与微管分布有密切关系；
二、★参与细胞内物质运输，可以作为细胞内小泡及颗粒物质运输的轨道。

（P101图9－7要特别掌握）
三、维持细胞器的空间定位，微管可固定细胞核，线粒体，内质网，和高尔基复合体的位置，并参与这些细胞器的位移。

四、构成纺锤体，细胞从间期进入分裂期时，微管解聚为微管蛋白，经重新组装，形成纺锤体参与染色体的运动。

五、作为中心粒、纤毛和鞭毛基本结构成分，它们是细胞中稳定的微管结构
思考题答案：
微管：是具有极性的细胞骨架，由13条原纤维纵形螺旋排列构成的具有维持细胞形态参与细胞内物质运输等功能的中空圆柱状结构。

微管结合蛋白(MAP)：附着于微管多聚体上，参与微管的组成并增加微管的稳定性的蛋白。

鞭毛：是真核细胞伸出细胞表面的特化结构，鞭毛比较长而数目少，主要是由基体、杆部区和末端组成。

精子及许多原生动物都以鞭毛或纤毛为运动器。

纤毛：是真核细胞伸出细胞表面的特化结构，比较短，数目多。

主要是由基体、杆部区和末端组成。

精子及许多原生动物都以鞭毛或纤毛为运动器。

微管组织中心：是微管进行组装的区域，染色体的动粒，中心体、基体(纤毛，鞭毛)均具有微管组织中心的功能。

所有微管组织中心都具有γ微管球蛋白。

有确定微管的极性，确定所形成的微管中的原纤维
数目的作用。

中心体：由两个相互垂直的中心粒构成，周围有一些无定形或纤维形、高电子密度的物质，叫做外中心粒物质。

中心粒由9组3联微管构成，不直接参与微管蛋白的核化，具有召集PCM（中心粒周围物质）的作用。

中心粒：成对存在彼此相互垂直排列构成中心体的圆筒状小体。

考点回顾：
在秋水仙素，长春花碱和紫杉醇的功能和相关应用上出过填空题
第十章中间纤维
主要内容：
中间纤维（中间丝／中丝）形态结构：
1.单根呈绳索状，多根形成纤维网格；
2.外与细胞膜及细胞外基质相连，内与核纤层直接联系。

化学组成和类型：
单体：蛋白质纤维分子【杆部高度保守，头部（氨基端），尾部（羧基端）】。

类型（根据：组织来源和免疫学性质）：角蛋白纤维，波形纤维，节蛋白纤维，神经元纤维，神经胶质纤维。

中间纤维结合蛋白（IFAP）：一类在结构和功能上与中间纤维联系密切的蛋白，在细胞内与中间纤维共分布，且具有细胞和组织的特异性。

Eg.聚纤蛋白：能使角蛋白纤维聚集
网蛋白：能在中间纤维、微管、微丝间形成横桥
桥板蛋白：参与桥粒的形成
锚蛋白：在细胞的基质部使中间丝与微丝相结合
组装：
过程：①两个单体，形成两股超螺旋二聚体（角蛋白为异二聚体）
②两个二聚体反向平行,交错排列组装成四聚体
③四聚体再相互连成一条原纤维
④8条原纤维组成中间纤维（对称，不具极性）
中间纤维的装配特点：
1.由于IF是由反向平行的α螺旋组成的，所以和微丝，微管不同的是，它没有极性。

2.细胞内的中间纤维蛋白绝大部分组装成中间纤维，而不象微丝和微管那样存在蛋白库（仅约30%左右的处于装配状态）。

3.IF的装配与温度和蛋白浓度无关，不需要A TP或GTP。

功能：
1. 维持细胞器的空间定位，在细胞内形成一个完整的网架支持系统，对细胞核起支持和稳定作用，与线粒体等膜性细胞器有密切联系。

2. 增加细胞的机械强度，在受到较大的变形力时不易断裂，比微丝和微管更耐受剪切力；
3. 参与桥粒和半桥粒的形成
4. 与遗传信息的传递及细胞的分化有关，与mRNA的运输有关，并对mRNA的胞内定位和翻译有决定性作用。

★细胞骨架三种组分的比较。