細(xì)胞骨架蛋白

1、第八章第八章 細(xì)胞骨架蛋白細(xì)胞骨架蛋白 第一節(jié)第一節(jié) 概論概論 第二節(jié)第二節(jié) 中間絲蛋白質(zhì)中間絲蛋白質(zhì) 第三節(jié)第三節(jié) 肌動(dòng)蛋白微絲系統(tǒng)肌動(dòng)蛋白微絲系統(tǒng) 第四節(jié)第四節(jié) 微管系統(tǒng)蛋白質(zhì)微管系統(tǒng)蛋白質(zhì)細(xì)胞骨架蛋白：細(xì)胞骨架蛋白：細(xì)胞質(zhì)中由蛋白絲組成的非膜相細(xì)胞質(zhì)中由蛋白絲組成的非膜相 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的蛋白質(zhì)稱為細(xì)胞骨架蛋白稱為細(xì)胞骨架蛋白. .細(xì)胞骨架系統(tǒng)：細(xì)胞骨架系統(tǒng)：微絲、微管和中間絲組成微絲、微管和中間絲組成。 三個(gè)系統(tǒng)分別由許多性質(zhì)不同的蛋白質(zhì)所構(gòu)三個(gè)系統(tǒng)分別由許多性質(zhì)不同的蛋白質(zhì)所構(gòu)成，但它們的成，但它們的三維結(jié)構(gòu)、裝配和解聚、以及功能三維結(jié)構(gòu)、裝配和解聚、以及功能卻有明顯的共同

2、之處。卻有明顯的共同之處。 微管、微絲和中間絲蛋白免疫熒光圖片微管、微絲和中間絲蛋白免疫熒光圖片大鼠腎細(xì)胞系（大鼠腎細(xì)胞系（ptk-1ptk-1）；綠色熒光（蛋白質(zhì)）：紅色熒光（細(xì)胞核）；綠色熒光（蛋白質(zhì)）：紅色熒光（細(xì)胞核dnadna） 廣義的細(xì)胞骨架還包括廣義的細(xì)胞骨架還包括 核骨架核骨架（nucleoskeletonnucleoskeleton）、）、核纖層核纖層（nuclear nuclear laminalamina）細(xì)胞外基質(zhì)細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrixextracellular matrix） 三者三者形成貫穿于形成貫穿于細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞外的一體化細(xì)胞

3、核、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞外的一體化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 構(gòu)成細(xì)胞骨架的構(gòu)成細(xì)胞骨架的主要蛋白質(zhì)主要蛋白質(zhì)： 肌動(dòng)蛋白（肌動(dòng)蛋白（肌動(dòng)蛋白相關(guān)蛋白肌動(dòng)蛋白相關(guān)蛋白） 微管蛋白（微管蛋白（微管相關(guān)蛋白微管相關(guān)蛋白） 中絲間蛋白（中絲間蛋白（各種中間絲相關(guān)蛋白各種中間絲相關(guān)蛋白） 本章主要介紹它們的本章主要介紹它們的分子特征分子特征，功能，功能，纖絲的形成與解聚纖絲的形成與解聚的調(diào)控。的調(diào)控。 細(xì)胞骨架的功能：細(xì)胞骨架的功能： 維持細(xì)胞一定的形狀；維持細(xì)胞一定的形狀； 參與動(dòng)物細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)參與動(dòng)物細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)（如巨噬細(xì)胞、白細(xì)胞通過(guò)（如巨噬細(xì)胞、白細(xì)胞通過(guò) 阿米巴樣的作用在組織中遷移與骨架的聚合阿米巴樣的作用在

4、組織中遷移與骨架的聚合 和解聚相關(guān)。細(xì)胞分裂、收縮、細(xì)胞的纖毛和解聚相關(guān)。細(xì)胞分裂、收縮、細(xì)胞的纖毛 活動(dòng)都與細(xì)胞骨架有關(guān)?；顒?dòng)都與細(xì)胞骨架有關(guān)。) ) 細(xì)胞內(nèi)部成分的轉(zhuǎn)運(yùn)細(xì)胞內(nèi)部成分的轉(zhuǎn)運(yùn)（如神經(jīng)軸突的生長(zhǎng)，達(dá)（如神經(jīng)軸突的生長(zhǎng)，達(dá) 500cm500cm或更長(zhǎng)。細(xì)胞分裂時(shí)，染色質(zhì)向細(xì)胞的或更長(zhǎng)。細(xì)胞分裂時(shí)，染色質(zhì)向細(xì)胞的 轉(zhuǎn)移）轉(zhuǎn)移） 細(xì)胞骨架的主要功能細(xì)胞骨架的主要功能（來(lái)自（來(lái)自 g. karp 2002g. karp 2002）第一節(jié)第一節(jié) 概論概論 一、細(xì)胞骨架的概念一、細(xì)胞骨架的概念 二、纖絲系統(tǒng)的功能二、纖絲系統(tǒng)的功能 三、相關(guān)蛋白的功能三、相關(guān)蛋白的功能 一、細(xì)胞骨架的概念一、

5、細(xì)胞骨架的概念 當(dāng)當(dāng)細(xì)胞膜被非離子型表面活性劑細(xì)胞膜被非離子型表面活性劑破壞破壞時(shí)，大部分胞質(zhì)流失，這一部時(shí)，大部分胞質(zhì)流失，這一部分稱分稱胞液（胞液（cytosolcytosol）。 細(xì)胞骨架（細(xì)胞骨架（cytoskeletoncytoskeleton）：）：細(xì)胞流失胞液后的不細(xì)胞流失胞液后的不溶殘余部分溶殘余部分, ,仍保持細(xì)胞外形仍保持細(xì)胞外形, ,具有決定細(xì)胞形態(tài)作用的具有決定細(xì)胞形態(tài)作用的纖維網(wǎng)絡(luò)。纖維網(wǎng)絡(luò)。 細(xì)胞骨架相關(guān)蛋白：細(xì)胞骨架相關(guān)蛋白：在肌動(dòng)蛋白微絲、中間絲、微在肌動(dòng)蛋白微絲、中間絲、微管纖絲純化時(shí)被共同純化的蛋白質(zhì)，稱為管纖絲純化時(shí)被共同純化的蛋白質(zhì)，稱為相關(guān)蛋白相關(guān)蛋白

6、（associated proteinsassociated proteins）。）。二、纖絲系統(tǒng)的功能二、纖絲系統(tǒng)的功能 纖絲的功能有很多共同之處，如：纖絲的功能有很多共同之處，如： 形成網(wǎng)絡(luò)決定細(xì)胞的形狀；形成網(wǎng)絡(luò)決定細(xì)胞的形狀； 加固細(xì)胞成分；加固細(xì)胞成分； 纖維收縮纖維收縮（反平行纖絲滑行）如肌肉收縮；（反平行纖絲滑行）如肌肉收縮； 桿體收縮桿體收縮（平行纖絲滑行）（平行纖絲滑行）, ,如纖毛和鞭毛活動(dòng)；如纖毛和鞭毛活動(dòng)； 導(dǎo)向轉(zhuǎn)運(yùn)的軌道導(dǎo)向轉(zhuǎn)運(yùn)的軌道，如神經(jīng)細(xì)胞中沿微管轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)或顆粒；，如神經(jīng)細(xì)胞中沿微管轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)或顆粒； 沿纖絲傳導(dǎo)信息。沿纖絲傳導(dǎo)信息。 三、相關(guān)蛋白的功能三、相關(guān)蛋

