膠原彈性蛋白非膠原

1、細胞的基本結(jié)構,,染色體形態(tài)結(jié)構,中期時染色體形態(tài)比較穩(wěn)定，是觀察染色體形態(tài)和計數(shù)的最佳時期,人類染色體核型圖,,著絲粒（centromere）主縊痕（primary constriction）動粒（kinetochore）副縊痕（secondary constriction）隨體（satellite） 端粒（telomere）,核仁,位于間期的細胞核內(nèi)，呈球形，數(shù)目、位置、大小不固定，隨細胞種類和功能而異核仁由組織區(qū)（nu

2、cleolar organizing region， NOR）組織形成，核仁的主要功能是轉(zhuǎn)錄合成rRNA和裝配核糖體亞單位動態(tài)，周期性出現(xiàn)（核仁周期）,核仁的結(jié)構,核仁呈裸露的海綿狀，有4部分基本結(jié)構： 核仁相隨染色質(zhì) 纖維結(jié)構 顆粒成分 核仁基質(zhì),,核仁相隨染色質(zhì)：電鏡下核仁中央的低密度淺染區(qū)，由人13、14、15、21、22號染色體伸出的帶有rRNA基因的袢環(huán)構成,細胞外基質(zhì),Extracell

3、ular Matrix,,細胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）是分布于細胞外空間的纖維網(wǎng)絡膠體結(jié)構體系。主要成分是蛋白和多糖，由細胞合成，并分泌到胞外。,,ECM 可分為3大類基本物質(zhì)： 膠原 、彈性蛋白非膠原蛋白（纖連蛋白 、層粘連蛋白）氨基聚糖、 蛋白聚糖,膠原collagen,Collagen are the most abundant proteins found in the animals

4、. It is the major protein comprising the ECM.,,,各類膠原的基本結(jié)構都是由三條肽鏈組成三股螺旋結(jié)構（原膠原 ），然后相互間有序排列，側(cè)向共價結(jié)合，彼此交聯(lián)聚合形成膠原原纖維。 結(jié)構最典型的是Ⅰ型膠原。,,,Ⅰ型膠原的原膠原由三條α鏈組成，每條鏈由重復的Gly-X-Y序列構成。X常為脯氨酸，Y常為羥脯氨酸或羥賴氨酸。重復的Gly-X-Y序列使多肽鏈卷曲為左手螺旋。三股螺旋再相互盤繞成右手超螺

5、旋，即原膠原。,,原膠原分子相互呈階梯式有序排列，聚合成原纖維（電鏡下可見橫紋）。分子間通過側(cè)向相鄰的羥脯氨酸或羥賴氨酸殘基共價交聯(lián)形成鏈間氫鍵。,,,人類α鏈最初合成的肽鏈稱為前α鏈，其N、C兩端各具有一段不含Gly-X-Y序列的前肽。 C端前肽可使三條肽鏈“對齊”排列，從C端向N端自發(fā)聚合成具有螺旋結(jié)構的前膠原（procollagen）。細胞外，前肽結(jié)構被酶水解，形成原膠原，因此成熟膠原分子的肽鏈不含前肽，膠原變性后也不能重新自然

6、形成三股螺旋結(jié)構。,,壞血病：前α鏈的脯氨酸及賴氨酸殘基在羥化酶催化下進行羥基化修飾，維生素C是這酶所必需的輔助因子，因此維生素C缺乏可導致血管、肌腱、皮膚變脆，易出血。,,原膠原共價交聯(lián)后具有很好的抗張強度和剛性。胚胎及新生兒的膠原缺乏分子間的交聯(lián)，隨年齡增長，交聯(lián)日益增多。,彈性蛋白elastin,,,彈性蛋白富含甘氨酸和脯氨酸，但是羥脯氨酸很少，沒有羥賴氨酸的存在。通過賴氨酸殘基共價交聯(lián)，形成疏松而富有彈性的交聯(lián)網(wǎng)絡。Elast

7、in functions in connective tissue together with collagen. Whereas elastin provides elasticity, collagen provides rigidity to connective tissue.,非膠原蛋白,纖粘連蛋白（fibronectin，F(xiàn)N ）：是一種高分子的糖蛋白，有可溶型和不可溶型。 其作用是將細胞連接到細胞外基質(zhì)上,,各種FN均由

8、相似的亞單位組成。它們都是由同一基因編碼的產(chǎn)物。轉(zhuǎn)錄后由于拼接上的不同而形成多種異型分子。,,血漿FN是由二條相似的肽鏈在C端借二硫鍵聯(lián)成的V字形二聚體 。細胞FN為多聚體。,,FN肽鏈具有5－7個有特定功能的結(jié)構域，有些能與其它ECM（如膠原、蛋白聚糖）結(jié)合，使細胞外基質(zhì)形成網(wǎng)絡，有些結(jié)構域的特殊短肽序列能識別并結(jié)合細胞表面的受體，使細胞附著于ECM上。某些細胞表面FN分子相互間通過二硫鍵相互交聯(lián)，組裝成纖維。,非膠原蛋白,層粘連蛋

