?氨基聚糖(glycosaminoglycan,GAGs)
?蛋白聚糖(proteoglycan)
四、层粘连蛋白和纤粘连蛋白
?层粘连蛋白(laminin)
?纤粘连蛋白(fibronectin)
五、弹性蛋白(elastin)
?弹性蛋白是弹性纤维的主要成分;主要 存在于脉管壁及肺。
?弹性纤维与胶原纤维共同存在,分别赋予 组织以弹性及抗张性。
?弹性蛋白是高度疏水的非糖基化蛋白,具 有两个明显的特征:
?构象呈无规则卷曲状态;
?通过Lys残基相互交连成网状结构。
六、植物细胞壁
?植物细胞壁的组成
?植物细胞壁的功能
?增加细胞强度,提供支持功能; ?信息储存库的功能:产生多种寡糖
素作为信号物质,或抵抗病、虫害, 或作为细胞生长和发育的信号物质。
细胞外基质(extracellular matrix)
?结构组成:
指分布于细胞外空间, 由细胞分泌的蛋白和多糖所构成的网络结构
?主要功能: ?构成支持细胞的框架,负责组织的构建; ?胞外基质三维结构及成份的变化,改变细 胞微环境从而对细胞形态、生长、分裂、 分化和凋亡起重要的调控作用。 ?胞外基质的信号功能
细胞外被(cell coat)又称糖萼(glycocalyx)
?结构组成:
指细胞质膜外表面覆盖的一层粘多糖物质,实际指细胞表面与质膜中的蛋白或脂类分子共价结合的寡糖链。 ?功能:
不仅对膜蛋白起保护作用,而且在细胞识别中起重要作用。
真核细胞的细胞外结构(extracellular structures)
常见的胶原类型及其在组织中的分布
?胶原是细胞外基质中最主要的水不溶性纤维蛋白; ?Ⅰ~Ⅲ型胶原含量最丰富,形成类似的纤维结构; 但并非所有胶原都形成纤维;
?Ⅰ型胶原纤维束, 主要分布于皮肤、肌腱、 韧带及骨中,具有很强的抗张强度; ?Ⅱ型胶原主要存在于软骨中;
?Ⅲ型胶原形成微细的原纤维网,广泛分布于 伸展性的组织,如疏松结缔组织;
?Ⅳ型胶原形成二维网格样结构,是基膜的主要 成分及支架。
胶原及其分子结构
?胶原纤维的基本结构单位是原胶原;
?原胶原是由三条肽链盘绕成的三股螺旋结构; ?原胶原肽链具有Gly-x-y重复序列,对胶原纤 维的高级结构的形成是重要的;
?在胶原纤维内部,原胶原蛋白分子呈1/4交替平 行排列,形成周期性横纹。
胶原的合成与加工
?前体?肽链在粗面内质网合成,并形成前原胶原 (preprocollagen); ?前原胶原(preprocollagen)是原胶原的前体 和分泌形式,
?在粗面内质网合成、加工与组装, 经高尔基体分泌;
?前原胶原在细胞外由两种专一性不同的蛋白水解酶
作用, 分别切去N-末端前肽及C-末端前肽, 成为原胶 原(procollagen);
?原胶原进而聚合装配成胶原原纤维(collagen fibril) 和胶原纤维(collagen fiber)。
胶原的功能
?胶原在胞外基质中含量最高,刚性及抗张力强度最 大,构成细胞外基质的骨架结构,细胞外基质中的其 它组分通过与胶原结合形成结构与功能的复合体 ?在不同组织中,胶原组装成不同的纤维形式,以适 应特定功能的需要;
?胶原可被胶原酶特异降解,而参入胞外基质信号 传递的调控网络中。
氨基聚糖
?氨基聚糖是由重复的二糖单位构成的长链多糖 ?二糖单位之一是氨基己糖
(氨基葡萄糖或氨基半乳糖) + 糖醛酸;
?氨基聚糖: 透明质酸、4-硫酸软骨素、6-硫酸软骨素、 硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、肝素和硫酸角质素等。 ?透明质酸(hyaluronic acid)及其生物学功能
