医学细胞生物学 第七章细胞骨架
细胞生物学 第七章 细胞骨架[可修改版ppt]
![细胞生物学 第七章 细胞骨架[可修改版ppt]](https://img.taocdn.com/s3/m/1f14218abe23482fb5da4c98.png)
MAP2
*参与某些细胞结构的形成
MAP1
*参与胞内物质运输
MAP1C
*控制微管定位
+端追踪蛋白
、
4.微管的组装及其调节： （1）微管的体外装配 （2）微管的体内装配 （3）微管装配的调节
（1）微管的体外装配
（1）微管的体外装配
微管体外装配的过程与踏车现象
（2）微管的体内装配
微管组织中心 （microtubule organizing center， MTOC ）
（1）肌肉收缩系统中的微丝结合蛋白 （2）非肌细胞中的微丝结合蛋白
（1）肌肉收缩系统中的微丝结合蛋白 1）原肌球蛋白（tropomyosin，Tm） 2）肌钙蛋白（troponin） 3）肌球蛋白Ⅱ （myosin Ⅱ）
（1）肌肉收缩系统中的微丝结合蛋白
Tn-C（钙结合亚基） Tn-I（抑制亚基）
肌动蛋白 肌钙蛋白 原肌球蛋白
Tn-T（原肌球蛋白结合亚基）
细肌丝的结构的分子结构
（1）肌肉收缩系统中的微丝结合蛋白
肌球蛋白Ⅱ （myosin Ⅱ ）
由两条多肽重链和两对轻链组成
肌球蛋白纤维
肌球蛋白的组装机制及两极纤维电镜照片
（2）非肌细胞中的微丝结合蛋白
4.微丝的组装及其调节
肌动蛋白纤维的装配（踏车现象）
5.微丝的主要功能
肌动蛋白皮层
片状伪足 基质
（2）参与细胞运动 ——变形运动
回缩
＋端肌动蛋白聚合, 使伪足向前延伸
非聚合态肌动蛋白的移动
变形运动
点接触
噬中性粒细胞的趋化性
细胞变形运动模式图
5.微丝的主要功能
（2）参与细胞运动 ——胞质分裂
5.微丝的主要功能
《细胞生物学》复习题第七章
第七章细胞骨架与细胞的运动1.名词解释：细胞骨架、微管组织中心(MTOC)、γ-微管蛋白环形复合体(γ-TuRC)、中心体、踏车运动、驱动蛋白、动力蛋白。
※细胞骨架：真核细胞质中的蛋白质纤维网架体系，由3种不同的蛋白纤维结构组成——微管、微丝、中间丝。
※微管组织中心：微管的聚合从特异性核心形成位点开始，主要是中心体、纤毛的基体。
帮助微管装配的成核。
※γ-微管蛋白环形复合体：可形成10～13个γ-微管蛋白分子的环形结构（螺旋花排列），组成一个开放的环状模板，与围观具有相同直径。
可刺激微管核心形成，包裹微管负端，阻止微管蛋白渗入。
还能影响微管从中心粒上释放。
※中心体：是动物细胞中决定微管形成的一种细胞器，包括中心粒和中心粒旁物质。
两个桶状、垂直排列的中心粒，包埋在中心粒旁物质中。
在细胞间期，中心体位于细胞核附近，在有丝分裂期，位于纺锤体的两极。
※踏车运动：微管的聚合与解聚持续进行，经常是一端聚合，为正端；另一端解聚，是负端，这种微管装配方式，称“踏车运动”。
※细胞内各细胞器和所有的物质转运都与微管密切相关；微管的物质运输由微管动力蛋白（或马达蛋白）完成，共有几十种，可分为三大家族：驱动蛋白kinesin，动力蛋白dynein和肌球蛋白myosin家族（肌球蛋白以肌动蛋白纤维为运行轨道）驱动蛋白与动力蛋白的两个球状头部是与微管专一结合，具有ATP酶活性，水解ATP供能完成与微管结合、解离、再结合的动作。
驱动蛋白：由两条重链和两条轻链组成。
一对与微管结合的球状头部——ATP水解酶，水解ATP产生能量进行运动；将货物由负端运输向正端。
动力蛋白：目前已知的最大的、最快的分子运输蛋白。
由两条重链和几种中等链、轻链组成，头部具有ATP水解酶活性。
沿着微管的正端向负端移动。
为物质运输，也为纤毛运动提供动力。
在分裂间期，参与细胞器的定位和转运。
2.三种骨架蛋白的分布如何？微丝：主要分布在细胞质膜的内侧。
微管：主要分布在核周围，并呈放射状向胞质四周扩散。
《医学细胞生物学》第07章 细胞骨架与细胞的运动
6、微管由_____分子组成的，微管的单体形式是_____和_____组成的异二聚体。
7、外侧的微管蛋白双联体相对于另一双联体滑动而引起纤毛摆动，在此过程中起重要作用的蛋白质复合物是_____。
8、基体类似于_____，是由9个三联微管组成的小型圆柱形细胞器。
9、_____位于细胞中心，在间期组织细胞质中微管的组装和排列。
