细胞生物学基础 教学课件 ppt 作者 员冬梅 主编 李晓文 主审第八章.ppt

细胞生物学基础 第八章 细胞骨架 第一节 细胞膜骨架 第一节 细胞膜骨架 第一节 细胞膜骨架 第一节 细胞膜骨架 2.红细胞的功能 红细胞的主要功能是把O2运送到体内各组织，同时把细胞代谢产生的CO2运送到肺中。红细胞对O2和CO2的运输与膜的性质有关。氧是一种小分子，它能够自由扩散通过红细胞膜进入红细胞内，并被血红蛋白结合。红细胞膜的这种性质使得红细胞能够从肺中摄取氧，由于气体CO2难溶于水溶液，进入红细胞后就难以溶解到红细胞的细胞质中。这要依赖于红细胞质中的碳酸酐酶，它可将CO2转变成水溶性的 。水溶性的碳酸氢根阴离子通过红细胞膜中的带3蛋白，同离子进行交换排出红细胞，所以将带3蛋白称为阴离子交换蛋白。 这就需要红细胞的质膜具有良好的弹性和较高的强度，而这些特性则是由膜骨架赋予的。 第一节 细胞膜骨架 二、红细胞质膜蛋白与膜骨架 根据SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳分析（图8-4），血影的蛋白成分包括：血影蛋白、锚蛋白、带3蛋白、带4.1蛋白、肌动蛋白和血型糖蛋白等。 第二节 细胞质骨架 一、微丝 微丝(microfilament，MF)，又称肌动蛋白纤维，是指真核细胞中由肌动蛋白组成，直径为7nm的实心纤维（图8-5、8-6）。 第二节 细胞质骨架 1.组成成分 肌动蛋白是微丝的结构成分，相对分子量为43000，具三种异构体，即 α 、β 和r-肌动蛋白。 α -肌动蛋白分布于各种肌肉细胞中，β 和r -肌动蛋白分布于肌细胞和非肌细胞中。肌动蛋白存在于所有真核细胞中，在进化上高度保守，不同来源的肌动蛋白其氨基酸顺序差别甚微。 第二节 细胞质骨架 2.装配 （1）微丝的组装 微丝是由球形肌动蛋白(G-actin)单体形成的多聚体，是由肌动蛋白单体链螺旋盘绕所形成的纤维，因此微丝亦称为纤维形肌动蛋白(F-actin)。由于肌动蛋白单体具有极性，F-肌动蛋白装配时呈头尾相接，故微丝具有极性。在肌动蛋白溶液中，微丝可以表现出一端因加亚单位而延长，而另一端因亚单位脱落而缩短，在一定的肌动蛋白浓度下，F-肌动蛋白正极聚合的速度与负极解聚的速度相等，使F-肌动蛋白处于平衡状态，其纤维长度不变，新聚合上的肌动蛋白单体从正极向负极作踏车式移动，这种现象称为踏车行为（图8-7）。 第二节 细胞质骨架 在大多数非肌肉细胞中，微丝是一种动态结构，持续进行组装和解聚，并与细胞形态维持及细胞运动有关。体内肌动蛋白的装配在两个水平上进行调节：①游离肌动蛋白单体的浓度；②微丝横向连接成束或成网的程度。细胞内许多微丝结合蛋白参与调节肌动蛋白的组装。 第二节 细胞质骨架 （2）微丝结合蛋白 细胞中不同的微丝可以含有不同的微丝结合蛋白，形成独特的结构或执行特定的功能。 ①肌球蛋白 肌球蛋白一般由两条分子量较高的多肽链(即重链)和两对分子量较低的多肽链(即轻链)组成，包括头部和杆部两个区 (图8-8)。 第二节 细胞质骨架 。 第二节 细胞质骨架 ②原肌球蛋白 位于肌动蛋白螺旋沟内，原肌球蛋白结合于细丝，调节肌动蛋白与肌球蛋白头部的结合。 ③肌钙蛋白 含3个亚基，肌钙蛋白C与Ca2+ 特异结合；肌钙蛋白T与原肌球蛋白有高度亲合力；肌钙蛋白Ⅰ抑制肌球蛋白ATP酶的活性。细肌丝中每隔40nm有一个肌钙蛋白复合体结合到原肌球蛋白上(图8-10) 第二节 细胞质骨架 非肌肉细胞中也存在肌球蛋白、原肌球蛋白等；但在非肌肉细胞中尚未发现肌钙蛋白。现已分离鉴定了多种微丝结合蛋白，简述如下(表8-1)。 第二节 细胞质骨架 3.微丝的功能 微丝具有多方面的功能：①构成细胞的支架，维持细胞的形态。如血管内皮细胞、成纤维细胞、软骨细胞等胞质内微丝主要担负支架作用；②细胞运动。如有丝分裂时染色体的运动、肌肉收缩、胞质分裂、细胞移动、细胞质运动；③细胞内运输、细胞分泌活动。现介绍一下微丝的运动功能。 （1）肌肉收缩 骨骼肌细胞的收缩单位是肌原纤维(myofibrils)，肌原纤维由粗肌丝和细肌丝组装形成，粗肌丝的成分是肌球蛋白，细肌丝的主要成分是肌动蛋白，辅以原肌球蛋白和肌钙蛋白。肌小节基本结构见图8-11。 第二节 细胞质骨架 第二节 细胞质骨架 肌肉细胞的收缩是由全部肌节的同时缩短引起的，目前许多足够的证据支持肌肉收缩的滑动学说，此学说认为，肌肉收缩是粗肌丝和细肌丝之间相互滑动的结果（图8-12）。 第二节 细胞质骨架 （2）细胞运动 细胞质膜下有一层富含肌动蛋白