醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)課件

醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)細(xì)胞骨架概念細(xì)胞骨架cytoskeleton：真核細(xì)胞質(zhì)中的蛋白質(zhì)纖維網(wǎng)架體系，由3種不同的蛋白質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)組成—微管、微絲、中間絲特點(diǎn)：由各自蛋白質(zhì)亞基組成的多聚體，有不同的機(jī)械特性，3類骨架成分既分散于細(xì)胞質(zhì)中，又相互聯(lián)系成一個(gè)完整的骨架體系廣義：核基質(zhì)、核纖層和染色體骨架（核骨架），加上細(xì)胞骨架MicrotubulesMicrofilamentsIntermediatefilaments2醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)細(xì)胞骨架的功能概括定位細(xì)胞器①動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)，支持②定位各種細(xì)胞器③引導(dǎo)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸④產(chǎn)力結(jié)構(gòu)，負(fù)責(zé)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)⑤細(xì)胞有絲分裂器組分3醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)細(xì)胞質(zhì)骨架分布微絲主要分布在細(xì)胞質(zhì)膜的內(nèi)側(cè)微管主要分布在核周圍,并呈放射狀向胞質(zhì)四周擴(kuò)散中間纖維分布在整個(gè)細(xì)胞中4醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)微管由微管蛋白、微管結(jié)合蛋白組成，中空?qǐng)A柱狀結(jié)構(gòu)控制膜性細(xì)胞器的定位、胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸與其他蛋白質(zhì)裝配成纖毛、鞭毛、基體、中心體、紡錘體維持細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞分裂、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)等微管microtubule10μm微絲微管中間纖維混合5醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)微管蛋白與微管的結(jié)構(gòu)分布于所有真核細(xì)胞，內(nèi)徑15nm，外徑25nm，壁厚5nm基本構(gòu)件：微管蛋白二聚體——α、β異二聚體α-微管蛋白和β-微管蛋白各有一個(gè)GTP結(jié)合位點(diǎn)：α-微管蛋白的GTP不進(jìn)行水解也不交換；β-微管蛋白的GTP可水解成GDP，而此GDP也可換成GTP，這一變換對(duì)微管的動(dòng)態(tài)性有重要作用異二聚體頭尾相接→原纖維；側(cè)面13條原纖維合攏→微管微管microtubule6醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)微管具有極性，兩端增長(zhǎng)速度不同；增長(zhǎng)快的一端為正端，另一端為負(fù)端微管的極性分布走向跟細(xì)胞器定位、物質(zhì)運(yùn)輸方向有關(guān)微管由三種微管蛋白組成：α管蛋白、β管蛋白(前二者占微管蛋白總量80-95%)；γ管蛋白定位于微管組織中心microtubuleorganizingcenter,MTOC（對(duì)微管的形成、數(shù)量、位置、極性、細(xì)胞分裂有重要作用）真核生物微管有三種存在形式：?jiǎn)喂?、二?lián)管、三聯(lián)管微管microtubuleSinglet完整微管Doublet13+10存在于纖毛、鞭毛的軸絲Triplet13+10+10存在于中心粒、基體7醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)微管結(jié)合蛋白與微管結(jié)合的輔助蛋白，總是與微管共存，參與微管的裝配，稱微管結(jié)合蛋白microtubuleassociatedprotein,MAP在微管蛋白組裝成微管后，結(jié)合在微管表面堿性的微管結(jié)合域，加速微管成核作用；酸性的突出區(qū)域，以橫橋形式跟其它骨架纖維連接突出區(qū)域的長(zhǎng)度

決定微管成束時(shí)間距的大小微管microtubule8醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)微管microtubuleMAPs包括：MAP1、MAP2、MAP4和tauMAP1-2和tau只存在于腦組織，神經(jīng)元中；MAP4哺乳動(dòng)物

非神經(jīng)元、神經(jīng)元細(xì)胞中，在進(jìn)化上具有保守性tau只存在于軸突；MAP2分布于神經(jīng)元胞體和樹突中tau蛋白的高度磷酸化，導(dǎo)致幾種致死性退化性神經(jīng)疾病，包括Alzheimer‘sdisease；因?yàn)榱姿峄膖au不能結(jié)合微管，導(dǎo)致神經(jīng)纖維纏結(jié)微管結(jié)合蛋白功能：①使微管相互交聯(lián)成束，使微管同其它細(xì)胞結(jié)構(gòu)交聯(lián)，如質(zhì)膜、微絲和中間絲等②與微管成核點(diǎn)的作用，促進(jìn)微管的聚合③與微管壁的結(jié)合，提高微管的穩(wěn)定性9醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)微管microtubule微管的裝配與動(dòng)力學(xué)大多微管不穩(wěn)定，很快根據(jù)需要組裝或去組裝——?jiǎng)恿W(xué)性質(zhì)微管的裝配表現(xiàn)為動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定性dynamicinstability：增長(zhǎng)的微管末端有微管蛋白-GTP帽，組裝后GTP被水解成GDP，而使微管蛋白-GDP成為微管的主要成分微管蛋白-GTP帽及短小的微管原纖維從微管末端脫落，則微管解聚微管裝配分為三個(gè)時(shí)期：成核期、聚合期、穩(wěn)定期①成核期nucleationphase：又稱延遲期，α-β異二聚體聚合成短寡聚體，即核心；然后二聚體在其兩端和側(cè)面擴(kuò)展成片狀帶，當(dāng)片狀帶加寬到13根原纖維，合攏成一段微管。該期速度較慢——限速過程②聚合期polymerizationphase：又稱延長(zhǎng)期，高濃度的游離微管蛋白聚合速度大于解聚速度，新的二聚體不斷加到微管正端，微管延長(zhǎng)，直至游離微管蛋白濃度降低10醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)③穩(wěn)定期steadystatephase：又稱平衡期，胞質(zhì)中游離微管蛋白達(dá)到臨界濃度，微管的聚合與解聚速度相等微管裝配起始點(diǎn)是微管組織中心微管的聚合從特異性的核心形成位點(diǎn)開始，主要是中心體、纖毛的基體，稱：微管組織中心

