南师大细胞生物学考研第9章+细胞骨架.ppt

intemediate filaments，IF 2. IF的装配 ?过程： ①两个单体形成超螺旋二聚体（角蛋白为异二聚体）； ②两个二聚体反向平行组装成四聚体； ③四聚体组成原纤维； ④4根原纤维组成中间纤维。 ?特点： IF没有极性；无动态蛋白库；装配与温度和蛋白浓度无关；不需要ATP、GTP或结合蛋白的辅助。 （三）IF的结合蛋白 IFAP ?功能： 使中间纤维交联成束、成网， 把中间纤维交联到质膜或其它骨架成分上 ?已知的IFAPs约15种左右，分别与特定的中间纤维结合，如：flanggrin、Plectin、Ankyrin ?特点：具有细胞特异性 胞质骨架三种组分的比较 第二节 细胞核骨架 ?概念： 广义核骨架 1 、核基质（nuclear matrix ） 2 、核纤层 3、染色体骨架 狭义核骨架: 核基质（除核膜、核纤层、染色质与核仁及以外的核内网架结构体系） ?目前对核骨架的研究结论 核骨架是存在于真核细胞核内真实的结构体系； 核骨架与核纤层、中间纤维相互连接形成贯穿于核与质的一个独立结构系统。 核骨架的主要成分是由非组蛋白的纤维蛋白构成的, 含有多种蛋白成分及少量RNA；核骨架与DNA复制、基因表达及染色体的包装与构建有密切关系。 一、核基质(Nuclear Matrix) （一）形态结构 ? 研究核骨架的分级抽提方法 非离子去垢剂溶解膜结构系统，胞质中可溶性成分随之流失; 再用Tween40和脱氧胆酸钠处理,胞质中的微管、微丝与一些蛋白结构被溶去，胞质中只有中间纤维网能完好存留;然后用核酸酶与0.25mol/L硫酸铵处理，染色质中DNA、RNA和组蛋白被抽提, 最终核内呈现一个精细发达的核骨架网络，结合非树脂包埋-去包埋剂电镜制样方法，可清晰地显示核骨架-核纤层-中间纤维结构体系。 （一）分子结构 ?微管是由13条原纤维构成的中空管状结构，直径22~25nm。 ?每一条原纤维由微管蛋白二聚体线性排列而成 ?微管蛋白二聚体由结构相似的α和β球蛋白构成。 ?α球蛋白结合的GTP从不发生水解或交换。 ?β球蛋白也是一种G蛋白，结合的GTP可发生水解，结合的GDP可交换为GTP。 ?微管具有极性，(+)极生长速度快，(-)极生长速度慢。 ?(+)极的最外端是β球蛋白，(-)极的最外端是α球蛋白。 ?微管和微丝一样具有踏车行为。 ?微管形成的有些结构是比较稳定，是由于微管结合蛋白的作用和酶修饰的原因。如轴突、纤毛、鞭毛。 ?大多数微管处于动态组装和去组装状态（如纺锤体）。 ?二聚体上有1个秋水仙素，1个长春花碱结合位点，抑制微管装配。 ?紫杉醇能促进微管的装配, 并使已形成的微管稳定。 α-微管蛋白和β-微管蛋白形成αβ二聚体,αβ二聚体先形成环状核心(ring),经过侧面增加二聚体而扩展为螺旋带,αβ二聚体平行于长轴重复排列形成原纤维(protofilament)。当螺旋带加宽至13根原纤维时,即合拢形成一段微管。 1. 装配方式 （二）装配 装配的条件: （1）临界浓度1mg/ml。 （2）最适pH=6.9。 （3）Mg2+为必需，Ca2+尽可能除去。 （4）温度：37℃装配，0℃解聚。 （5）GTP供能。 3. 所有的微管都有确定的极性 4. 微管装配是一个动态不稳定过程：是指微管装配生长与快速去装配的一个交替变换的现象。动力学不稳定性产生的原因：微管两端具GTP帽(取决于微管蛋白浓度)，微管将继续组装,反之,无GDP帽则解聚。 ?The function of GTP-tubulin cap ?GTP hydrolysis is not required for microtubule assembly ?Microtubule disassemble when ADP-tubulin are exposed 5. 微管组织中心microtubule organizing center, MTOCs 是微管进行组装的区域，都具有γ微管球蛋白 ，如：中心体、鞭毛基体 （三）微管相关蛋白 microtubule associated proteins MAPs ? MAP分子至少包含一个结合微管的结构域和一个向外突出的结构域。突出部位伸到微管外与其它细胞组分（如微管束、中间纤维、质膜）结合。 ?主要功能：①促进微管组装。②增加微管稳定性。③促进微管聚集成束。 微管结合蛋白 （四）微管特异性药物 ?秋水仙素(colchicine) 阻断微管蛋白组装成微管，可破坏纺锤体结构。 ?紫杉酚(taxol)能促进微管的装配,并使已形成的微管稳定。 ?为行使正常的微管功能,微管动力学不稳定性是其功能正常发挥的基础。 （五）微管的功能 1、支架作用 ?Dynein发现于1963年，因