A、支持作用 B、吞噬作用 C、主动运输 D、变形运动 E、变皱膜运动
8.对中间纤维结构叙述错误的是（ ）。
A、直径介于微管和微丝之间 B、为实心的纤维状结构
C、为中空的纤维状结构 D、两端是由氨基酸组成的化学性质不同的头部和尾部
答：微管组织中心是指微管装配的发生处。它可以调节微管蛋白的聚合和解聚，使微管增长或缩短。而微管是由微管蛋白组成的一个结构。二者有很大的不同，但又有十分密切的关系。微管组织中心可以指挥微管的组装与去组装，它可以根据细胞的生理需要，调节微管的活动。如在细胞有丝分裂前期，根据染色体平均分配的需要，从微管组织中心：中心粒和染色体着丝粒处进行微管的装配形成纺锤体，到分裂末期，纺锤体解聚成微管蛋白。所以说，微管组织中心是微管活动的指挥
7、微管组织中心（MTOC）：微管在生理状态及实验处理解聚后重新装配的发生处称为微管组织中心。动物细胞的MTOC为中心体。MTOC决定了细胞中微管的极性，微管的（-）极指向MTOC，（+）极背向MTOC。
8、胞质分裂环：在有丝分裂末期，两个即将分裂的子细胞之间产生一个收缩环。收缩环是由大量平行排列的微丝组成，由分裂末期胞质中的肌动蛋白装配而成，随着收缩环的收缩，两个子细胞被分开。胞质分裂后，收缩环即消失。
总之，微管、微丝和中间纤维是真核细胞内重要的非膜相结构，共同担负维持细胞形态，细胞器位置的固定及物质和信息传递重要功能。
细胞生物学 第七章 细胞骨架
微管的功能
（一）构成细胞的支架，维持细胞形态；
微管的功能
（二） 参与细胞内物质运输；
马达蛋白（motor protein）
• 能沿着细胞骨架铺 就的“轨道”运动 的蛋白，靠水解 ATP提供能量，介 导细胞内物质沿细 胞骨架的运输。
•
•
肌球蛋白（myosin）—— 与微丝有关的运动
驱动蛋白（kinesin）和 动力蛋白（dynein） —— 与微管有关的运动
纤维 (intermediate filament) 。
组成：由许多不同的蛋白质亚基装配成纤维状结构。 特点：弥散性、整体性、变动性
微丝 （microfilament, MF）
微管 （microtubules, MT）
中间纤维 （intermediate filament, IF）
细胞骨架的功能
13条原纤维 （一段微管）
延长
• 极性装配:
异二聚体首尾相接，组装成的微管具有极性； α微管蛋白（-），β微管蛋白（+） 在（＋）极端发生装配使微管伸长
在（－）极端发生去组装使微管缩短 ----- 踏车行为
（二）微管的体内装配：
微管组织中心（ microtubule organizing center, MTOC ）：活细胞内微管组装时总是 以某部位为中心开始聚集，这个中心称为微 管组织中心,包括中心体、基体。为微管装配 提供始发区域，控制着细胞质中微管的数量、 位置及方向。
• 装配过程及极性规律同体外组装。
中心体
中心体 (centrosome) = 2个垂直的中心粒 + 周围物质 动物细胞内微管起始的主要位点。
中心粒结构
短筒状小体， 成对存在且相互垂直。
每个中心粒由9组三联体微 管斜向排列呈风车状包围 而成，为(9＋0)结构 微管组织中心（MTOC）， 参与有丝分裂。
细胞生物学细胞骨架与细胞运动
微管组织中心（microtubule organizing center, MTOCs）
阿尔茨海默氏病——大量损伤的神经元纤维（微管蛋白聚集缺陷 信号传递紊乱）
三．细胞骨架与遗传性疾病
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，请尽量言简意赅地阐述观点。
感谢各位的观看
单击此处添加副标题
中间纤维增强细胞的强度
汇报人姓名
（五）参与染色体的运动，调节细胞分裂
参与细胞内信号传导
第二节 微 丝 microfilament , MF
存在方式: 球状肌动蛋白（globular actin, G-actin） 纤维状肌动蛋白（filamentous actin, F- actin）
形态结构：中空圆柱状结构，13根原纤维围成一周， α和β微管蛋白首尾相接，具有极性。
有三种存在形式： 单管、二联管和三联管。
三．微管结合蛋白：（microtubule-associated protein, MAP） 结合在微管表面的辅助蛋白 结构区域 功能： 碱性的微管结合区域 加速微管成核作用； 酸性的突出区域 与其他骨架纤维联系 主要类型： MAP-1（轴突和树突中） MAP-2（胞体和树突中） tau （只存在 于轴突中） MAP-4（大多数细胞中）