microtubuleorganizingcenter,MTOC微管組織中心作用：幫助微管裝配的成核nucleation微管從微管組織中心開始生長(zhǎng)，是微管裝配的獨(dú)特性質(zhì)-Tubulin-TubulinProtofilamentassemblySheetassemblyMicrotubuleselongationGTPGTPGTP(+)plusend(-)minusend微管microtubule11醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)微管的核心形成是微管組裝的限速步驟γ-微管蛋白環(huán)形復(fù)合體

(γ-tubulinringcomplex,γ-TuRC)

可形成10~13個(gè)γ-微管蛋白分子的環(huán)形結(jié)構(gòu)(螺旋化排列)，組成一個(gè)開放的環(huán)狀模板，與微管具有相同直徑γ-微管蛋白復(fù)合體可刺激微管核心形成，包裹微管負(fù)端，阻止微管蛋白滲入γ-微管蛋白復(fù)合體還能影響微管從中心粒上釋放中心體centrosome是動(dòng)物細(xì)胞中決定微管形成的一種細(xì)胞器，包括：中心粒centriole和中心粒旁物質(zhì)pericentriolarmaterial在細(xì)胞間期，中心體位于細(xì)胞核附近，在有絲分裂期，位于紡錘體的兩極微管microtubule12醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)中心體centrosome：動(dòng)物細(xì)胞特有，包括中心粒centriole和中心粒旁物質(zhì)pericentriolarmaterial,PCM2個(gè)桶狀垂直排列的中心粒，包埋在中心粒旁物質(zhì)中每個(gè)中心粒由9組三聯(lián)管組成基體basalbody：纖毛或鞭毛起源于基體；基體與中心?？苫ハ喈a(chǎn)生（如：精子）微管microtubulePCMCentrioleCentrosome13醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)微管microtubule微管microtubule微管microtubule微管microtubule微管microtubule微管microtubule微管的體外裝配體外適當(dāng)條件下，現(xiàn)存微管可進(jìn)行自我裝配，其裝配受到諸多因素影響微管的不穩(wěn)定行為的發(fā)生需要水解GTP供能；因此，聚合條件中，微管蛋白濃度、GTP存在，最重要最適條件：游離微管蛋白濃度達(dá)到1mg/ml臨界濃度；pH6.9、37℃、加入Mg2+、GTP和EDTA(Ca2+的螯合劑，去除Ca2+的抑制聚合作用)

當(dāng)α/β異二聚體均結(jié)合GTP時(shí)，聚合成的微管呈直線型，GTP水解成GDP；當(dāng)微管蛋白聚合迅速時(shí)，新生成的微管上全是GTP-微管蛋白亞基，結(jié)合比較牢固，形成GTP帽，防止解聚GTP二聚體GDP二聚體14醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)微管microtubule15醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)當(dāng)微管生長(zhǎng)緩慢時(shí)，β微管蛋白上的GTP水解為GDP后，微管蛋白構(gòu)象變化，微管原纖維彎曲，亞基結(jié)合不緊密，微管趨于解聚、縮短因此，微管兩端的微管蛋白具有GTP帽時(shí)，微管繼續(xù)組裝；而具有GDP帽時(shí)，原纖維彎曲，微管解聚原纖維中微管蛋白異二聚體亞單位重復(fù)排列具有極性，所以微管具有極性；尤其當(dāng)兩端組裝速度不同時(shí)，有明顯極性微管的聚合與解聚持續(xù)進(jìn)行，經(jīng)常是一端聚合，為正端；另一端解聚，是負(fù)端，這種微管裝配方式，稱“踏車運(yùn)動(dòng)”treadmilling微管microtubule微管的組裝與去組裝（踏車現(xiàn)象）16醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)微管的體內(nèi)裝配在細(xì)胞內(nèi)的微管組織中心，γ-TuRC成為α-β異二聚體結(jié)合的核心中心體是微管成核的位點(diǎn)；中心粒旁物質(zhì)含有50拷貝以上的γ-TuRC微管的極性總是相同的：負(fù)端與中心體結(jié)合，正端遠(yuǎn)離中心體微管microtubule13個(gè)γ-tubulin亞基

螺旋化排列，組成一個(gè)開放的環(huán)狀模板，與微管具有相同直徑γ-TuRC由MTOC提供的物質(zhì)固定其位置，從而決定微管的極性17醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)γ-TuRC組織微管形成的能力受細(xì)胞周期調(diào)節(jié)間期此能力被關(guān)閉，G2期到M期，受細(xì)胞周期調(diào)節(jié)激酶作用，磷酸化γ-TuRC

