第10章+(PPTminimizer).ppt

CHAPTER 10 cell cytoskeleton and cell motility 10.1.ORGANIZATION AND FUNCTIONS OF THE CYTOSKELETON 10.1.1 细胞骨架的组成和分布 ◆微管主要分布在核周围,并呈放射状向胞质四周扩散； ◆肌动蛋白纤维主要分布在细胞质膜的内侧和细胞核膜的内侧； ◆中间纤维则分布在整个细胞中。 10.1.2 细胞骨架的功能 ◆作为支架(scaffold) ◆在细胞内形成一个框架(framework)结构 ◆为细胞内的物质和细胞器的运输运动提 供机械支持 ◆为细胞的位置移动提供力 ◆为信使RNA提供锚定位点，促进 mRNA 翻译成多肽 ◆是细胞分裂的机器 ◆参与信号转导 10.2 Microtubule 10.2.1 微管的结构和类型 ?形态 ◆Microtubules are hollow, tubular structures ◆ outer diameter of 24 nm, ◆inner diameter of 14 nm ◆wall thickness of approximately 5 nm ◆微管的长度变化不定 ?微管的结构 ◆微管是由微管蛋白异源二聚体为 基本构件,螺旋盘绕形成微管的壁 ◆在每根微管中二聚体头尾相接, 形 成细长的原纤维(protofilament) ◆13条原纤维纵向排列组成微管的壁 ?微管蛋白(tubulin) ◆微管蛋白类型： ◆α和β微管蛋白形成长度为8nm的异源二聚体 ◆每一个微管蛋白二聚体有两个GTP结合位点 ●α亚基GTP结合位点 ●β亚基GTP结合点是可交换位点(exchangeable site)。 ◆γ-微管蛋白的功能是帮助αβ微管的聚合。 ?Assembly of microtubules ◆原纤维装配 ●Microtubule Nucleation ◆片状结构的形成 ◆微管的形成 ◆GTP帽(GTP Cap) ?影响微管装配的因素 ◆造成微管不稳定性的因素很多，包括GTP、压力、温度(最适温度37℃)、pH(最适pH=6.9)、微管蛋白临界浓度(critical concentration)。 10.2.2 微管的动力学 ?微管装配的动力学现象 ◆踏车现象(treadmilling) 又称轮回现象, 是微管组装后处于动态平衡的一种现象。 ◆动态不稳定性(dynamic instability) 微管随反应体系中游离αβ二聚体的浓度变化而发生的生长状态和缩短状态的转变。 10.2.2 微管的动力学 ?影响微管稳定性的药物 ◆紫杉醇(taxol) 存在于红豆杉属植物中的一种复杂的次生代谢产物, 也是目前所了解的惟一一种可以促进微管聚合和稳定已聚合微管的药物。 ◆秋水仙素(colchicine) ●秋水仙素与未聚合的微管蛋白二聚体结合, 阻止聚合。 10.2.3 Microtubule-associated proteins, MAPs ?MAPs的功能 ◆使微管相互交联形成束状结构; ◆促进微管的聚合; ◆作为分子发动机转运细胞物质的轨道; ◆提高微管的稳定性; ◆MAPs同微管的结合能够控制微管 的长度，防止微管的解聚。 10.2.4 Molecular motor ◆发动机是一种能够将化学能或电能 转变成机械能的机器。 ◆Motor proteins To convert chemical energy (stored in ATP) into mechanical energy, which is used to move cellular cargo attached to the motor. ?分子发动机的类型 ◆Motor proteins can be grouped into three broad families: ●肌球蛋白(myosins)家族 To move along microfilaments. ●驱动蛋白(kinesins)家族 To move along microtubules ●动力蛋白(dyneins)家族 To move along microtubules ?分子发动机移动的主要特点 ◆Motor proteins move unidirectionally along their cytoskeletal track ●驱动蛋白:从(-)端向(+)端的运输 ●动力蛋白:从(+)端向(-)端运输 ◆In a stepwise manner ◆The fuel is ATP ◆To undergoes a