参与细胞连接 参与细胞内的信息传递与物质运输 维持细胞核膜稳定，与DNA的复制有关 与细胞的分化
胞质骨架三种组分的比较*
（二）微管和微丝与肿瘤化疗
长春新碱、秋水仙素（与纺锤体微管蛋白结合）— 抑制细胞增殖
细胞生物学第七章总结
第七章细胞骨架与细胞的运动第一节微管真核细胞中细胞骨架成分之一。
是由微管蛋白和微管结合蛋白组成的中空柱状结构。
还能装配成纤毛、鞭毛、基体、中心体、纺锤体等结构，参与细胞形态的维持、细胞运动、细胞分裂等。
微管蛋白与微观的结构存在：所有真核细胞，脊椎动物的脑组织中最多。
直径：24-26纳米中空小管基本构件：微管蛋白α、β异二聚体。
13根原纤维合拢成一段微管。
极性：增长快的为正端，另一端为负端。
（与细胞器定位分布、物质运输方向灯微管功能密切相关）γ微管蛋白：定位于微管组织中心，对微管的形成、数量、位置、极性的确定、细胞分裂有重要作用。
存在形式：单管（存在于细胞质，不稳定）、二联管（AB两根单管构成，主要分布于纤毛和鞭毛）、三联管（ABC三根单管组成，分布于中心粒、纤毛和鞭毛的基体中）一、微管结合蛋白碱性微管结合区域：明显加速微管的成核作用。
酸性突出区域：决定微管在成束时的间距大小种类：MAP-1，MAP-2，MAP-4，tau不同的微管结合蛋白在细胞中有不同的分布区域：tau只存在于轴突中，MAP-2则分布于胞体和树突中。
三，微管的装配的动力学装配特点：动态不稳定性装配过程：1、成核期（延迟期）α和β微管蛋白聚合成短的寡聚体结构，及核心的形成，接着二聚体再起两端和侧面增加使其扩展成片状带当片状带加宽至13根原纤维时，即合拢成一段微管。
是限速过程。
2、聚合期（延长期）细胞内高浓度的游离微管蛋白聚合速度大于解聚速度，新的二聚体不断加到微管正端使其延长。
3、稳定期（平衡期）胞质中游离的微管蛋白达到临界浓度，围观的组装与去组装速度相等（一）微管装配的起始点是微管组织中心中心体和纤毛的基体称为微管组织中心。
作用：帮助大多数细胞质微管装配过程中的成核。
γTuRC：刺激微管核心形成，包裹微管负端，阻止微管蛋白的渗入。
可能影响微管从中心体上释放。
中心体：包括中心粒，中心粒旁物质。
间期位于细胞核的附近，分裂期位于纺锤体的两极。
第7章细胞骨架ppt课件
微管功能 ➢ 维持细胞形态
用秋水仙素处理细胞破坏微管,导致细胞变圆。 纤毛、鞭毛、轴突的形成和维持
➢ 细胞内物质的运输 ➢ 细胞器的定位 ➢ 鞭毛(flagella)运动和纤毛(cilia)运动 ➢ 纺锤体与染色体运动
三、中间纤维
10nm纤维,因其直径介于肌粗丝和细丝之间, 故被命名为中间纤维（intermediate filament,IF) 。IF几乎分布于所有动物细 胞，往往形成一个网络结构，特别是在需 要承受机械压力的细胞中含量相当丰富,如 上皮细胞中。
动力蛋白臂的dynein水解ATP作功，使相邻的二联微管相互滑动。
过程：Байду номын сангаас
➢ ①两个单体 形成超螺旋 二聚体（角 蛋白为异二 聚体）；
➢ ②两个二聚 体反向平行 组装成四聚 体；
➢ ③四聚体组 成原纤维；
➢ ④8根原纤维 组成中间纤 维。
A current model of intermediate filament construction.
中间纤维蛋白单体呈纤维状
The domain organization of intermediate filament protein monomers. Most intermediate filament proteins share a similar rod domain that is usually about 310 amino acids long and forms an extended alpha helix. The amino-terminal and carboxylterminal domains are non-alpha-helical and vary greatly in size and sequence in different intermediate filaments.
