生物微丝的学习材料.pptxVIP

生物微丝的学习材料第1页/共29页 概念：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、长度不一的实心细丝状的骨架纤维(microfilament, MF)。形态结构：动态、变化组成：肌动蛋白（单体，外观呈球型G-actin，43kDa，三个结合位点；多聚体 F-actin） 肌动蛋白在真核细胞进化过程中高度保守，多种肌动蛋白来源于同一个祖先基因；经过翻译后修饰，因此具有多样性第二节 微 丝培养的上皮细胞中的应力纤维（微丝红色、微管绿色）/第2页/共29页 微丝纤维的负染电镜照片微丝纤维结构模型第3页/共29页 肌动蛋白，肌动蛋白纤维第4页/共29页 装配动态：是由球型肌动蛋白单体（G-actin)组成的螺旋状纤维型肌动蛋白（F-actin)多聚体。肌动蛋白单体有极性，因此微丝有极性。 微丝的装配必需在一定的盐浓度（主要是Mg2+），一定G-actin浓度和ATP存在下进行，装配成纤维状肌动蛋白，新的G-actin加到微丝末端，使微丝延伸 。第5页/共29页 装配的三个阶段：成核作用：（种子）G-actin二聚体不稳定易解聚三聚体 稳定延长阶段：G-actin从两端聚合延伸（ATP）踏 车 现 象稳定期：G-actin浓度和F-actin浓度相平衡第6页/共29页 在一定条件下，即在一定的actin浓度下，G-actin与F-actin聚合速度和G-actin从F-actin上解聚的速度相同，使F-actin处于平衡状态，其纤维长度不变，微丝可以表现为一端因加亚单位而延长，而另一端因亚单位脱落而缩短，使新聚合上的actin单体不断从负端向正端作踏车式运动。踏 车 现 象1 必须ATP提供能量注 意第7页/共29页 微丝结合蛋白在体内，有永久性的微丝和暂时性的微丝大多数非肌肉细胞中，微丝是一种动态结构，持续进行装配和解聚，与细胞形态维持和细胞运动有关。微丝结合蛋白参与形成微丝纤维高级结构，对肌动蛋白纤维的动态装配及其功能有调节作用，行使特定的功能。1) 肌肉收缩系统中的有关蛋白：后面介绍2) 非肌肉细胞中的微丝结合蛋白：也存在肌球蛋白、原肌球蛋白等，但未发现有肌钙蛋白。此外仍有几十种结合蛋白，见表。第8页/共29页 第9页/共29页 第10页/共29页 微丝的功能支架功能：应力纤维 微绒毛肌肉收缩：粗肌丝（肌球蛋白） 细肌丝（肌动蛋白、原肌 球蛋白）细胞运动：细胞定向运动、胞质环流 细胞内吞、外吐、细胞分裂 细胞分化、微绒毛的伸缩信息传递：第11页/共29页 微丝特异性药物细胞松弛素：是真菌的代谢产物，有不同的种类和人工衍生物；它结合在微丝的正端，阻抑肌动蛋白聚合，并将聚合的肌动蛋白临界浓度提高，最后导致微丝的解聚。第12页/共29页 鬼笔环肽：是从毒蕈中提取的双环杆肽。它能与微丝强烈亲合，结合在微丝中actin亚单位之间，并有稳定微丝、抑制解聚和促进微丝聚合的作用。且只与F肌动蛋白结合，而不与G肌动蛋白结合。鬼笔环肽第13页/共29页 由于鬼笔环肽的分子量较小，容易进入细胞，故经过荧光标记的鬼笔环肽可以清晰的显示细胞中微丝。第14页/共29页 肌球蛋白（M）肌动蛋白（Actin）原肌球蛋白（Tm）肌钙蛋白（Tn）肌球蛋白：480kDa；长140nm；两个球状头部和杆状尾部。 可利用ATP产生机械能,产生肌丝滑动重链 200kDa 2个轻链 20kDa 4个盘绕形成一个双股?螺旋，一半是棒状与重链的一部分共同组成球状头部其它结构蛋白和结合蛋白1) 肌肉收缩系统中的有关蛋白：第15页/共29页 有ATP酶活性，构成粗肌丝横桥，是和细肌丝肌动蛋白结合的位置第16页/共29页 原肌球蛋白（Tm）：64kDa；长40nm；由两条平行的多肽链相扭而成的?螺旋。结合于肌动蛋白的螺旋沟内，调节肌动蛋白和肌球蛋白头部的结合。第17页/共29页 肌动蛋白(42kDa，由呈螺旋形的链组成。链的每一圈含有13-14个G-actin单体，肌动蛋白以F-actin形式存在，是G-actin的聚合形式)与原肌球蛋白、肌钙蛋白共同组成细肌丝Tn-C：特异的与钙离子结合：当Ca2+达一定浓度 （10-7mol/L）时Tn-T：与原肌球蛋白有高度结合力Tn-I：与肌动蛋白紧密结合，抑制肌球蛋白的ATP酶的活性肌钙蛋白（Tn)： 80kDa;三个亚基第18页/共29页 2）肌肉收缩的滑动机制：兴奋收缩偶联机制 肌肉收缩是由肌动蛋白丝和肌球蛋白丝（主要是横桥）的相对滑动完成的。原肌球蛋白本身不参与收缩，但参与了对肌肉收缩的调节； Ca2+也是肌肉收缩的生理调节者。