1、第七章第七章 細胞骨架與細胞運動細胞骨架與細胞運動第一節第一節微微 管管 微管蛋白單體微管蛋白單體 微管蛋白單體微管蛋白單體 微管蛋白位于微管組織中心，微管蛋白位于微管組織中心， 影響微管成核、定位及極性等影響微管成核、定位及極性等一組成：微管蛋白一組成：微管蛋白tubulin 異二聚體異二聚體微管微管二形狀構造：中空圓柱狀構造，二形狀構造：中空圓柱狀構造，1313根原纖維圍成一周，根原纖維圍成一周， 和和微管蛋白首尾相接，具有極性。微管蛋白首尾相接，具有極性。有三種存在方式：有三種存在方式： 單管、二聯管和三聯管。單管、二聯管和三聯管。三微管結合蛋白：三微管結合蛋白：microtubule-

2、associated protein, MAP 結合在微管外表的輔助蛋白結合在微管外表的輔助蛋白 構造區域功能：構造區域功能：堿性的微管結合區域加速微管成核作用；堿性的微管結合區域加速微管成核作用；酸性的突出區域與其他骨架纖維聯絡酸性的突出區域與其他骨架纖維聯絡主要類型：主要類型： MAP-1軸突和樹突中軸突和樹突中MAP-2胞體和樹突中胞體和樹突中tau只存在只存在 于軸突中于軸突中 MAP-4大多數細胞中大多數細胞中神經元神經元細胞細胞 微管蛋白亞基微管蛋白亞基 結合嚴密結合嚴密組裝組裝水解水解微管蛋白亞基微管蛋白亞基 易零落易零落解聚解聚微管組裝過程：微管組裝過程：成核期延遲期：成核期延

3、遲期： 異二聚體異二聚體寡聚體側面添加片狀帶寡聚體側面添加片狀帶 合攏一段微管合攏一段微管聚合期延伸期：聚合速度大于解聚速度聚合期延伸期：聚合速度大于解聚速度穩定期穩定期 ：聚合速度等于解聚速度：聚合速度等于解聚速度 l是微管構成的中心位點，微管的組裝由此開場，常見的微管是微管構成的中心位點，微管的組裝由此開場，常見的微管組織中心有：中心體、鞭毛基體、動粒。組織中心有：中心體、鞭毛基體、動粒。l都具有都具有微管蛋白，構成微管蛋白，構成微管蛋白環形復合體，刺激微管中微管蛋白環形復合體，刺激微管中心的構成，包裹微管蛋白的負端，防止微管蛋白的摻入。心的構成，包裹微管蛋白的負端，防止微管蛋白的摻入。l

4、在空間上提供微管裝配的始發區域。在空間上提供微管裝配的始發區域。 (一一) 體外組裝體外組裝: 微管踏車模型和非穩態動力模型微管踏車模型和非穩態動力模型 微管組裝以非穩態動力模型為主，其中微管蛋白的濃微管組裝以非穩態動力模型為主，其中微管蛋白的濃 度和度和GTP 是調理微管組裝的物質。是調理微管組裝的物質。 和和微管蛋白微管蛋白370C,有有GTP和和Mg2+微管微管二體內組裝：二體內組裝： 微管裝配的起始點是微管組織中心中心體、鞭毛微管裝配的起始點是微管組織中心中心體、鞭毛 和纖毛基體和纖毛基體微管蛋白環行復合體是集結異二聚體的中心，微管從此微管蛋白環行復合體是集結異二聚體的中心，微管從此生

5、長和延伸，它與微管的負端結合，使負端穩定。生長和延伸，它與微管的負端結合，使負端穩定。 三影響微管組裝和去組裝要素三影響微管組裝和去組裝要素組裝：組裝：370C,有有GTP和和Mg2+ 游離游離GTP-微管蛋白濃度微管蛋白濃度 紫杉醇紫杉醇 和和微管蛋白微管微管蛋白微管 解聚：解聚：40C,或或Ca2+, 游離游離GTP-微管蛋白濃度微管蛋白濃度 秋水仙堿和長春新堿秋水仙堿和長春新堿 微管的聚合與微管的聚合與GTP-微管蛋白濃度呈正比微管蛋白濃度呈正比一構成網狀支架，支持和維持細胞的形狀一構成網狀支架，支持和維持細胞的形狀二構成纖毛、鞭毛和中心粒，參與細胞運動二構成纖毛、鞭毛和中心粒，參與細胞