医学细胞生物学：第七章 细胞骨架与细胞的运动
极微管 区间微管
染色体微管
染色体微管
第七章 细胞骨架与细胞的运动
四、微管的功能
(二) 参与中心粒、纤毛和鞭毛的形成
2.纤毛与鞭毛（与细胞运动有关） 细胞表面的运动器官，二者结构基本相同，在电镜
下都可见9+2的结构，中央为一组二联微管称为中央 微管，周围有9组二联微管。
Cytoskeleton and Cell Movement
➢ α-管蛋白和β-管蛋白组成异二聚体。异二聚体是构成微管 的基本亚单位。
➢ γ-管蛋白位于微管组织中心，对微管的形成、微管的数量 和位置、微管极性的确定及细胞分裂起重要作用。
2.微管的形状 中空小管，内径约为15nm，壁厚约5nm。
Cytoskeleton and Cell Movement
首页
退出
管蛋白浓度高 微管聚合 管蛋白浓度低、GTP水解
微管解聚
Cytoskeleton and Cell Movement
首页
退出
(二) 微管的体外装配
踏车 模型
+ -
第七章 细胞骨架与细胞的运动
横断面上看：
2
1
3
13
4
12
5
11
6
它是由13根原纤维纵向围绕而成。
10
9
7 8
15nm 24-26nm
5-9nm
从组成成分来看：由微管蛋白构成。
微 管 蛋
微管蛋白
GTP（GDP)结合位点
异二聚体 镁离子和钙离子的结合位点
白 微管蛋白
与秋水仙素、长春新碱结合的位点
Cytoskeleton and Cell Movement
三、微管的装配与动力学
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
中间纤维结合蛋白分类
• 半桥粒：大泡性类天泡疮抗原（BPAGI） • 桥粒：斑珠蛋白、桥粒斑蛋白 • 细胞皮层：网蛋白、锚蛋白 • 细胞质：丝聚蛋白 • 细胞核：核纤层蛋白B受体
三、中间纤维的组装和调节
IF组装最小单位 IF原纤维
中间纤维的组装
• 8条原纤维侧向作用，形成横截面32个IF蛋白分子 组成，长度不等的IF
医学细胞生物学 Medical Cell Biology
赵裕光
Department of Cell Biology Harbin Medical University
课程
• 细胞生物教研室：分子学馆223办公室 • 课时：5次 • 课堂考试：10分×1次 • 考试注意事项：学号，班组，专业，
姓名，A4或B5白纸1张
Page180
四
中间纤维参与细胞连 接：桥粒
IF为细胞提供强度支持
的分化
• 巢蛋白（nestin）作为神经干细胞的特异性 标志。
第五节 细胞骨架与疾病
• 肿瘤 • 神经系统疾病 • 遗传性疾病
• γ微管球蛋白形成环形复合物，为微管生 长的起点
从中心体上生长的微管
（二）
驱 动 蛋 白
动力蛋白
• 头部：ATPase • 运动方向：
正端负端
（三）
（四）微管与细胞运动
（四）参与受精作用
精子顶体中的微丝组装，形成顶体刺突、穿 透胶质层和卵黄层，进入卵细胞。
顶体反应
（五）微丝参与细胞内信息传递
外界信号作用于细胞表面的受体，可 触发质膜下肌动蛋白的结构变化，启 动细胞内激酶变化的信号传导。 Rho蛋白家族：Rho激活后可促进应 力纤维和细胞黏着斑的形成。
（六）
二、中间纤维结合蛋白（intermediate filament associated protein,IFAP）
• 是一类在结构和功能上与IF有密切联 系，但其本身不是IF结构组分的蛋白。 IFAP可介导IF之间或IF同其他结构间 相互作用形成IF网络。
IFAP的共同特征
• 具有IF蛋白的类型特异性。 • 表达有细胞的专一性。 • 不同的IFAP可存在于同一个细胞中与
不同的IF组织状态相联系。 • 在细胞中某些IFAP的表达与细胞的功
第七章细胞骨架
A fluorescently stained image of cultured epithelial cells showing the nucleus (yellow) and microtubules (red)
二、微管结合蛋白 microtubule associated proteins ，MAPs
1、MAP分子包含一个结 合微管的碱性结构域 和一个向外突出的酸 性结构域。可与其它 细胞组分（如微管束、 中间纤维、）结合。
MT的体外组装
• 成核期、聚合期、稳定期
微管
（二）
中心体上生成微管
• γ微管球蛋白形成环形复合物，为微管生 长的起点
体内装配