成分，開放其微管組織能力很多因素影響微管的組裝和解聚很多因素影響微管的穩(wěn)定性，比如：GTP濃度、壓力、溫度、pH、離子濃度、微管蛋白臨界濃度、藥物等紫杉醇是紅豆杉屬植物的次生代謝產(chǎn)物，紫杉醇只結(jié)合到聚合的微管上，維持了微管的穩(wěn)定，加速微管聚合，已用于癌癥臨床化療秋水仙素，長(zhǎng)春花堿或長(zhǎng)春新堿、諾可唑，結(jié)合并穩(wěn)定游離的微管蛋白，抑制微管的聚合微管microtubule18醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)微管的功能1.微管構(gòu)成細(xì)胞內(nèi)的網(wǎng)狀支架，支持和維持細(xì)胞的形態(tài)微管本身不能收縮，有一定的強(qiáng)度，抗壓力、抗彎曲，為細(xì)胞提供機(jī)械支持力微管對(duì)細(xì)胞突起部分，如纖毛、鞭毛、軸突形成和維持起重要作用如血小板中的環(huán)形微管束(血小板骨架主要組成成分)，維持血小板的圓盤形結(jié)構(gòu)；當(dāng)暴露于低溫中，環(huán)形微管解聚，血小板變成不規(guī)則球形微管microtubuleInculturedmousecells,themicrotubulesextendinaradialarrayoutwardfromtheareaaroundthenucleus,givingthesecellstheirround,flattenedshape19醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)微管microtubule

血小板體積小，直經(jīng)為2～4微米，呈雙凸圓盤狀，易受機(jī)械、化學(xué)刺激，此時(shí)便伸出突起，呈不規(guī)則形

哺乳類紅細(xì)胞的直徑為4～8微米（人的為6～9微米）未激活血小板——圓盤狀，中間稍凸起20醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)2.微管參與中心粒、纖毛和鞭毛的形成中心粒是9組三聯(lián)體微管圍成的圓筒狀結(jié)構(gòu)纖毛、鞭毛是細(xì)胞表面的特化結(jié)構(gòu)，在來源和結(jié)構(gòu)上基本相同兩者主干部分都是9組二聯(lián)管構(gòu)成，中央是兩條微管——中央微管微管microtubule21醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)3.微管參與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸細(xì)胞內(nèi)各細(xì)胞器和所有的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)都與微管密切相關(guān)；微管的物質(zhì)運(yùn)輸由微管動(dòng)力蛋白(或稱馬達(dá)蛋白)完成，共有幾十種，可分為三大家族：驅(qū)動(dòng)蛋白kinesin、動(dòng)力蛋白dynein和肌球蛋白myosin家族（肌球蛋白以肌動(dòng)蛋白纖維為運(yùn)行軌道）驅(qū)動(dòng)蛋白與動(dòng)力蛋白的兩個(gè)球狀頭部，與微管

空間結(jié)構(gòu)專一的方式結(jié)合，具有ATP酶活性，水解ATP供能完成與微管結(jié)合、解離、再結(jié)合動(dòng)作微管microtubulekinesindynein22醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)蛋白kinesin（380KD）1985年首先從魷魚巨大軸突中分離得到，由兩條重鏈和兩條輕鏈組成一對(duì)與微管結(jié)合的球狀頭部——ATP水解酶，水解ATP產(chǎn)生能量進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；將貨物由負(fù)端運(yùn)輸向正端Θ→⊕Kinesin的運(yùn)輸模式：