7、白的功能相關(guān)蛋白通過(guò)以下方式相關(guān)蛋白通過(guò)以下方式控制纖絲聚合控制纖絲聚合：與單體結(jié)合與單體結(jié)合, ,防止單體聚合；防止單體聚合；啟動(dòng)聚合過(guò)程；啟動(dòng)聚合過(guò)程；當(dāng)聚合達(dá)到一定長(zhǎng)度后封閉纖絲的尾端（加帽）；當(dāng)聚合達(dá)到一定長(zhǎng)度后封閉纖絲的尾端（加帽）；通過(guò)等量蛋白結(jié)合促進(jìn)纖絲延長(zhǎng)；通過(guò)等量蛋白結(jié)合促進(jìn)纖絲延長(zhǎng)； 促進(jìn)解聚，包括切短；促進(jìn)解聚，包括切短；通過(guò)酶學(xué)作用修飾聚合體的亞單位；通過(guò)酶學(xué)作用修飾聚合體的亞單位；結(jié)合在纖絲的周邊而加固纖絲；結(jié)合在纖絲的周邊而加固纖絲；將纖絲交聯(lián)成束或網(wǎng)絡(luò)；將纖絲交聯(lián)成束或網(wǎng)絡(luò)；有時(shí)形成纖絲突起，與其他類型纖絲、膜系統(tǒng)相互作用，通有時(shí)形成纖絲突起，與其他類型纖絲、膜系

8、統(tǒng)相互作用，通過(guò)結(jié)構(gòu)間的張力，形成交聯(lián)橋，產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。過(guò)結(jié)構(gòu)間的張力，形成交聯(lián)橋，產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。 第二節(jié)第二節(jié) 中中 間間 絲絲 一、中間絲的結(jié)構(gòu)一、中間絲的結(jié)構(gòu) 二、組成中間絲的蛋白質(zhì)及其分類二、組成中間絲的蛋白質(zhì)及其分類 三、中間絲相關(guān)蛋白三、中間絲相關(guān)蛋白 四、中間絲的功能四、中間絲的功能 一、中間絲的結(jié)構(gòu)一、中間絲的結(jié)構(gòu) 各種各種中間絲（中間絲（ifif）結(jié)構(gòu)非常相似，直徑結(jié)構(gòu)非常相似，直徑10nm,10nm,處于微處于微管和微絲之間，故名中間絲（或管和微絲之間，故名中間絲（或10nm10nm纖絲）。纖絲）。 幾種中間纖維的模式圖幾種中間纖維的模式圖 中間絲中間絲巢蛋白巢蛋白 (nestin

9、,(nestin,一種中間絲一種中間絲蛋白，綠蛋白，綠) )神經(jīng)膠質(zhì)纖維酸性蛋白神經(jīng)膠質(zhì)纖維酸性蛋白（gfap,gfap,紅）紅） ifif的蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)分子量和等電點(diǎn)分子量和等電點(diǎn)不同，分成幾類：不同，分成幾類： 細(xì)胞角蛋白（細(xì)胞角蛋白（cytokeratincytokeratin） 結(jié)蛋白（結(jié)蛋白（desmindesmin） 波形蛋白（波形蛋白（vimentinvimentin） 神經(jīng)絲蛋白（神經(jīng)絲蛋白（neurofilament proteinneurofilament protein） 膠質(zhì)原纖維酸性蛋白（膠質(zhì)原纖維酸性蛋白（glial fibrillary glial fibril

10、lary acidic protein,gfap acidic protein,gfap） 核纖層蛋白（核纖層蛋白（laminlamin）等。）等。 有些細(xì)胞有些細(xì)胞ifif很多，如上皮細(xì)胞很多，如上皮細(xì)胞( (皮膚抗磨擦和皮膚抗磨擦和脫水脫水) )，有的細(xì)胞完全沒(méi)有。，有的細(xì)胞完全沒(méi)有。ifif蛋白的分子特征蛋白的分子特征 分子中有一個(gè)分子中有一個(gè)中間結(jié)構(gòu)域中間結(jié)構(gòu)域，其中，其中93%93%氨基酸可形成氨基酸可形成螺旋，螺旋，也稱也稱桿狀結(jié)構(gòu)域（桿狀結(jié)構(gòu)域（rod domainrod domain），n n端有端有mr15kdmr15kd頭部，頭部，c c端為端為mr5-10kdmr5-10

11、kd尾部。尾部。 桿狀結(jié)構(gòu)域桿狀結(jié)構(gòu)域具有具有7 7氨基酸重復(fù)序列氨基酸重復(fù)序列，它們形成，它們形成卷曲螺卷曲螺旋（旋（coiled coilcoiled coil），桿狀結(jié)構(gòu)域長(zhǎng)度比較恒定（約，桿狀結(jié)構(gòu)域長(zhǎng)度比較恒定（約310310個(gè)氨基酸殘基）個(gè)氨基酸殘基） 。 兩端兩端為為非螺旋區(qū)非螺旋區(qū)，尾部尾部耐受胰凝乳蛋白酶耐受胰凝乳蛋白酶的水解，的水解，頭部頭部有許多有許多折疊結(jié)構(gòu)折疊結(jié)構(gòu)，可被，可被胰凝乳蛋白酶水解胰凝乳蛋白酶水解。 中間絲的結(jié)構(gòu) 中間絲結(jié)構(gòu)裝配和排列尚有爭(zhēng)議。中間絲結(jié)構(gòu)裝配和排列尚有爭(zhēng)議。if單體二聚體 雙極性四聚體（中間絲中為平行四聚體） 原絲（雙股結(jié)構(gòu)） 中間絲(八條原纖

12、維)二、中間絲的蛋白質(zhì)及其分類二、中間絲的蛋白質(zhì)及其分類 據(jù)據(jù)氨基酸序列、基因結(jié)構(gòu)、組裝特性及組織特異性表達(dá)氨基酸序列、基因結(jié)構(gòu)、組裝特性及組織特異性表達(dá)模式模式型型（酸性）角蛋白；（酸性）角蛋白； 型型（中性和堿性）角蛋白；（中性和堿性）角蛋白；型，型，如波形蛋白、結(jié)蛋白、膠質(zhì)纖維酸性蛋白及外周蛋白；如波形蛋白、結(jié)蛋白、膠質(zhì)纖維酸性蛋白及外周蛋白； 型，型，包括神經(jīng)絲蛋白和包括神經(jīng)絲蛋白和-介連蛋白；介連蛋白；型，型，包括核纖層蛋白包括核纖層蛋白a a及其剪切體核纖層蛋白及其剪切體核纖層蛋白c c，核纖層蛋白，核纖層蛋白b1b1和和b2b2； 型，型，包括巢蛋白、微管卷曲蛋白和包括巢蛋白、微

13、管卷曲蛋白和desmuslindesmuslin。 植物、真核微生物、非脊椎動(dòng)物細(xì)胞也有植物、真核微生物、非脊椎動(dòng)物細(xì)胞也有ifif，結(jié)構(gòu)基本相，結(jié)構(gòu)基本相似，了解還不多。似，了解還不多。（一）角蛋白（一）角蛋白（ifif多肽多肽型和型和型的異多聚體）型的異多聚體） 角蛋白家族角蛋白家族是是ifif蛋白中存在蛋白中存在最多的一類最多的一類。據(jù)硫含量的多少（即二硫鍵）將據(jù)硫含量的多少（即二硫鍵）將角蛋白分為角蛋白分為硬角蛋白和軟角硬角蛋白和軟角蛋白，蛋白，占上皮細(xì)胞胞質(zhì)蛋白的占上皮細(xì)胞胞質(zhì)蛋白的80%80%。角蛋白種類很多，皮膚細(xì)胞。角蛋白種類很多，皮膚細(xì)胞至少至少3030種種。角蛋白分子通常形