9、白（laminin，LN）：也是一種大型的糖蛋白，與Ⅳ型膠原一起構成基膜，含糖量很高，是糖鏈結(jié)構最復雜的糖蛋白。多種LN的受體通過識別其糖鏈結(jié)構與之結(jié)合。是胚胎發(fā)育中出現(xiàn)最早的細胞外基質(zhì)成分。細胞外層粘連蛋白對細胞遷移、生長和分化有重要影響。,,由一條重鏈（α）和兩條輕鏈（β、γ）借二硫鍵交聯(lián)而成，外形呈十字形，三條短臂各由三條肽鏈的N端序列構成，長臂由桿區(qū)及球區(qū)構成 。存在多個與細胞結(jié)合的位點,,基膜：一種特化的細胞外基質(zhì)，通

10、常位于上皮細胞下方，也存在于肌肉、脂肪、神經(jīng)細胞周圍。,,基膜是成分復雜的復合結(jié)構。These are type IV collagen, heparan sulfate proteoglycans, entactin and laminin, etc.,,基膜有保護和支持作用，同時也有過濾，決定細胞的極性，影響細胞的代謝、存活、遷移、增殖和分化等作用。,氨基聚糖,氨基聚糖（ Glycosaminoglycan，GAG）是由重復排列的

11、二糖單位（氨基己糖和糖醛酸/半乳糖構成）聚合而成的直鏈糖結(jié)構。 A-B-A-B-A-B-A-B,,透明質(zhì)酸（hyaluronic acid）：is unique among the GAGs in that it does not contain any sulfate.,,Hyaluronic acid polymers are very large (with molecular weights of 100,000) and

12、 can hold a large volume of water. This property makes them excellent lubricators and shock absorbers.促進細胞的增殖和遷徙，調(diào)節(jié)細胞分化。,,蛋白聚糖Proteoglycans： The majority of GAGs in the body are linked to core proteins, forming proteogl

13、ycans.,,在高爾基復合體中核心蛋白質(zhì)的絲氨酸殘基（常有Ser-Gly-X-Gly序列）裝配上氨基聚糖（GAG）鏈。The GAGs extend perpendicularly from the core in a brush-like structure.,,透明質(zhì)酸可與許多種蛋白聚糖的核心蛋白質(zhì)及連接蛋白質(zhì)借非共價鍵結(jié)合，參加蛋白聚糖多聚體的構成。,,儲存水和離子。使細胞表面具有較大的可塑性，從而具有抗擠壓能力，對細胞有保

14、護作用。參與基底膜的構建。結(jié)合生長因子，參與信號傳遞過程調(diào)節(jié)，影響胚胎發(fā)育進程。,細胞外基質(zhì)與細胞的相互作用,影響細胞的存活、生長與死亡：正常真核細胞須粘附于特定的細胞外基質(zhì)上才能存活。決定細胞的形狀：通過其受體影響細胞骨架的組裝而實現(xiàn)。控制細胞的分化參與細胞的遷移,細胞物質(zhì)運輸,,,細胞與外環(huán)境存在著活躍的物質(zhì)交換。細胞膜和內(nèi)膜系統(tǒng)的存在使細胞必須具備一套物質(zhì)轉(zhuǎn)運體系，用來獲得所需物質(zhì)、運輸分泌產(chǎn)物。,,Plasma me

15、mbrane is the most important membrane-structure to the transmembrane transport in any cells.Its selective permeability allows the cell to maintain a constant internal environment.,,,,,離子、小分子跨膜運輸,生物膜的雙親媒性結(jié)構決定了絕大多數(shù)極性小分子和離

16、子不易透過細胞膜。離子和小分子的跨膜運輸可分成被動運輸和主動運輸。,,passive transport,In this process, no metabolic energy is expended, movement down its chemical concentration gradient.,,Simple diffusion：no metabolic energy expended, no specific trans

17、port proteins needed, movement down its chemical concentration gradient.,,,非極性的小分子，如O2、CO2、N2不帶電荷的極性小分子，如水、尿素、甘油、乙醇等葡萄糖、蔗糖很難透過帶電荷的物質(zhì)如：H+、Na+、K+、Cl-、HCO3-高度不通透,,,通道擴散：沿濃度梯度（或電化學梯度）擴散；不需要提供能量；借助膜通道蛋白(channel protein)的協(xié)助

18、。 通道連續(xù)或不連續(xù)開放,通道擴散,,2003年10月8日，瑞典皇家科學院將諾貝爾化學獎頒發(fā)給了美國的PeterA gre和Roderick Mackinnon，以表彰他們在細胞膜水通道蛋白和離子通道蛋白的結(jié)構與機理研究方面的開創(chuàng)性貢獻。,,,,注入了AQP1 mRNA 的蛙卵細胞在低滲介質(zhì)環(huán)境中迅速膨脹,,,,Gated channel: open only in response to specific chemical mol

19、ecules, electric potential gradients, or concentration gradients,ligand-gated channel,voltage-gated channel,,,各種閘門的開放與關閉可連續(xù)相繼進行，且具有放大效應,,,Facilitated diffusion：no metabolic energy expended, need specific transport protei

20、ns (by changing the conformation of protein), movement down its chemical concentration/electrochemical gradient.,,,Transport is specific. There is a maximum transport rate which is achieved when the concentration gradie