chapter4 细胞环境与互作.ppt

纲 要 4.1. 细胞表面 4.2． 细胞外基质 4.3． 细胞识别与粘着 4.4． 细胞连接 4.1 细胞表面 ◆在结构上，包括： ●细胞被(cell coat) ●细胞质膜 ◆在功能上： ●保护细胞,使细胞有一个相对稳定的内环境； ●参与细胞内外的物质交换和能量交换； ●参与信号的识别和信息的传递； ●参与细胞运动； ●维护细胞的各种形态； ●与免疫、癌变等有十分密切关系。 ?细胞被 ◆覆盖在细胞质膜表面的保护层，主要成份是糖，又称糖萼 Glycocalyx ◆通常含有两种主要的成份: 糖蛋白和蛋白聚糖 植物细胞壁 1 细胞壁的结构组成 ◆植物的细胞壁相当于动物细胞的细胞外基质： ●动物细胞的细胞外基质的主要成分是蛋白质分子； ●植物的细胞壁主要是多糖，其中最主要的是纤维素。 ◆纤维素： ●植物细胞壁的骨架，为细胞壁提供强度和硬度。 ◆半纤维素 ●半纤维素是几种类型的糖构成的异质多聚体，有分支。 ●半纤维素结合在纤维素微纤维的表面，交联成复杂的网络结构。 ◆果胶 Pectins： ●果胶是半乳糖醛酸及其衍生物形成的多聚体， 带负电荷。 ●果胶在细胞壁中的作用主要是连接相邻细胞壁，并且形成细胞外基质，将纤维素包埋在水合胶中。 ◆糖蛋白质: ●其中重要一类伸展蛋白，为植物提供结构支持。 3 植物细胞壁的分泌合成 ◆中间层形成： 主要是果胶。果胶是相邻两细胞壁所共有，并且具有将两个细胞连接在一起的作用。 ◆初生壁形成： 是细胞正在生长时形成的。初生壁由纤维素、半纤维素、果胶和糖蛋白等松散组成。 ◆次生壁形成： 是在细胞停止生长后分泌形成的。主要是增加细胞壁的厚度和强度。次生壁主要纤维素和木质素组成，在初生壁的内层。 4.2 细胞外基质 ◆由细胞合成并分泌到胞外、分布在细胞表面或细胞之间的大分子， 主要是一些多糖和蛋白。 ◆主要细胞类群是成纤维细胞(fibroblast)和其他特化组织的细胞。 ◆细胞外基质的组成可分为三大类∶ ●蛋白聚糖(proteoglycan) ●结构蛋白 如胶原和弹性蛋白，它们赋予基质一定的强度和韧性。 ●粘着蛋白(adhesive proteins) 如纤连蛋白和层粘连蛋白，它们促使细胞同基质结合。 4.2.1 细胞外基质的基础物质 ◆结构与功能 ●蛋白聚糖是由糖胺聚糖(glycosaminoglycans， GAG)以共价的形式同线性多肽连接而成的多糖和蛋白复合物。 ●糖胺聚糖是由重复二糖单位构成的无分支长链多糖。 ●糖胺聚糖表面带负电荷，可以结合大量阳离子，进而结合大量水分子。可在细胞外创造水合的、胶状的材料，形成了细胞外基质的基质。 ● 糖胺聚糖存在与糖环相连的硫酸盐和羧基基团，具有很高的酸性， ●糖胺聚糖有7类∶ 硫酸软骨素、硫酸角质素、肝素、透明质酸等。 ?透明质酸(hyaluronic acid) 细胞外基质中发现的大多数糖胺聚糖都是作为蛋白聚糖的一个成分而存在，惟一例外的是透明质酸，它在细胞外基质中也可游离存在。 透明质酸在结缔组织中起强化、弹性和润滑作用,具有抗压能力。 透明质酸同糖胺聚糖和核心蛋白组成软骨组织的蛋白聚糖复合物，称为透明质酸-蛋白聚糖复合物。在这种复合物中，透明质酸作为一个长轴，将蛋白聚糖连接在一起，形成更大的更复杂的蛋白聚糖，使细胞外基质具有更大的抗压性。 4.2.2 结构蛋白 ◆基本特性： ●是纤维糖蛋白家族构成的，只存在于细胞外基质中，不溶性水， 是构成细胞外基质的骨架，给细胞提供抗张力和弹性。 ● 具有很高的张力强度 ●普遍存于动物界，是人体中最丰富的蛋白质 ● 主要由成纤维细胞产生。平滑肌细胞和上皮细胞也产生胶原。脊椎动物中腱、软骨和骨中胶原很丰富。 ◆胶原的合成、装配与运输 ●首先是在粗面内质网的核糖体上合成带有信号肽的原?链。 ●在内质网中通过分子间交联，3股螺旋胶成前胶原。 ●前胶原在高尔基体中修饰加工，分泌到细胞外。 ●前胶原在细胞外被切去两端的前肽，形成胶原。 ● 胶原聚合成胶原原纤维。 ●胶原原纤维再聚合成胶原纤维。 ◆胶原的作用 ◆胶原是骨、腱和皮肤组织中的主要蛋白，在这些组织的细胞外基质中,胶原起着细胞外基质骨架作用，刚性和抗张力; ◆胶原具有促进细胞生长的作用; ◆在细胞分化中，胶原基质和提纯的胶原底物具有维持并诱导细胞分化的作用。 胶原酶遗传缺陷 某些人具有胶原酶的遗传缺陷，这样,他们的胶原纤维就不能正确地装配，其结果，皮肤和