14、成角蛋白分子通常形成異多聚體異多聚體，即由一個(gè)，即由一個(gè)型型（酸性的）二（酸性的）二聚體和一個(gè)聚體和一個(gè)型型（中性（中性/ /堿性）二聚體組成堿性）二聚體組成異四聚體異四聚體。 角蛋白有形成束的特性。角蛋白有形成束的特性。最易觀察到的是最易觀察到的是硬角蛋白硬角蛋白，分布在分布在毛發(fā)、甲、角和蹄等毛發(fā)、甲、角和蹄等。這些組織的形成是由于。這些組織的形成是由于整個(gè)細(xì)胞的固化，整個(gè)細(xì)胞的固化，而不是簡(jiǎn)單的將硬角蛋白分泌到表面。而不是簡(jiǎn)單的將硬角蛋白分泌到表面。 （二）同多聚體（二）同多聚體型型ifif 在各種在各種非表皮細(xì)胞非表皮細(xì)胞內(nèi)形成中間絲，其氨基酸內(nèi)形成中間絲，其氨基酸同源性很高。包括以下

15、幾種：同源性很高。包括以下幾種：1.1.波形蛋白波形蛋白2.2.結(jié)蛋白結(jié)蛋白 3.3.膠質(zhì)原纖維酸性蛋白（膠質(zhì)原纖維酸性蛋白（gfapgfap）4.4.外周蛋白（外周蛋白（peripherinperipherin）1.1. 波形蛋白波形蛋白（vimentinvimentin） 間質(zhì)細(xì)胞（如成纖維細(xì)胞）的主要結(jié)構(gòu)蛋白，間質(zhì)細(xì)胞（如成纖維細(xì)胞）的主要結(jié)構(gòu)蛋白，c c端端尾部尾部特異地結(jié)合于特異地結(jié)合于細(xì)胞核外膜細(xì)胞核外膜，n n端頭部結(jié)合細(xì)胞膜端頭部結(jié)合細(xì)胞膜，故在故在細(xì)胞核和細(xì)胞膜之間形成聯(lián)接。細(xì)胞核和細(xì)胞膜之間形成聯(lián)接。 波形蛋白有波形蛋白有蛋白激酶蛋白激酶c c和蛋白激酶和蛋白激酶a a磷化

16、位點(diǎn)，通過(guò)磷化位點(diǎn)，通過(guò)磷酸化與去磷酸化磷酸化與去磷酸化，可改變不溶，可改變不溶的中間絲網(wǎng)絡(luò)。的中間絲網(wǎng)絡(luò)。波形蛋白波形蛋白/膽堿乙?；D(zhuǎn)移酶 2.2. 結(jié)蛋白結(jié)蛋白 結(jié)蛋白（結(jié)蛋白（desmindesmin）是是肌細(xì)胞的主要肌細(xì)胞的主要ifif蛋白蛋白，在平滑肌，在平滑肌中含量特別豐富。中含量特別豐富。 在平滑肌細(xì)胞中，結(jié)蛋白中間絲形成一個(gè)相互連接在平滑肌細(xì)胞中，結(jié)蛋白中間絲形成一個(gè)相互連接的網(wǎng)絡(luò)，連接的網(wǎng)絡(luò)，連接胞質(zhì)的致密體（胞質(zhì)的致密體（dense bodiesdense bodies，相當(dāng)于橫，相當(dāng)于橫紋 肌 的紋 肌 的 z -z - 盤(pán) ） 和 細(xì) 胞 膜 的 致 密 體 斑 塊

17、（盤(pán) ） 和 細(xì) 胞 膜 的 致 密 體 斑 塊 （ d e n s e d e n s e plaquesplaques）。 在橫紋肌中，結(jié)蛋白靠近兩個(gè)細(xì)胞在橫紋肌中，結(jié)蛋白靠近兩個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞膜連接的細(xì)胞膜連接 ，也存在于，也存在于z-z-盤(pán)。盤(pán)。心肌結(jié)蛋白染色心肌結(jié)蛋白染色3.3. 膠質(zhì)原纖維酸性蛋白（膠質(zhì)原纖維酸性蛋白（gfapgfap） 膠質(zhì)細(xì)胞專一的中間絲，具有膠質(zhì)細(xì)胞專一的中間絲，具有支持神經(jīng)支持神經(jīng)細(xì)胞細(xì)胞的作用。的作用。gfapgfap可作為免疫標(biāo)記?？勺鳛槊庖邩?biāo)記。4.4.外周蛋白（外周蛋白（peripherinperipherin） 存在于存在于外周神經(jīng)系統(tǒng)和某些中樞神經(jīng)系

18、統(tǒng)的神經(jīng)細(xì)外周神經(jīng)系統(tǒng)和某些中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)細(xì)胞胞。它可與。它可與型型ifif多肽聚集，但在性質(zhì)上更類似于結(jié)多肽聚集，但在性質(zhì)上更類似于結(jié)蛋白和波形蛋白。蛋白和波形蛋白。皮膚過(guò)度松弛癥皮膚過(guò)度松弛癥( (遺傳遺傳缺陷缺陷) )膠原纖維不能正確地裝配膠原纖維不能正確地裝配（三）神經(jīng)絲蛋白（三）神經(jīng)絲蛋白 神經(jīng)細(xì)胞的中間絲神經(jīng)細(xì)胞的中間絲稱為稱為神經(jīng)絲神經(jīng)絲（neurofilaments, neurofilaments, nfsnfs），由神經(jīng)絲蛋白組成。），由神經(jīng)絲蛋白組成。 神經(jīng)絲蛋白神經(jīng)絲蛋白: :異多聚體異多聚體，三種亞基：三種亞基：nf-nf-輕鏈（輕鏈（nf-nf-l l）、）、nf

19、-nf-中間鏈（中間鏈（nf-mnf-m）和）和nf-nf-重鏈（重鏈（nf-hnf-h）。 單一的單一的nf-lnf-l可聚合成絲狀體可聚合成絲狀體，而，而nf-mnf-m和和nf-hnf-h不能聚不能聚合；合；分子中多個(gè)磷酸化位點(diǎn)，帶多個(gè)負(fù)電荷分子中多個(gè)磷酸化位點(diǎn)，帶多個(gè)負(fù)電荷。 c c末端：末端：富含谷氨酸富含谷氨酸；用；用蛋白酶處理蛋白酶處理后，殘余的后，殘余的10nm10nm纖絲與其他類型的中間絲差異很小。纖絲與其他類型的中間絲差異很小。（四）核纖層蛋白（四）核纖層蛋白 核膜內(nèi)表面的一層網(wǎng)絡(luò)狀纖維蛋核膜內(nèi)表面的一層網(wǎng)絡(luò)狀纖維蛋白質(zhì)白質(zhì)，稱，稱核纖層（核纖層（nuclear lamin

20、anuclear lamina） 脊椎動(dòng)物細(xì)胞中有脊椎動(dòng)物細(xì)胞中有三種類型的核纖層蛋白三種類型的核纖層蛋白(a,b,c),(a,b,c), a a和和c:c:是是不同的剪接體不同的剪接體；b:b:由另一基因編碼由另一基因編碼, , 經(jīng)翻譯后經(jīng)翻譯后修飾修飾, ,在在c c端添加端添加疏水的異丙基疏水的異丙基, , 以幫助核纖層蛋白以幫助核纖層蛋白b b插插入到核膜的內(nèi)脂層入到核膜的內(nèi)脂層。 核纖層蛋白的功能：核纖層蛋白的功能：1.1.保持核的形態(tài)：保持核的形態(tài)：是是核被膜的支架核被膜的支架。用用高鹽溶液、非離子去污劑和核酸酶高鹽溶液、非離子去污劑和核酸酶去除核物質(zhì)，剩去除核物質(zhì)，剩余的余的核纖