6、運動 纖毛和鞭毛是微管構成的細胞特化構造，是細胞纖毛和鞭毛是微管構成的細胞特化構造，是細胞 能收縮的附屬物。能收縮的附屬物。 纖毛纖毛短而多；鞭毛短而多；鞭毛少而長少而長 中心粒：成對出現的圓柱形小體，彼此垂直陳列。中心粒：成對出現的圓柱形小體，彼此垂直陳列。 功能：參與微管蛋白的合成與微管的聚合，功能：參與微管蛋白的合成與微管的聚合， 與細胞分裂、能量代謝有關。與細胞分裂、能量代謝有關。 三維持細胞器的定位與分布三維持細胞器的定位與分布 線粒體的分布與線粒體的分布與MT平行；游離核糖體位于平行；游離核糖體位于MT和和MF的的交叉點上；交叉點上； ER沿微管在細胞質中展開；沿微管在細胞質中展開

7、；Gc沿沿MT向核區牽拉，定位向核區牽拉，定位于細胞中央。于細胞中央。四參與細胞內物質運輸四參與細胞內物質運輸馬達蛋白：介導細胞內物質沿細胞骨架運動的蛋白。馬達蛋白：介導細胞內物質沿細胞骨架運動的蛋白。動力蛋白動力蛋白 MT(+) MT(-)驅動蛋白驅動蛋白 MT(-) MT(+)肌球蛋白肌球蛋白(MF)五參與染色體的運動，調理細胞分裂五參與染色體的運動，調理細胞分裂六參與細胞內信號傳導六參與細胞內信號傳導一組成：一組成： 根本單位根本單位肌動蛋白肌動蛋白actin極性：正極性：正/負端負端 6種亞型種亞型 肌動蛋白肌動蛋白 骨骼肌型肌動蛋白骨骼肌型肌動蛋白 心肌型肌動蛋白心肌型肌動蛋白 血管

8、型肌動蛋白血管型肌動蛋白 肌動蛋白肌動蛋白 肌動蛋白肌動蛋白 細胞質型肌動蛋白細胞質型肌動蛋白 腸型肌動蛋白腸型肌動蛋白 存在方式存在方式: 球狀肌動蛋白球狀肌動蛋白globular actin, G-actin 纖維狀肌動蛋白纖維狀肌動蛋白filamentous actin, F- actin 二構造：二構造： 可彎曲性蛋白纖維，雙螺旋構造可彎曲性蛋白纖維，雙螺旋構造/單根，單根， 具有極性，位于細胞膜內側具有極性，位于細胞膜內側細胞皮質區細胞皮質區三組裝：三組裝： 需需ATP和和K+、Mg2+存在及適宜的溫存在及適宜的溫度度成核期：三聚體中心成核期：三聚體中心生長期：正極快于負極生長期：正

9、極快于負極 ATPATP調理調理平衡期：構成速度等于解離速度平衡期：構成速度等于解離速度踏車模型踏車模型影響組裝與去組裝要素影響組裝與去組裝要素 組裝：組裝： TP和和Mg2+ ，+ -肌動蛋白濃度肌動蛋白濃度，鬼筆環肽，鬼筆環肽 -肌動蛋白微絲肌動蛋白微絲解聚：解聚：Ca2+ -肌動蛋白濃度肌動蛋白濃度，細胞松弛素，細胞松弛素B 四動態調理：四動態調理：五微絲結合蛋白及其功能：五微絲結合蛋白及其功能： 100余種余種 調理肌動蛋白單體調理肌動蛋白單體肌動蛋白多聚體肌動蛋白多聚體微絲微絲 以不同方式與肌動蛋白相結合，構成多種不同以不同方式與肌動蛋白相結合，構成多種不同的的 亞細胞構造，執行不同