Hand-over-handmodel＆

Inchwormmodel最大運(yùn)輸速度：1μm

每秒；Kinesin每步需要水解一分子ATP微管microtubule每步長(zhǎng)8nm，等于一對(duì)α-β異二聚體的長(zhǎng)度；總是結(jié)合β亞基23醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)動(dòng)力蛋白dynein（1000KD）目前所知最大的、最快的分子運(yùn)輸?shù)鞍子蓛蓷l相同的重鏈和幾種中等鏈、輕鏈組成，9~12個(gè)亞基，頭部具有ATP水解酶活性沿著微管的正端向負(fù)端移動(dòng)⊕→Θ為物質(zhì)運(yùn)輸也為纖毛運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力；分裂間期，參與細(xì)胞器定位和轉(zhuǎn)運(yùn)微管microtubule24醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)4.微管維持細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器的定位和分布微管及其相關(guān)馬達(dá)蛋白在膜性細(xì)胞器的定位上起著重要作用正常細(xì)胞高爾基體（綠色）定位在核周；秋水仙素處理細(xì)胞，微管（橙色）解聚，高爾基體分散在整個(gè)胞質(zhì)中微管microtubule小鼠細(xì)胞線粒體紅色熒光，左圖正常，右圖缺少一種類型的kinesin，導(dǎo)致線粒體在核周圍聚集25醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)5.微管參與染色體的運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)細(xì)胞分裂微管是有絲分裂器的主要成分，有絲分裂前期微管聚合，核膜崩解時(shí)侵入核區(qū)，結(jié)合動(dòng)粒；姊妹染色單體的動(dòng)粒分別與來自兩極的微管結(jié)合，后期時(shí)被拉到細(xì)胞兩極微管microtubule26醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)6.微管參與細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)已證明微管參與hedgehog、JNK、Wnt、ERK、PAK蛋白激酶信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路信號(hào)分子直接或通過馬達(dá)蛋白、支架蛋白等與微管作用，調(diào)節(jié)包括微管的穩(wěn)定/不穩(wěn)定、微管方向性、微管組織中心位置、細(xì)胞極化等微管microtubule27醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)微絲microfilament,MF又稱肌動(dòng)蛋白絲actinfilament，是由肌動(dòng)蛋白actin組成的細(xì)絲，普遍存在于真核細(xì)胞中占肌肉細(xì)胞總蛋白的10%，非肌肉細(xì)胞的1-5%呈現(xiàn)束狀、網(wǎng)狀或散在分布于細(xì)胞質(zhì)的特定空間位置肌動(dòng)蛋白與微絲的結(jié)構(gòu)肌動(dòng)蛋白絲直徑約8nm，由肌動(dòng)蛋白(actin)單體組成的雙股螺旋纖維每個(gè)actin單體(G-actin)由375個(gè)氨基酸組成，中部溝狀區(qū)域有一個(gè)ATP/ADP結(jié)合位點(diǎn)和陽離子結(jié)合位點(diǎn)微絲microfilament28醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)微絲是G-肌動(dòng)蛋白單體形成的多聚體，也稱F-肌動(dòng)蛋白(F:纖維狀)肌動(dòng)蛋白單體具有極性，裝配時(shí)首尾相接，因而微絲也有極性相對(duì)生長(zhǎng)慢的一端為負(fù)端minusend，又稱pointend(指向端)；而相對(duì)生長(zhǎng)快的一端為正端plusend，又稱barbedend(禿端)每個(gè)細(xì)胞內(nèi)的微絲總長(zhǎng)度比微管總長(zhǎng)度長(zhǎng)30倍以上actin在真核生物中很保守，不同種類生物間有90%的相似性哺乳類有三種actin同源體：α、β、γ(氨基酸序列略有不同)；α-actin只存在于肌肉細(xì)胞、β、γ-actin存在

于幾乎所有非肌肉細(xì)胞微絲microfilament29醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)微絲microfilament30醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)微絲結(jié)合蛋白及其功能單純的肌動(dòng)蛋白在體外能聚合成肌動(dòng)蛋白纖維，但是纖維之間不能相互作用，執(zhí)行功能，因?yàn)槿狈M織者——微絲結(jié)合蛋白肌細(xì)胞與非肌細(xì)胞都有微絲結(jié)合蛋白，至少分離出100多種；主要與微絲的裝配和功能相關(guān)單體隔離蛋白Monomersequesteringproteins包括抑制蛋白、胸腺素等，與肌動(dòng)蛋白單體結(jié)合，抑制聚合，凡是這種作用的蛋白，均是單體隔離蛋白沒有單體隔離蛋白，肌動(dòng)蛋白都將組裝成纖維，這些蛋白的活性和濃度，決定了肌動(dòng)蛋白趨向聚合還是解聚微絲microfilamentActin-profilincomplex

Profilin

ThymosinActin-thymosincomplex

FreeactinmonomerProfilin前纖維蛋白Thymosin胸腺素31醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)交聯(lián)蛋白Crosslinkingproteins主要功能是改變細(xì)胞內(nèi)肌動(dòng)蛋白纖維的三維結(jié)構(gòu)每個(gè)交聯(lián)蛋白有兩個(gè)或兩個(gè)以上的肌動(dòng)蛋白結(jié)合位點(diǎn)，能與兩個(gè)或多個(gè)肌動(dòng)蛋白纖維交聯(lián)，使細(xì)胞內(nèi)肌動(dòng)蛋白纖維形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有些交聯(lián)蛋白是桿狀的，能彎曲，交聯(lián)形成的網(wǎng)絡(luò)具有彈性，能抵抗機(jī)械壓力；有的交聯(lián)蛋白球狀，促使肌動(dòng)蛋白成束排列微絲microfilamentEndcap

絲束蛋白交聯(lián)蛋白絨毛蛋白32醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)末端阻斷蛋白Endblockingproteins與肌動(dòng)蛋白纖維的一端或兩端結(jié)合，調(diào)節(jié)或維持肌動(dòng)蛋白纖維的長(zhǎng)度結(jié)合肌動(dòng)蛋白末端，相當(dāng)于加上了帽子，抑制微絲生長(zhǎng)，導(dǎo)致胞內(nèi)出現(xiàn)較多短的微絲微絲microfilamentZ-lineThinfilament