21、層仍能維持核的輪廓核纖層仍能維持核的輪廓。使胞質(zhì)骨架和核骨架形。使胞質(zhì)骨架和核骨架形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。2.2.參與染色質(zhì)和核的組裝：參與染色質(zhì)和核的組裝：核纖層在細(xì)胞分裂時(shí)呈周期核纖層在細(xì)胞分裂時(shí)呈周期性變化性變化. .間期核中：間期核中：為染色質(zhì)提供核為染色質(zhì)提供核周邊錨定位點(diǎn)。周邊錨定位點(diǎn)。前期結(jié)束時(shí)：前期結(jié)束時(shí)：核纖肽磷酸化，核纖肽磷酸化，核膜解體。核膜解體。分裂末期：分裂末期：核纖肽去磷酸化、核纖肽去磷酸化、重新組裝，介導(dǎo)核膜重建。重新組裝，介導(dǎo)核膜重建。四、中間絲的功能四、中間絲的功能 了解甚少，主要功能：了解甚少，主要功能：加強(qiáng)細(xì)胞韌性、抗張力破壞。加強(qiáng)細(xì)胞韌性、抗張力破壞。

22、 使使細(xì)胞器固定于細(xì)胞質(zhì)，如細(xì)胞器固定于細(xì)胞質(zhì)，如角蛋白角蛋白k14k14剔除小鼠線粒剔除小鼠線粒體成簇聚集。體成簇聚集。 缺少缺少ifif的成纖維細(xì)胞，細(xì)胞核形態(tài)失常。的成纖維細(xì)胞，細(xì)胞核形態(tài)失常。第三節(jié)第三節(jié) 肌動(dòng)蛋白微絲系統(tǒng)肌動(dòng)蛋白微絲系統(tǒng) 主要成分是主要成分是肌動(dòng)蛋白肌動(dòng)蛋白，肌動(dòng)蛋白是，肌動(dòng)蛋白是含量最多的細(xì)胞含量最多的細(xì)胞骨架蛋白骨架蛋白；物種間；物種間氨基酸高度保守氨基酸高度保守，單體聚合成微絲，單體聚合成微絲后結(jié)構(gòu)也幾乎不變。后結(jié)構(gòu)也幾乎不變。 但是但是不同單體不同單體產(chǎn)生的微絲在產(chǎn)生的微絲在穩(wěn)定性穩(wěn)定性和和與其他蛋白與其他蛋白質(zhì)質(zhì)（如肌球蛋白）（如肌球蛋白）相互相互作用方面有

23、作用方面有細(xì)微的差別細(xì)微的差別。一、肌動(dòng)蛋白單體一、肌動(dòng)蛋白單體肌動(dòng)蛋白肌動(dòng)蛋白是是微絲的結(jié)構(gòu)蛋白微絲的結(jié)構(gòu)蛋白, ,由由單體和多聚體單體和多聚體兩種形式兩種形式存在，存在，單體也稱球狀肌動(dòng)蛋白單體也稱球狀肌動(dòng)蛋白(g-actin),(g-actin), mr:43kdmr:43kd，由，由兩兩個(gè)結(jié)構(gòu)域個(gè)結(jié)構(gòu)域組成，結(jié)構(gòu)域之間為短的組成，結(jié)構(gòu)域之間為短的柔性連接肽（柔性連接肽（atpatp結(jié)合結(jié)合部位部位）。 單體單體可與其他分子作用可與其他分子作用, ,包括包括: :肌球蛋白（肌球蛋白（myosinmyosin，）、，）、原肌球蛋白原肌球蛋白(tropomyosin)(tropomyosin

24、)、肌動(dòng)蛋白抑制蛋白、肌動(dòng)蛋白抑制蛋白（profilinprofilin）和肌動(dòng)蛋白蠶食蛋白（）和肌動(dòng)蛋白蠶食蛋白（depactindepactin）等。）等。微絲纖維的負(fù)染電鏡照片微絲纖維的負(fù)染電鏡照片微絲纖維結(jié)構(gòu)模型微絲纖維結(jié)構(gòu)模型 二、肌動(dòng)蛋白微絲的聚合二、肌動(dòng)蛋白微絲的聚合肌動(dòng)蛋白多聚體肌動(dòng)蛋白多聚體形成肌動(dòng)蛋白絲形成肌動(dòng)蛋白絲, , 也稱纖維狀肌動(dòng)也稱纖維狀肌動(dòng)蛋白蛋白(f-actin)(f-actin)。肌動(dòng)蛋白纖維由。肌動(dòng)蛋白纖維由兩條線性排列的肌動(dòng)兩條線性排列的肌動(dòng)蛋白鏈形成螺旋，蛋白鏈形成螺旋，狀如狀如雙線捻成的繩子雙線捻成的繩子。肌動(dòng)蛋白微絲的聚合過(guò)程肌動(dòng)蛋白微絲的聚合過(guò)程

25、 肌動(dòng)蛋白纖維裝配過(guò)程肌動(dòng)蛋白纖維裝配過(guò)程: : 成核、生長(zhǎng)、動(dòng)態(tài)平衡成核、生長(zhǎng)、動(dòng)態(tài)平衡三個(gè)連續(xù)的過(guò)程。三個(gè)連續(xù)的過(guò)程。 肌動(dòng)蛋白單體有肌動(dòng)蛋白單體有極性極性, , 裝配呈裝配呈頭尾相接頭尾相接, , 故故微絲微絲(mf)(mf)有正極與負(fù)極有正極與負(fù)極。 體外實(shí)驗(yàn)：體外實(shí)驗(yàn)：mfmf正極與負(fù)極都能生長(zhǎng)，正極生長(zhǎng)快，負(fù)極慢；正極與負(fù)極都能生長(zhǎng)，正極生長(zhǎng)快，負(fù)極慢； 去裝配去裝配時(shí)，負(fù)極比正極快。時(shí)，負(fù)極比正極快。 由于由于g-acting-actin在正極端裝配，負(fù)極去裝配。在正極端裝配，負(fù)極去裝配。 在體內(nèi)在體內(nèi), , 有些微絲是永久性的結(jié)構(gòu)有些微絲是永久性的結(jié)構(gòu), , 有些微絲是暫時(shí)性的

26、結(jié)構(gòu)。有些微絲是暫時(shí)性的結(jié)構(gòu)。肌動(dòng)蛋白絲的分支肌動(dòng)蛋白絲的分支肌動(dòng)蛋白可肌動(dòng)蛋白可聚合成長(zhǎng)纖維聚合成長(zhǎng)纖維, ,同時(shí)形成同時(shí)形成分支結(jié)構(gòu)分支結(jié)構(gòu)。原子力顯微鏡原子力顯微鏡(atomic force(atomic force microscope , afm) microscope , afm)圖圖在生長(zhǎng)、發(fā)育的信號(hào)調(diào)控中在生長(zhǎng)、發(fā)育的信號(hào)調(diào)控中具有重要的調(diào)控作用具有重要的調(diào)控作用. . 三、肌動(dòng)蛋白相關(guān)蛋白三、肌動(dòng)蛋白相關(guān)蛋白 肌動(dòng)蛋白肌動(dòng)蛋白+ +肌動(dòng)蛋白相關(guān)蛋白肌動(dòng)蛋白相關(guān)蛋白（actin-actin-associated proteins, aapassociated proteins,