10、的功能。亞細胞構造，執行不同的功能。 核化蛋白核化蛋白微絲解微絲解聚蛋白聚蛋白單體聚合蛋白單體聚合蛋白六功能：六功能： 1構成細胞支架、維持細胞形狀構成細胞支架、維持細胞形狀: 細胞皮層：細胞膜下，由微絲和微絲結合蛋白組成網狀細胞皮層：細胞膜下，由微絲和微絲結合蛋白組成網狀構造構造 培育的上皮細胞微絲紅色、微管綠色 微絨毛微絨毛2參與肌肉收縮：參與肌肉收縮： 肌小節肌小節肌原纖維：粗肌絲肌球蛋白肌原纖維：粗肌絲肌球蛋白+ 細肌絲細肌絲肌動蛋白肌動蛋白+原肌球蛋白原肌球蛋白+肌鈣蛋白肌鈣蛋白 3參與細胞分裂：參與細胞分裂： 收縮環大量平行陳列、不同極性微絲組成收縮環大量平行陳列、不同極性微絲組成

11、) 4參與細胞內物質運輸：參與細胞內物質運輸： 與微管一道進展細胞內物質運輸與微管一道進展細胞內物質運輸 肌球蛋白的功能a 運輸小泡；(b)運輸微絲。6參與細胞內信號轉導：參與細胞內信號轉導： 可作為某些信息傳送的介質可作為某些信息傳送的介質5參與細胞運動：參與細胞的各種運動參與細胞運動：參與細胞的各種運動, 如如 變形運動變形運動,細胞的內吞和外吐等細胞的內吞和外吐等 微絲可以兩種不同的方式產生運動：微絲可以兩種不同的方式產生運動： 滑動機制，如微絲與肌球蛋白絲相互滑動滑動機制，如微絲與肌球蛋白絲相互滑動 微絲束的聚合和解聚微絲束的聚合和解聚 直徑介于微絲和微管之間，位于核膜下直徑介于微絲和

12、微管之間，位于核膜下核纖層鞏固，核纖層鞏固， 胞質中胞質中網架構造。網架構造。 賦予細胞強大的機械強度，維持細胞的形狀構造和功能。賦予細胞強大的機械強度，維持細胞的形狀構造和功能。一化學組成：至少由一化學組成：至少由50多種異源性纖維狀蛋白多種異源性纖維狀蛋白 組成，組成， 分為六大類。分為六大類。具有組織特異性，不同類型細胞含有不同具有組織特異性，不同類型細胞含有不同IF。通常一種細胞含有一種中間纖維，少數含有通常一種細胞含有一種中間纖維，少數含有2種以上。種以上。腫瘤細胞轉移后仍保管源細胞的腫瘤細胞轉移后仍保管源細胞的IF。二形狀構造：二形狀構造：長的線性蛋白。由螺旋化桿狀區，以及兩端非螺

13、旋化的球形頭長的線性蛋白。由螺旋化桿狀區，以及兩端非螺旋化的球形頭N端端 尾尾C端部構成。端部構成。角蛋白角蛋白keratin 波形纖維蛋白波形纖維蛋白vimentin 神經纖維蛋白神經纖維蛋白neurofilament protein三組裝三組裝四組裝的動態調理：四組裝的動態調理：體內：中間纖維蛋白絲氨酸和蘇氨酸的磷酸化體內：中間纖維蛋白絲氨酸和蘇氨酸的磷酸化體外：低離子強度和微堿性時明顯解聚，體外：低離子強度和微堿性時明顯解聚， 當離子強度和當離子強度和pH恢復生理程度時，恢復生理程度時，裝配成中間纖維。裝配成中間纖維。五中間纖維結合蛋白及其功能：五中間纖維結合蛋白及其功能：使中間纖維交聯成束、成網，使中間纖維交聯成束、成網，把中間纖維交聯到質膜或其它骨架成分上把中間纖維交聯到質膜或其它骨架成分上特點：具有細胞特異性特點：具有細胞特異性六中間纖維的功能：六中間纖維的功能：*胞質骨架三種組分的比較胞質骨架三種組分的比較* 第五節第五節 細胞骨架與疾病細胞骨架與疾病一細胞骨架與腫瘤一細胞骨架與腫瘤一細胞骨架在腫瘤細胞中的變化：一細胞骨架在腫瘤細胞中的變化： 惡性腫瘤細胞的細胞骨架被破壞惡性腫瘤細胞的細胞骨架被破壞 微管減少甚至缺如。微管減少甚至缺如。 肌動蛋白小體的出現