?透明质酸是增殖细胞和迁移细胞的胞外基质主要成 分,也是蛋白聚糖的主要结构组分
?透明质酸在结缔组织中起强化、弹性和润滑作用 ?透明质酸使细胞保持彼此分离,使细胞易于运动迁 移和增殖并阻止细胞分化
蛋白聚糖
?蛋白聚糖见于所有结缔组织和细胞外基质及许多细胞表面 ?蛋白聚糖由氨基聚糖与核心蛋白(core protein)的丝氨酸残 基共价连接形成的巨分子
?若干蛋白聚糖单体借连接蛋白以非共价键与透明质酸结合 形成多聚体
?蛋白聚糖的特性与功能
?显著特点是多态性:不同的核心蛋白, 不同的氨基聚糖; ?软骨中的蛋白聚糖是最大巨分子之一, 赋予软骨以凝 胶样特性和抗变形能力;
?蛋白聚糖可视为细胞外的激素富集与储存库,可与多 种生长因子结合,完成信号的传导。
层粘连蛋白(laminin)
?层粘连蛋白是高分子糖蛋白(820KD),动物胚胎 及成体组织的基膜的主要结构组分之一; ?层粘连蛋白的结构由一条重链和两条轻链构成 ?细胞通过层粘连蛋白锚定于基膜上;
?层粘连蛋白中至少存在两个不同的受体结合部位: ?与Ⅳ型胶原的结合部位; ?与细胞质膜上的整合素结合的 Arg-Gly-Asp(R-G-D)序列。
?层粘连蛋白在胚胎发育及组织分化中具有重要作用; 层粘连蛋白也与肿瘤细胞的转移有关。
纤粘连蛋白(fibronectin)
?纤粘连蛋白是高分子量糖蛋白(220-250KD) ?纤粘连蛋白分型:
?纤粘连蛋白的主要功能:
?介导细胞粘着,进而调节细胞的形状和细胞骨 架的组织,促进细胞铺展;
?在胚胎发生过程中,纤粘连蛋白对于许多类型细 胞的迁移和分化是必须的;
?在创伤修复中,纤粘连蛋白促进巨噬细胞和其它 免疫细胞迁移到受损部位;
?在血凝块形成中,纤粘连蛋白促进血小板附着于 血管受损部位。
?血浆纤粘连蛋白是二聚体,由两条相似的A链及 链组成,整个分子呈V形。 ?细胞纤粘连蛋白是多聚体。
?纤粘连蛋白不同的亚单位为同一基因的表达产 物, 每个亚单位由数个结构域构成,RGD三肽 序列是为细胞识别的最小结构单位
?纤粘连蛋白的膜蛋白受体为整合素家族成员之
一,在其细胞外功能区有与RGD高亲和性结合部位。
植物细胞壁的组成
?纤维素分子?纤维素微原纤维(microfibril),
?为细胞壁提供了抗张强度
?半纤维素(hemicellulose): 木糖、半乳糖和葡萄糖 等组成的高度分支的多糖
?介导微原纤维连接彼此连接或介导微原纤维与其 它基质成分(果胶质)连接
?果胶质(pectin):含有大量携带负电荷的糖,结合 Ca2+等阳离子,被高度水化形成凝胶
?果胶质与半纤维素横向连接,参与细胞壁复杂网架的形成。 ?伸展蛋白(extensin):糖蛋白,在初生壁中含量可多达15%, 糖的总量约占65%。
?木质素(lignin):由酚残基形成的水不溶性多聚体。
?参与次生壁形成,并以共价键与细胞壁多糖交联,大大增 加了细胞壁的强度与抗降解
第五章 物质的跨膜运输与信号传递
? 物质的跨膜运输
? 细胞通讯与信号传递
第一节 物质的跨膜运输
●被动运输(passive transport)
●主动运输(active transport)
●胞吞作用(endocytosis)与胞吐作用(exocytosis)
第二节 细胞通讯与信号传递
●细胞通讯与细胞识别 ●细胞的信号分子与受体
●通过细胞内受体介导的信号传递
●通过细胞表面受体介导的信号跨膜传递 ●由细胞表面整合蛋白介导的信号传递
●细胞信号传递的基本特征与蛋白激酶的网络整合信息