Tropomodulin

原肌球調(diào)節(jié)蛋白33醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)纖維切割蛋白Filamentseveringproteins與肌動(dòng)蛋白纖維結(jié)合并切斷它；由于能控制肌動(dòng)蛋白絲的長(zhǎng)度，可大大降低細(xì)胞中的黏度切割產(chǎn)生的新末端可作為生長(zhǎng)點(diǎn)，促進(jìn)肌動(dòng)蛋白裝配切割蛋白也可作為帽子封住肌動(dòng)蛋白纖維的末端微絲microfilament34醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)肌動(dòng)蛋白纖維解聚蛋白Actinfilamentdepolymerizingproteins存在于肌動(dòng)蛋白絲骨架快速變化的部位，結(jié)合肌動(dòng)蛋白絲，并引起肌動(dòng)蛋白絲的快速解聚膜結(jié)合蛋白MembranebindingproteinsMuchofthecontractilemachineryofnonmusclecellsliesjustbeneaththeplasmamembrane.Duringnumerousactivities,theforcesgeneratedbythecontractileproteinsactontheplasmamembrane,causingittoprotrudeoutward(asoccurs,forexample,duringcelllocomotion)ortoinvaginateinward(asoccurs,forexample,duringphagocytosisorcytokinesis).Theseactivitiesaregenerallyfacilitatedbylinkingtheactinfilamentstotheplasmamembraneindirectly,bymeansofattachmenttoaperipheralmembraneprotein.微絲microfilament35醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)微絲microfilament錨蛋白

原肌球蛋白

血影蛋白

血型糖蛋白A肌動(dòng)蛋白36醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)微絲microfilament37醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)微絲的裝配機(jī)制在非肌肉細(xì)胞，微絲是動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)，不斷組裝和解聚，與維持細(xì)胞形態(tài)和運(yùn)動(dòng)有關(guān)微絲的組裝過程分為成核、聚合和穩(wěn)定三個(gè)階段球形肌動(dòng)蛋白組裝成肌動(dòng)蛋白纖維需要ATP和一定的Mg2+和K+濃度組裝分成三個(gè)階段：成核期、聚合期、穩(wěn)定期成核期nucleationphase（延遲期lagphase)：成核作用發(fā)生在質(zhì)膜下，由ARP2/3復(fù)合物催化，是微絲組裝的限速過程聚合期polymerizationphase(生長(zhǎng)期growthphase)：微絲兩端的組裝速度有差異，快速增長(zhǎng)的一端是正端，緩慢增長(zhǎng)的一端是負(fù)端，正端添加單體的速率是負(fù)端10倍以上平衡期equilibriumphase：肌動(dòng)蛋白聚合微絲的速度與其解離微絲的速度達(dá)到平衡，微絲長(zhǎng)度不變，仍進(jìn)行著聚合、解聚活動(dòng)steadyphase微絲microfilament38醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)微絲microfilament39醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)微絲的組裝可用踏車模型和非穩(wěn)態(tài)動(dòng)力學(xué)模型來解釋在微絲裝配時(shí)，當(dāng)肌動(dòng)蛋白分子添加到肌動(dòng)蛋白絲上的速率正好等于肌動(dòng)蛋白分子從肌動(dòng)蛋白絲上解離的速率時(shí)，微絲凈長(zhǎng)度沒改變，這種過程稱“踏車行為”非穩(wěn)態(tài)動(dòng)力學(xué)模型：ATP是調(diào)節(jié)微絲組裝的動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定性的主因結(jié)合了ATP的球狀肌動(dòng)蛋白，對(duì)纖維狀肌動(dòng)蛋白末端親和性高；當(dāng)ATP-肌動(dòng)蛋白結(jié)合微絲末端后，肌動(dòng)蛋白構(gòu)象變化，ATP水解成ADP，親和性降低，容易脫落，傾向解聚ATP-肌動(dòng)蛋白濃度與聚合速度呈正比微絲的體內(nèi)裝配也有成核作用，只是發(fā)生在質(zhì)膜許多細(xì)胞的質(zhì)膜下有一層由微絲、各種微絲結(jié)合蛋白組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，密度較高，稱：細(xì)胞皮層微絲microfilament40醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)在細(xì)胞皮層內(nèi)，肌動(dòng)蛋白絲為質(zhì)膜提供強(qiáng)度和韌性，維持細(xì)胞形態(tài)；在細(xì)胞皮層內(nèi)，可形成突出細(xì)胞表面的微刺、偽足、片狀偽足微絲的組裝受多種因素影響微絲的組裝除了受G-肌動(dòng)蛋白臨界濃度影響，還受ATP及一些離子、藥物的影響：有Mg2+存在，Na+↑,K+↑，G-actin組裝成微絲有Ca2+存在，Na+↓,K+↓，微絲解聚成G-actin細(xì)胞松弛素B：從霉菌中提取，與微絲正端結(jié)合，抑制微絲的聚合鬼筆環(huán)肽：從有毒蘑菇中提取，結(jié)合聚合型微絲，穩(wěn)定微絲抑制解聚微絲microfilament41醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)微絲的功能1.微絲構(gòu)成細(xì)胞的支架并維持細(xì)胞的形態(tài)微絲在細(xì)胞內(nèi)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)、或成束才能發(fā)揮作用；如20～30個(gè)成束的微絲及微絲結(jié)合蛋白構(gòu)成微絨毛的核心微絲microfilament42醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)而應(yīng)力纖維，是在細(xì)胞膜下方由微絲束構(gòu)成的纖維狀結(jié)構(gòu)，常與細(xì)胞的長(zhǎng)軸平行，往往一端與細(xì)胞膜連接，另一端插入胞質(zhì)，或與中間絲結(jié)合，應(yīng)力纖維賦予細(xì)胞韌性和強(qiáng)度微絲microfilament43醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)2.微絲參與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)許多動(dòng)物細(xì)胞位置移動(dòng)時(shí)采用變形運(yùn)動(dòng)；這些細(xì)胞含有豐富的微絲，通過肌動(dòng)蛋白和微絲結(jié)合蛋白的相互作用，進(jìn)行變形運(yùn)動(dòng)如在細(xì)胞表面形成片狀偽足、絲狀偽足：當(dāng)偽足接觸到固定表面時(shí)，靠偽足膜上的跨膜蛋白——整合素，抓住表面，而向細(xì)胞內(nèi)，整合素又抓住肌動(dòng)蛋白絲微絲microfilament44醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)微絲microfilament微絲microfilament3.微絲參與細(xì)胞分裂有絲分裂的核分裂完成后，兩個(gè)即將形成的子細(xì)胞間，在赤道面膜下，肌動(dòng)蛋白微絲與肌球蛋白Ⅱ組裝成瞬時(shí)性收縮束——收縮環(huán)contractilering，收縮產(chǎn)生動(dòng)力，將質(zhì)膜向內(nèi)拉，完成一分為二后解體（Ca2+參與這個(gè)過程）45醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)4.微絲參與肌肉收縮許多微絲結(jié)合蛋白都是在肌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)；肌細(xì)胞(纖維)由數(shù)百個(gè)肌原纖維組成；每根肌原纖維由細(xì)肌絲和粗肌絲重疊而形成肌肉收縮基本單位——肌小節(jié)sarcomere，由肌原纖維構(gòu)成微絲microfilament46醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)肌動(dòng)蛋白肌鈣蛋白原肌球蛋白每根粗絲由幾百個(gè)肌球蛋白(myosinⅡ)分子組成非肌肉細(xì)胞內(nèi)的收縮結(jié)構(gòu)，如：胞質(zhì)收縮的收縮環(huán)、應(yīng)力纖維、細(xì)胞連接的粘著帶，都是肌動(dòng)蛋白與肌球蛋白(myosinⅡ)作用的結(jié)果微絲microfilament細(xì)肌絲，即肌動(dòng)蛋白絲粗肌絲，由肌球蛋白組成500KD左右47醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)顯示肌節(jié)在肌肉松弛與收縮狀態(tài)中的差別I帶只含細(xì)絲；H區(qū)只含粗絲；H區(qū)兩側(cè)的A帶代表重疊區(qū)域，含有粗絲和細(xì)絲在收縮過程中，肌球蛋白交聯(lián)橋與周圍的細(xì)肌絲接觸，水解ATP，產(chǎn)生力量，細(xì)肌絲被迫向肌節(jié)中央滑動(dòng)微絲microfilament48醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)接合