27、 aap）性質(zhì)發(fā)生改變）性質(zhì)發(fā)生改變. . 已分離到許多已分離到許多aapaap，多數(shù)細(xì)胞含有，多數(shù)細(xì)胞含有1010多種多種appapp， aap與肌動(dòng)蛋白的互作是與肌動(dòng)蛋白的互作是競(jìng)爭(zhēng)性的。競(jìng)爭(zhēng)性的。（一）鈣結(jié)合蛋白（一）鈣結(jié)合蛋白 許多許多肌動(dòng)蛋白相關(guān)蛋白（肌動(dòng)蛋白相關(guān)蛋白（aapaap）與肌動(dòng)蛋白結(jié)合受）與肌動(dòng)蛋白結(jié)合受caca2+2+控制控制, ,分子中有分子中有專一的專一的caca2+2+結(jié)合部位結(jié)合部位。 如如小白蛋白（小白蛋白（parvalvuminparvalvumin）, ,是一種鈣結(jié)合蛋白是一種鈣結(jié)合蛋白, ,分子中具有分子中具有efef手結(jié)構(gòu)手結(jié)構(gòu), ,在在鈣濃度為鈣濃度

28、為1010-6-6mol/lmol/l時(shí)能與鈣結(jié)時(shí)能與鈣結(jié)合合( (胞內(nèi)外胞內(nèi)外caca2+2+濃度相差濃度相差1 1萬(wàn)倍左右萬(wàn)倍左右) ), ,許多鈣結(jié)合蛋白都許多鈣結(jié)合蛋白都有類似結(jié)構(gòu)。有類似結(jié)構(gòu)。（二）控制聚合的蛋白質(zhì)（二）控制聚合的蛋白質(zhì) 這類蛋白質(zhì)能夠通過(guò)這類蛋白質(zhì)能夠通過(guò)加帽加帽（cappingcapping）、單、單體結(jié)合體結(jié)合（monomer-sequesteringmonomer-sequestering）和解聚和解聚( (depolymerizationdepolymerization ) )來(lái)控制來(lái)控制肌動(dòng)蛋白的聚合肌動(dòng)蛋白的聚合，有以下幾類：有以下幾類：1 .1 .加帽

29、蛋白（加帽蛋白（capping proteincapping protein） 可可選擇性阻斷選擇性阻斷f-f-肌動(dòng)蛋白微絲的一端肌動(dòng)蛋白微絲的一端. .如如倒刺端加帽蛋白會(huì)造倒刺端加帽蛋白會(huì)造成微絲縮短成微絲縮短，而，而尖端加帽蛋白會(huì)造成微絲的延長(zhǎng)尖端加帽蛋白會(huì)造成微絲的延長(zhǎng)。 這種作用使這種作用使細(xì)胞骨架重排細(xì)胞骨架重排，對(duì)那些，對(duì)那些高運(yùn)動(dòng)性細(xì)胞高運(yùn)動(dòng)性細(xì)胞特別重要。特別重要。 尖端加帽蛋白尖端加帽蛋白: :輔肌動(dòng)蛋白（輔肌動(dòng)蛋白（-actinin-actinin）,mr,mr類似肌動(dòng)蛋白。類似肌動(dòng)蛋白。 倒刺端加帽蛋白倒刺端加帽蛋白: :簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱haihai，mrmr約約20kd20k

30、d，可能是，可能是mrmr為為150kd-200kd150kd-200kd 蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物。蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物。 肌動(dòng)蛋白絲兩端生長(zhǎng)肌動(dòng)蛋白絲兩端生長(zhǎng) 用加帽蛋白用加帽蛋白封住負(fù)端封住負(fù)端, , 微絲繼續(xù)快速加長(zhǎng)微絲繼續(xù)快速加長(zhǎng), , 假如用加帽蛋白假如用加帽蛋白封住正端封住正端, f-, f-肌動(dòng)蛋白加長(zhǎng)的速率非常慢，表明肌動(dòng)蛋白加長(zhǎng)的速率非常慢，表明正端是生長(zhǎng)端。正端是生長(zhǎng)端。2 .f-2 .f-肌動(dòng)蛋白切割蛋白肌動(dòng)蛋白切割蛋白 鈣結(jié)合蛋白，但無(wú)鈣結(jié)合蛋白，但無(wú)efef手結(jié)構(gòu)，故不屬鈣調(diào)蛋白類。手結(jié)構(gòu)，故不屬鈣調(diào)蛋白類。 常見(jiàn)有常見(jiàn)有膠溶蛋白（膠溶蛋白（gelsolingelsolin），

31、），該蛋白該蛋白既具有倒刺既具有倒刺端加帽蛋白活性，又具有鈣激活的微絲切割活性。端加帽蛋白活性，又具有鈣激活的微絲切割活性。 存在于細(xì)胞中，也可分泌入血存在于細(xì)胞中，也可分泌入血（有一段分泌前導(dǎo)（有一段分泌前導(dǎo)肽）。血中肽）。血中膠溶蛋白膠溶蛋白具有具有清除死亡細(xì)胞釋放入血的清除死亡細(xì)胞釋放入血的f-f-肌動(dòng)蛋白肌動(dòng)蛋白功能。功能。腸絨毛蛋白（腸絨毛蛋白（villinvillin）：）：具具caca2+2+依賴性切割活性；依賴性切割活性；片段化蛋白（片段化蛋白（fragminfragmin）：）：參與肌動(dòng)蛋白的切割調(diào)節(jié)；參與肌動(dòng)蛋白的切割調(diào)節(jié)；肌割蛋白（肌割蛋白（severinseverin）

32、：）：具具加帽和切割活性；加帽和切割活性； 膠溶蛋白及相關(guān)切割蛋白膠溶蛋白及相關(guān)切割蛋白也有也有肌動(dòng)蛋白聚合的肌動(dòng)蛋白聚合的成核作成核作用用。當(dāng)將其當(dāng)將其加入加入g-g-肌動(dòng)蛋白溶液時(shí)，肌動(dòng)蛋白溶液時(shí)，g-g-肌動(dòng)蛋白的聚合肌動(dòng)蛋白的聚合反應(yīng)加強(qiáng)。反應(yīng)加強(qiáng)。3 3肌動(dòng)蛋白單體結(jié)合蛋白肌動(dòng)蛋白單體結(jié)合蛋白 能與能與g-g-肌動(dòng)蛋白單體形成肌動(dòng)蛋白單體形成1:11:1復(fù)合物，阻止肌動(dòng)蛋白復(fù)合物，阻止肌動(dòng)蛋白聚合。聚合。 如如肌動(dòng)蛋白抑制蛋白（肌動(dòng)蛋白抑制蛋白（profilinprofilin）是一種小分子堿是一種小分子堿性多肽（性多肽（m mr12kd-15kdr12kd-15kd），首先從），首

33、先從胸腺獲得胸腺獲得，血小板中，血小板中含量最高；含量最高；酵母中酵母中也發(fā)現(xiàn)一些大小和性質(zhì)相似的蛋白質(zhì)。也發(fā)現(xiàn)一些大小和性質(zhì)相似的蛋白質(zhì)。 體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，它能它能降低降低g-g-肌動(dòng)蛋白單體聚合反應(yīng)肌動(dòng)蛋白單體聚合反應(yīng)。敲除其基因的酵母不能成活敲除其基因的酵母不能成活( (致死性致死性) )。4 4f-f-肌動(dòng)蛋白解聚蛋白肌動(dòng)蛋白解聚蛋白 小分子肌動(dòng)蛋白，小分子肌動(dòng)蛋白，具有膠溶蛋白和肌動(dòng)蛋白抑制蛋具有膠溶蛋白和肌動(dòng)蛋白抑制蛋白的雙重活性白的雙重活性，能，能切割切割f-f-肌動(dòng)蛋白肌動(dòng)蛋白并結(jié)合并結(jié)合g-g-肌動(dòng)蛋白肌動(dòng)蛋白單體，這些蛋白被稱為單體，這些蛋白被稱為肌動(dòng)蛋白解聚因

34、子。肌動(dòng)蛋白解聚因子。 如如人類大腦人類大腦分離的分離的cofilincofilin（磷蛋白，去磷酸化后易位到細(xì)磷蛋白，去磷酸化后易位到細(xì)胞核，胞核，cofilincofilin在在細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)中具有廣泛而重要的作用中具有廣泛而重要的作用 ），），腎腎臟臟分離的分離的destrindestrin，從，從星魚(yú)卵細(xì)胞星魚(yú)卵細(xì)胞分離的分離的肌動(dòng)蛋白蠶食蛋白肌動(dòng)蛋白蠶食蛋白（depactindepactin）和從）和從星魚(yú)星魚(yú)分離的分離的載肌動(dòng)蛋白（載肌動(dòng)蛋白（actophorinactophorin）均屬均屬于這一類。于這一類。（三）產(chǎn)生力的蛋白質(zhì)（分子馬達(dá)）（三）產(chǎn)生力的蛋白質(zhì)（分子馬達(dá)）

35、 主要為主要為肌球蛋白類肌球蛋白類，可，可組成粗絲，組成粗絲，具具atpatp酶活酶活。肌球蛋白超家族肌球蛋白超家族分分1818類類，分為，分為傳統(tǒng)肌球蛋白傳統(tǒng)肌球蛋白和和非傳統(tǒng)非傳統(tǒng)肌球蛋白肌球蛋白，只有，只有肌球蛋白肌球蛋白為傳統(tǒng)肌球蛋白，為傳統(tǒng)肌球蛋白，其余為非其余為非傳統(tǒng)肌球蛋白。傳統(tǒng)肌球蛋白。這類蛋白在肌肉中含量非常豐富，易聚合和解聚，故這類蛋白在肌肉中含量非常豐富，易聚合和解聚，故很容易純化。很容易純化。常見(jiàn)：常見(jiàn)：肌球蛋白肌球蛋白:（不加入粗絲不加入粗絲），使），使膜性小囊泡沿著肌動(dòng)蛋白束膜性小囊泡沿著肌動(dòng)蛋白束運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)；從阿米巴中曾分離到兩種不同的肌球蛋白，即；從阿米巴中曾分離

36、到兩種不同的肌球蛋白，即肌肌球蛋白球蛋白iaia和肌球蛋白和肌球蛋白ibib。肌球蛋白肌球蛋白:( (聚合并加入粗絲聚合并加入粗絲）, ,與肌肉收縮相關(guān)。與肌肉收縮相關(guān)。（四）交聯(lián)和促進(jìn)成束的蛋白（四）交聯(lián)和促進(jìn)成束的蛋白 1 1、血影蛋白及相關(guān)蛋白、血影蛋白及相關(guān)蛋白 血影蛋白（血影蛋白（spectrinspectrin）首先從首先從紅細(xì)胞紅細(xì)胞獲得，故得名。從獲得，故得名。從腦腦獲獲得的稱得的稱胞影蛋白（胞影蛋白（fodrinfodrin）。紅細(xì)胞膜骨架的主要成份，紅細(xì)胞膜骨架的主要成份，分子含分子含a a鏈和鏈和鏈，鏈，mr.mr.均約為均約為230kd230kd。兩個(gè)亞基兩個(gè)亞基反向平

37、行排列反向平行排列, , 扭曲成麻花狀，形成異扭曲成麻花狀，形成異二聚體二聚體, , 兩個(gè)異二聚體兩個(gè)異二聚體頭頭- -頭連接頭連接成成200nm200nm長(zhǎng)的長(zhǎng)的四聚體。四聚體。再進(jìn)一步形成再進(jìn)一步形成“連連接復(fù)合物接復(fù)合物”。 連接復(fù)合物的形成連接復(fù)合物的形成 2. 2.輔肌動(dòng)蛋白輔肌動(dòng)蛋白 輔肌動(dòng)蛋白（輔肌動(dòng)蛋白（-actinin-actinin）是保持肌節(jié)是保持肌節(jié)（sarcomeressarcomeres）的重要元件。）的重要元件。 該蛋白是該蛋白是肌動(dòng)蛋白成束的主要交聯(lián)蛋白之一肌動(dòng)蛋白成束的主要交聯(lián)蛋白之一，使使肌動(dòng)蛋白束次序排列肌動(dòng)蛋白束次序排列。在。在非肌細(xì)胞中非肌細(xì)胞中則與則

38、與f-f-肌動(dòng)蛋白肌動(dòng)蛋白的作用大致相同（的作用大致相同（有血影蛋白樣結(jié)構(gòu)域有血影蛋白樣結(jié)構(gòu)域）。）。 輔肌動(dòng)蛋白通過(guò)與輔肌動(dòng)蛋白通過(guò)與整連蛋白、鈣粘蛋白等整連蛋白、鈣粘蛋白等作用作用, ,穩(wěn)定細(xì)胞粘附、調(diào)節(jié)細(xì)胞形狀及細(xì)胞運(yùn)動(dòng)等穩(wěn)定細(xì)胞粘附、調(diào)節(jié)細(xì)胞形狀及細(xì)胞運(yùn)動(dòng)等. . 3 3、凝膠因子、凝膠因子 有有肌動(dòng)蛋白結(jié)合位點(diǎn)肌動(dòng)蛋白結(jié)合位點(diǎn)，將肌動(dòng)蛋白絲交織成網(wǎng)，將肌動(dòng)蛋白絲交織成網(wǎng)，使之形成疏松而高度黏稠的膠體。使之形成疏松而高度黏稠的膠體。 如如 肌 動(dòng) 蛋 白 結(jié) 合 蛋 白 （肌 動(dòng) 蛋 白 結(jié) 合 蛋 白 （ a b pa b p ） 和和 細(xì) 絲 蛋 白細(xì) 絲 蛋 白（filaminf

39、ilamin）。都是。都是雙極同二聚體雙極同二聚體，長(zhǎng)桿狀分子，有相，長(zhǎng)桿狀分子，有相當(dāng)?shù)膹澢?，與肌動(dòng)蛋白結(jié)合時(shí)對(duì)鈣不敏感。當(dāng)?shù)膹澢?，與肌動(dòng)蛋白結(jié)合時(shí)對(duì)鈣不敏感。4 4、肌肉收縮相關(guān)的蛋白質(zhì)、肌肉收縮相關(guān)的蛋白質(zhì)（1）肌動(dòng)蛋白肌動(dòng)蛋白 肌動(dòng)蛋白纖維肌動(dòng)蛋白纖維由由兩條肌動(dòng)蛋白鏈形成的螺旋兩條肌動(dòng)蛋白鏈形成的螺旋，如雙，如雙線捻成的繩子。肌動(dòng)蛋白線捻成的繩子。肌動(dòng)蛋白單體為球形分子單體為球形分子，稱，稱球形肌動(dòng)球形肌動(dòng)蛋白蛋白( (g-actin) )，其多聚體稱，其多聚體稱纖維形肌動(dòng)蛋白纖維形肌動(dòng)蛋白f-actinf-actin 。（2 2）肌球蛋白（）肌球蛋白（myosinmyosin）