肌球蛋白頭部牢牢地結(jié)合在肌動(dòng)蛋白纖維上，隨即ATP與肌球蛋白頭部結(jié)合釋放

ATP的結(jié)合，誘導(dǎo)肌動(dòng)蛋白結(jié)合位點(diǎn)上的肌球蛋白構(gòu)像變化，肌球蛋白頭部對(duì)細(xì)絲的親和力下降，脫離肌動(dòng)蛋白纖維產(chǎn)生間隙

直立

結(jié)合的ATP水解激活頭部，使其微弱地結(jié)合在肌動(dòng)蛋白纖維上產(chǎn)生力

Pi的釋放使肌球蛋白頭部更加牢固地連結(jié)在細(xì)絲上，并引起動(dòng)力沖程，滑動(dòng)微絲向肌節(jié)中央（+端）移動(dòng)再接合

釋放ADP，結(jié)合新的ATP，建立新的循環(huán)收縮的分子基礎(chǔ)了解微絲microfilament49醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)5.微絲參與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸微絲也介導(dǎo)一些靠近細(xì)胞膜的遠(yuǎn)端物質(zhì)運(yùn)輸，肌球蛋白Ⅰ——

myosinⅠ，從微絲負(fù)端向正端運(yùn)輸貨物Θ→⊕肌球蛋白Ⅰ尾部同質(zhì)膜結(jié)合，利用其頭部，可將微絲從一個(gè)部位運(yùn)向另一個(gè)部位微絲microfilament6.微絲參與細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳遞細(xì)胞膜表面的受體在受到外界信號(hào)作用時(shí)，可觸發(fā)膜下肌動(dòng)蛋白結(jié)構(gòu)變化，啟動(dòng)細(xì)胞內(nèi)激酶變化的信號(hào)傳導(dǎo)50醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)中間纖維intermediatefilaments,IF廣泛存在于真核細(xì)胞中，最早在平滑肌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)，介于肌肉細(xì)胞的actin細(xì)絲和肌球蛋白粗絲之間，是最復(fù)雜的一種細(xì)胞骨架纖維中間纖維的結(jié)構(gòu)和類型中間纖維是絲狀蛋白多聚體中間纖維直徑10nm，是一種堅(jiān)韌、持久的蛋白質(zhì)纖維，不受細(xì)胞松弛素或秋水仙素的影響中間纖維單體(亞基)是蛋白質(zhì)纖維分子，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)50多種，具有共同的結(jié)構(gòu)域：一個(gè)α-螺旋的中間區(qū)，兩側(cè)是球形的N端和C端所有亞基中間螺旋結(jié)構(gòu)域都保守，中間桿狀區(qū)分為4個(gè)螺旋區(qū)，之間被3個(gè)間隔區(qū)隔開，間隔區(qū)也是保守的亞基裝配時(shí)靠α-螺旋區(qū)配對(duì)形成二聚體N端與C端高度可變，不同亞基在N、C端大小和氨基酸組成差別很大中間纖維intermediatefilaments,IF51醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)中間纖維亞基的大小主要取決于C端的變化中間纖維蛋白的類型和分布較為復(fù)雜根據(jù)中間纖維氨基酸序列的相似性，可分為六種類型：酸性角蛋白、中性/堿性角蛋白、非上皮細(xì)胞的中間纖維蛋白、神經(jīng)絲蛋白、核纖層蛋白、巢蛋白中間纖維的種類、成分，可隨細(xì)胞的生長(zhǎng)或成熟而改變中間纖維intermediatefilaments,IF310氨基酸組成，在長(zhǎng)度和氨基酸序列上非常保守52醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)中間絲有組織特異性，共分6類：IFproteinSequencetypeCellularlocationKeratin(acidic)IEpitheliaKeratin(basic)IIEpitheliaVimentinIIIMesenchymalcellsDesminIIIMuscleGlialfibrillaryacidicprotein(GFAP)IIIGlialcells,astrocytesPeripherinIIIPeripheralneuronsNeurofilamentNF-L,M,HIVAxoninneuronsofcentralandperiphperalnervesLaminproteinsLaminA,B,CVNuclearlamina(innerliningofnuclearenvelope)NestinVIStemcellsofCNS中間纖維intermediatefilaments,IF53醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)Plectin——網(wǎng)蛋白，是細(xì)胞質(zhì)中含量豐富的一種蛋白質(zhì)(300kDa),與多種中間絲共存，與中間絲、微管和肌球蛋白粗絲的交聯(lián)和錨定有關(guān)