40、 如前述，屬于如前述，屬于馬達(dá)蛋白馬達(dá)蛋白，利用，利用atpatp產(chǎn)能，最初發(fā)現(xiàn)于產(chǎn)能，最初發(fā)現(xiàn)于肌肉組肌肉組織織(myosin ii)(myosin ii)，后發(fā)現(xiàn)多種，后發(fā)現(xiàn)多種非肌細(xì)胞非肌細(xì)胞myosinmyosin。目前已發(fā)現(xiàn)。目前已發(fā)現(xiàn)1818種種類型類型。 myosin iimyosin ii是構(gòu)成肌纖維的主要成分之一。由是構(gòu)成肌纖維的主要成分之一。由兩條重鏈和兩條重鏈和兩條兩條輕鏈組成，并兩個(gè)分子尾部相連，締合形成粗絲雙極性結(jié)構(gòu)，輕鏈組成，并兩個(gè)分子尾部相連，締合形成粗絲雙極性結(jié)構(gòu)，球形的頭部具有球形的頭部具有atpatp酶活性酶活性肌球蛋白締合形成肌球蛋白締合形成粗絲雙極性結(jié)構(gòu)

41、粗絲雙極性結(jié)構(gòu)由由2 2條輕鏈和條輕鏈和2 2條重鏈條重鏈組成的肌球蛋白分子組成的肌球蛋白分子肌小節(jié)模式圖肌小節(jié)模式圖m linem m蛋白蛋白( (肌聯(lián)蛋白肌聯(lián)蛋白,titin,titin） 肌小節(jié)中粗絲在細(xì)絲肌小節(jié)中粗絲在細(xì)絲間滑動(dòng)模式間滑動(dòng)模式（3 3）原肌球蛋白（）原肌球蛋白（tropomyosintropomyosin） 原肌球蛋白（原肌球蛋白（tropomyosin.tmtropomyosin.tm）分子量分子量64kd64kd，由兩條平行的，由兩條平行的多肽鏈扭成螺旋，每個(gè)多肽鏈扭成螺旋，每個(gè)tmtm分子長(zhǎng)分子長(zhǎng)41nm41nm，具有，具有7 7個(gè)肌動(dòng)蛋白結(jié)合位個(gè)肌動(dòng)蛋白結(jié)合位點(diǎn)

42、點(diǎn)，呈長(zhǎng)桿狀，呈長(zhǎng)桿狀，結(jié)合于肌動(dòng)蛋白結(jié)合于肌動(dòng)蛋白雙螺旋的溝中雙螺旋的溝中。作用作用: :是加強(qiáng)和穩(wěn)定肌動(dòng)蛋白絲，是加強(qiáng)和穩(wěn)定肌動(dòng)蛋白絲，抑制肌動(dòng)蛋白與肌球蛋白結(jié)合。抑制肌動(dòng)蛋白與肌球蛋白結(jié)合。 細(xì)絲細(xì)絲: :f f肌動(dòng)蛋白、原肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白、原肌球蛋白和肌鈣蛋白組成。肌鈣蛋白組成。 （4 4）肌鈣蛋白（）肌鈣蛋白（troponintroponin） 肌鈣蛋白（肌鈣蛋白（troponin,tntroponin,tn），mr.80kdmr.80kd，三個(gè)亞基三個(gè)亞基：肌鈣蛋白肌鈣蛋白c c（tnctnc）特異地與鈣結(jié)合特異地與鈣結(jié)合; ;肌鈣蛋白肌鈣蛋白t t（tnttnt）與原肌球蛋白有

43、高與原肌球蛋白有高度親和力，度親和力，肌鈣蛋白肌鈣蛋白i i（tnitni）抑制肌球蛋白的抑制肌球蛋白的atpatp酶活性，細(xì)絲酶活性，細(xì)絲中每隔中每隔40nm40nm就有一個(gè)肌鈣蛋白復(fù)合體。就有一個(gè)肌鈣蛋白復(fù)合體。 當(dāng)當(dāng)肌質(zhì)內(nèi)鈣離子濃度升高肌質(zhì)內(nèi)鈣離子濃度升高時(shí)，時(shí)，caca2 2與與tnctnc結(jié)合，構(gòu)象改變，結(jié)合，構(gòu)象改變，tnttnt牽動(dòng)原肌球蛋白牽動(dòng)原肌球蛋白，使其與，使其與f-f-肌動(dòng)蛋白脫離接觸，從而肌動(dòng)蛋白脫離接觸，從而暴露肌暴露肌動(dòng)蛋白單體上的肌球蛋白結(jié)合位點(diǎn)動(dòng)蛋白單體上的肌球蛋白結(jié)合位點(diǎn)。促使。促使肌球蛋白與肌動(dòng)蛋白肌球蛋白與肌動(dòng)蛋白相互作用形成橫橋相互作用形成橫橋，引起肌

44、肉引縮。，引起肌肉引縮。troponin肌肉收縮肌肉收縮( (擺動(dòng)聯(lián)橋模型，擺動(dòng)聯(lián)橋模型，swinging cross-swinging cross-bridge model)bridge model) 肌細(xì)胞膜興奮肌細(xì)胞膜興奮傳導(dǎo)到終池傳導(dǎo)到終池終池終池ca2+ca2+釋放釋放肌漿肌漿ca2+ca2+濃度增高濃度增高ca2+ca2+與肌鈣蛋白結(jié)與肌鈣蛋白結(jié)合合原肌球蛋白變構(gòu)原肌球蛋白變構(gòu)肌球蛋白橫橋頭與肌動(dòng)蛋白結(jié)合肌球蛋白橫橋頭與肌動(dòng)蛋白結(jié)合橫橋頭橫橋頭atpatp酶激活分解酶激活分解atpatp橫橋扭動(dòng)橫橋扭動(dòng)細(xì)絲向粗肌絲滑行細(xì)絲向粗肌絲滑行肌小節(jié)縮短肌小節(jié)縮短。 5 5鈣調(diào)結(jié)合蛋白（鈣調(diào)

45、結(jié)合蛋白（caldesmoncaldesmon） 是與是與肌動(dòng)蛋白、肌球蛋白、原肌球蛋白和鈣調(diào)蛋白互作肌動(dòng)蛋白、肌球蛋白、原肌球蛋白和鈣調(diào)蛋白互作的的平平滑肌和非肌調(diào)節(jié)蛋白滑肌和非肌調(diào)節(jié)蛋白。平滑肌鈣調(diào)結(jié)合蛋白。平滑肌鈣調(diào)結(jié)合蛋白c-c-末端具有鈣調(diào)蛋末端具有鈣調(diào)蛋白、原肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白結(jié)合區(qū)白、原肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白結(jié)合區(qū)，n-n-末端具有肌球蛋白結(jié)合末端具有肌球蛋白結(jié)合區(qū)區(qū)。 通過(guò)二硫鍵形成寡聚體，通過(guò)二硫鍵形成寡聚體，分子的兩端可與分子的兩端可與f-f-肌動(dòng)蛋白結(jié)合使肌動(dòng)蛋白結(jié)合使其成束其成束, ,與與肌動(dòng)蛋白的作用可被原肌球蛋白所增強(qiáng)。肌動(dòng)蛋白的作用可被原肌球蛋白所增強(qiáng)。1 1個(gè)鈣調(diào)結(jié)