中間纖維intermediatefilaments,IF54醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)中間纖維結(jié)合蛋白intermediatefilamentsassociatedproteins：已知15種左右，分別與特定中間纖維結(jié)合，如：flanggrin(聚纖蛋白)、plectin(網(wǎng)蛋白)、ankyrin(錨蛋白)等——具有細(xì)胞特異性功能：使中間纖維交聯(lián)成束、成網(wǎng)把中間纖維交聯(lián)到質(zhì)膜或其它骨架成分上中間纖維的特點(diǎn)：沒有極性，少有游離四聚體，四聚體多組裝為中間纖維其裝配與穩(wěn)定、蛋白濃度無關(guān)其裝配不需要ATP、GTP或結(jié)合蛋白的輔助中間纖維intermediatefilaments,IF55醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)中間纖維的裝配和調(diào)節(jié)2個(gè)亞基的α螺旋桿狀區(qū)同向以卷曲螺旋形式互相纏繞，形成約48nm長(zhǎng)的繩狀二聚體

單體

2個(gè)單體的α-螺旋區(qū)纏繞

二聚體

2個(gè)二聚體反向平行交錯(cuò)

四聚體二聚體指向相反方向，四聚體失去極性

側(cè)向包裹在一起中間絲8個(gè)四聚體并排、首尾銜接地相互結(jié)合→中間絲（如下頁）中間纖維intermediatefilaments,IF組裝亞單位56醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)

大量亞基側(cè)向排列，靠疏水作用相連，使得中間絲成棒狀，容易彎曲但不容易折斷8個(gè)四聚體扭轉(zhuǎn)組成中間絲

兩個(gè)四聚體組裝

四聚體側(cè)向組裝，形成含8個(gè)平行排列原纖維的結(jié)構(gòu)NCCN中間纖維intermediatefilaments,IF57醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)中間纖維intermediatefilaments,IF頭、尾部從纖維表面突出，調(diào)節(jié)與其它成分的相互作用中間纖維蛋白分子呈完全聚合態(tài)，很少游離四聚體中間纖維的組裝調(diào)控與頭部特殊絲氨酸殘基磷酸化有關(guān)58醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)中間纖維intermediatefilaments,IF59醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)中間纖維的功能中間纖維在胞質(zhì)中形成精細(xì)發(fā)達(dá)的纖維網(wǎng)絡(luò)，外與胞膜、細(xì)胞外基質(zhì)相連；中與微管、微絲、細(xì)胞器相連；內(nèi)與細(xì)胞核內(nèi)的核纖層相連1.中間纖維在細(xì)胞內(nèi)形成一個(gè)完整的網(wǎng)狀骨架系統(tǒng)IF與質(zhì)膜和細(xì)胞外基質(zhì)相連，內(nèi)與核纖層相連，整個(gè)纖維網(wǎng)架圍繞細(xì)胞核，穿過胞質(zhì)終止于質(zhì)膜中間纖維有一定可塑性，對(duì)維持細(xì)胞整體結(jié)構(gòu)、功能完成有重要作用2.中間纖維為細(xì)胞提供機(jī)械強(qiáng)度支持在容易受到機(jī)械應(yīng)力的細(xì)胞中，中間纖維特別豐富體外實(shí)驗(yàn)表明，中間纖維比微管、微絲更耐受剪切力，在受到較大剪切力時(shí)不易斷裂，在維持細(xì)胞機(jī)械強(qiáng)度方面有重要作用中間纖維intermediatefilaments,IF60醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)4.中間纖維參與細(xì)胞內(nèi)信息傳遞及物質(zhì)運(yùn)輸中間纖維外連質(zhì)膜、細(xì)胞外基質(zhì)，內(nèi)穿核骨架，形成跨膜的信息通道中間纖維在體外與單鏈DNA有高度親和性，在細(xì)胞內(nèi)明顯聚集在核周圍，可能與DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄有關(guān)近年來發(fā)現(xiàn)中間纖維與mRNA運(yùn)輸有關(guān)，且胞質(zhì)mRNA錨定于中間纖維，可能對(duì)其定位、是否翻譯起作用5.中間纖維維持細(xì)胞核膜穩(wěn)定細(xì)胞核膜下有一層由核纖層蛋白組成的網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于維持細(xì)胞核形態(tài)有重要作用，核纖層是中間纖維的一種6.中間纖維參與細(xì)胞分化中間纖維的表達(dá)有組織特異性，表明跟細(xì)胞分化可能有密切關(guān)系中間纖維intermediatefilaments,IF62醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)除了鞭毛、纖毛的擺動(dòng)，大多數(shù)細(xì)胞的移動(dòng)是通過爬行的方式，在細(xì)胞外基質(zhì)或固體表面移動(dòng)；比如胚胎發(fā)育過程中，胚胎細(xì)胞向特定靶部位的遷移；巨噬細(xì)胞從血管運(yùn)動(dòng)到炎癥部位，消滅微生物；成纖維細(xì)胞在結(jié)締組織中的遷移有助于創(chuàng)傷修復(fù)、重塑；癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移微管與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)63醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)微絲與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)是高度協(xié)同的復(fù)雜過程，依賴微絲與微絲結(jié)合蛋白相互作用，進(jìn)行細(xì)胞的移動(dòng)，分為三個(gè)過程：①細(xì)胞在前端/前沿伸出突起——偽足②偽足附著在細(xì)胞爬行的表面上③細(xì)胞的膜蛋白等通過錨著點(diǎn)上的牽引力，將細(xì)胞向前拉細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)以上第一步中，細(xì)胞爬行過程中，前緣膜下肌動(dòng)蛋白聚合，正端接近細(xì)胞膜，使細(xì)胞膜形成突起——板狀、絲狀偽足發(fā)育中的神經(jīng)細(xì)胞，甚至能長(zhǎng)出50μm長(zhǎng)的絲狀偽足，跟板狀偽足同樣，幫助探索周圍環(huán)境，發(fā)現(xiàn)到達(dá)目標(biāo)的正確途徑64醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)65醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)66醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)67醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)第二步，當(dāng)片狀/絲狀偽足接觸到表面時(shí)，就依靠細(xì)胞膜上的整合蛋白——integrin，與細(xì)胞外基質(zhì)中的分子或其他細(xì)胞表面的分子結(jié)合；而integrin的膜內(nèi)表面部分，與微絲相連第三步，細(xì)胞通過內(nèi)部收縮產(chǎn)生拉力——肌動(dòng)蛋白與肌球蛋白相互作用，利用錨著點(diǎn)將胞體向前拉動(dòng)；對(duì)于此拉力的產(chǎn)生機(jī)理不清楚細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)機(jī)制細(xì)胞外信號(hào)可以引起細(xì)胞骨架的重排細(xì)胞外信號(hào)可以調(diào)節(jié)微絲結(jié)合蛋白活性，是細(xì)胞骨架重排，作出應(yīng)答；比如：質(zhì)膜鑲嵌受體蛋白——RhoGTP酶家族，成員有：Cdc42、Rac、Rho等；通過此家族成員的結(jié)合GTP→GDP，控制微絲在胞膜下的聚合→解聚細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)68醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)細(xì)胞外信號(hào)可以指導(dǎo)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的方向細(xì)胞運(yùn)動(dòng)需要在特定方向上進(jìn)行極化，而細(xì)胞分裂和多細(xì)胞結(jié)構(gòu)的形成都需要對(duì)細(xì)胞極化進(jìn)行精密調(diào)控；細(xì)胞骨架在細(xì)胞極化中有主導(dǎo)作用，而觸發(fā)極化的許多分子，在進(jìn)化上保守趨化chemotaxis：在可擴(kuò)散化學(xué)因子調(diào)控下，細(xì)胞向某個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)如中性粒細(xì)胞表面的受體蛋白監(jiān)測(cè)到來自細(xì)菌蛋白的濃度極低的N-甲酰化肽(原核細(xì)胞ATG：甲酰甲硫氨酸)，引導(dǎo)細(xì)胞向靶點(diǎn)運(yùn)動(dòng)細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)69醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞骨架和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)細(xì)胞骨架與腫瘤細(xì)胞骨架異常能引起很多疾病，如腫瘤、神經(jīng)系統(tǒng)疾病和遺傳性疾病惡性轉(zhuǎn)化的細(xì)胞，其骨架往往破壞和解聚，而腫瘤浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移也與某些骨架成分的改變有關(guān)體外培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞共同特點(diǎn)：微管數(shù)量減少，網(wǎng)架紊亂；微絲應(yīng)力纖維破壞和消失，肌動(dòng)蛋白重組，形成小體，聚集于細(xì)胞皮層微管和微絲可作為腫瘤化療的藥物靶位，長(zhǎng)春花堿、秋水仙素和細(xì)胞松弛素及其衍生物作為化療藥物，抑制細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)凋亡絕大多數(shù)腫瘤細(xì)