46、個(gè)鈣調(diào)結(jié)合蛋白可結(jié)合合蛋白可結(jié)合1414個(gè)肌動(dòng)蛋白單體。個(gè)肌動(dòng)蛋白單體。（五）連接細(xì)胞膜與（五）連接細(xì)胞膜與f-f-肌動(dòng)蛋白的蛋白質(zhì)肌動(dòng)蛋白的蛋白質(zhì) 如如粘著斑蛋白（粘著斑蛋白（vinculinvinculin）、踝蛋白）、踝蛋白（talintalin）、錨蛋白（）、錨蛋白（ankyrinankyrin）、膜聯(lián)蛋白）、膜聯(lián)蛋白（annexinsannexins）、膜橋蛋白（）、膜橋蛋白（ponticulinponticulin）等。等?？膳c可與f-f-肌動(dòng)蛋白結(jié)合并將其連接到細(xì)胞膜。肌動(dòng)蛋白結(jié)合并將其連接到細(xì)胞膜。 四、肌動(dòng)蛋白微絲的功能四、肌動(dòng)蛋白微絲的功能 細(xì)胞結(jié)構(gòu)與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)。細(xì)胞結(jié)構(gòu)與細(xì)

47、胞運(yùn)動(dòng)。 細(xì)胞分裂細(xì)胞分裂，特別是后期，需肌動(dòng)蛋白錨定于細(xì)胞膜。，特別是后期，需肌動(dòng)蛋白錨定于細(xì)胞膜。 近來(lái)發(fā)現(xiàn)，近來(lái)發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞骨架與細(xì)胞凋亡有關(guān)。細(xì)胞骨架與細(xì)胞凋亡有關(guān)。 lanerollelanerolle和同事發(fā)現(xiàn)和同事發(fā)現(xiàn),hl-60,hl-60細(xì)胞株凋亡時(shí)，細(xì)胞株凋亡時(shí)，f-f-肌肌動(dòng)蛋白先短暫聚合動(dòng)蛋白先短暫聚合，但，但后期即發(fā)生解聚后期即發(fā)生解聚，肌動(dòng)蛋白微絲，肌動(dòng)蛋白微絲形態(tài)上發(fā)生劇烈的變化。形態(tài)上發(fā)生劇烈的變化。細(xì)胞器的轉(zhuǎn)運(yùn)細(xì)胞器的轉(zhuǎn)運(yùn)肌動(dòng)蛋白纖維肌動(dòng)蛋白纖維肌球蛋白肌球蛋白含細(xì)胞器和囊泡的胞質(zhì)流含細(xì)胞器和囊泡的胞質(zhì)流靜態(tài)胞質(zhì)中的葉綠體靜態(tài)胞質(zhì)中的葉綠體液泡液泡第四節(jié)第四節(jié)

48、微管系統(tǒng)微管系統(tǒng) 幾乎所有真核細(xì)胞都含微管幾乎所有真核細(xì)胞都含微管, ,大多數(shù)微管是大多數(shù)微管是單一圓筒單一圓筒狀狀, ,少數(shù)微管呈少數(shù)微管呈雙圓筒狀雙圓筒狀（如鞭毛）（如鞭毛）, ,囊狀體（囊狀體（busal busal bodiesbodies）和中心粒中的微管）和中心粒中的微管是是三圓筒狀三圓筒狀。目前認(rèn)為目前認(rèn)為微管中微管中（但不是全部）（但不是全部）含有高度保守的微管含有高度保守的微管蛋白蛋白。微管蛋白微管蛋白m mr r在在55kd55kd左右左右, , 微管蛋白（?。┪⒐艿鞍祝ㄐ。? ,微管蛋微管蛋白（大）白（大）, ,形成形成二聚體二聚體。 向細(xì)胞中央輻射的微管向細(xì)胞中央輻射的

49、微管 一、微管的結(jié)構(gòu)一、微管的結(jié)構(gòu) 多數(shù)天然微管由多數(shù)天然微管由1313條原絲組成條原絲組成，少數(shù)微管有少數(shù)微管有7 7、9 9、1212或或1515條原絲條原絲。 純化的微管蛋白在純化的微管蛋白在體外重新聚合，體外重新聚合，得到的微管得到的微管大大多數(shù)含多數(shù)含1313條原絲條原絲，但也會(huì)出現(xiàn)一定比例的，但也會(huì)出現(xiàn)一定比例的1414和和1515條原條原絲微管絲微管，表明在，表明在蛋白純化時(shí)丟失了一些細(xì)胞成分，使蛋白純化時(shí)丟失了一些細(xì)胞成分，使原絲數(shù)目發(fā)生了變化。原絲數(shù)目發(fā)生了變化。微管纖維微管纖維 微管是微管是由由1313條原絲（條原絲（protofilamentprotofilament）構(gòu)

50、成的中空管狀結(jié)構(gòu)。）構(gòu)成的中空管狀結(jié)構(gòu)。二、微管蛋白二、微管蛋白 微管蛋白的微管蛋白的和和兩種亞基兩種亞基均可結(jié)合均可結(jié)合gtpgtp， 但但gtpgtp是是亞基的亞基的固有組分，不發(fā)生水解或交換固有組分，不發(fā)生水解或交換；亞基的亞基的gtpgtp可發(fā)生水解，結(jié)合的可發(fā)生水解，結(jié)合的gdpgdp可交換為可交換為gtpgtp，可見(jiàn)，可見(jiàn)亞基也是一種亞基也是一種g g蛋白蛋白。多烯紫杉醇 三、微管相關(guān)蛋白三、微管相關(guān)蛋白 微管相關(guān)蛋白微管相關(guān)蛋白（microtubule associated microtubule associated proteinsproteins，mapsmaps）：至少含

51、一個(gè)）：至少含一個(gè)結(jié)合微管的結(jié)構(gòu)域結(jié)合微管的結(jié)構(gòu)域和和一個(gè)一個(gè)向外突出的結(jié)構(gòu)域。向外突出的結(jié)構(gòu)域。 突出部位突出部位伸到微管外與其它細(xì)胞組分伸到微管外與其它細(xì)胞組分（如微管束、（如微管束、中間纖維、質(zhì)膜等）結(jié)合。中間纖維、質(zhì)膜等）結(jié)合。mapmap的主要功能：的主要功能： 促進(jìn)微管聚集成束；促進(jìn)微管聚集成束； 增加微管穩(wěn)定性或強(qiáng)度；增加微管穩(wěn)定性或強(qiáng)度； 促進(jìn)微管組裝。促進(jìn)微管組裝。 主要有兩類微管相關(guān)蛋白：主要有兩類微管相關(guān)蛋白： mapmap: :熱敏感熱敏感，如，如map1amap1a、map1bmap1b，主要存在于，主要存在于神經(jīng)細(xì)胞神經(jīng)細(xì)胞 。 mapmap: :熱穩(wěn)定，熱穩(wěn)定，包

52、括包括map2amap2a、b b、c c，map4map4和和tautau蛋白。蛋白。map2map2有多有多個(gè)磷酸化位點(diǎn)，磷酸化后與微管的親和力下降，個(gè)磷酸化位點(diǎn)，磷酸化后與微管的親和力下降，含量減少含量減少會(huì)影響樹(shù)突的生長(zhǎng)。會(huì)影響樹(shù)突的生長(zhǎng)。四、微管的組裝四、微管的組裝 微管組織中心微管組織中心（microtubule organizing center mtocsmicrotubule organizing center mtocs）是是微管進(jìn)行組裝的區(qū)域微管進(jìn)行組裝的區(qū)域。 著絲粒、成膜體、中心體、基體著絲粒、成膜體、中心體、基體均均具有微管組織中心的功能具有微管組織中心的功能。 微管組織中心微管組織中心的的微管球蛋白微管球蛋白，可聚合成環(huán)狀復(fù)合體可聚合成環(huán)狀復(fù)合體，像，像f-f-肌動(dòng)蛋白的聚合一樣肌動(dòng)蛋白的聚合一樣參與微管蛋白的參與微管蛋白的核化核化，幫助幫助和和球蛋白聚球蛋白聚合為微管纖維。合為微管纖維。 gary j. brouhardgary j.