第9章细胞骨架 微丝 微丝组装、微丝结合蛋白与微丝功能、肌 细胞收缩运动 2微管 微管结构与组装、微管结合蛋白、驱动蛋 白与动力蛋白、微管的功能 3中间丝 中间丝类型、中间丝结构与组装、中间丝 功能 THE CYTOSKELETON
THE CYTOSKELETON 1 微丝 微丝组装、微丝结合蛋白与微丝功能、肌 细胞收缩运动 2 微管 微管结构与组装、微管结合蛋白、驱动蛋 白与动力蛋白、微管的功能 3 中间丝 中间丝类型、中间丝结构与组装、中间丝 功能 第9章 细胞骨架
细胞骨架的基 本类型及其分 布： A,免疫荧光显 示的微丝；B, B 微管；C,中间 纤维；D,叠加 图 C
细胞骨架的基 本类型及其分 布： A，免疫荧光显 示的微丝；B， 微管；C，中间 纤维；D，叠加 图
细胞骨架概念： 指存在于真核细胞中的蛋白纤维网架体系，有狭义和 广义两种概念： ◆狭义的概念是指细胞质骨架包括微丝、微管和中间纤 维。 ◆广义的概念除细胞质骨架外，还有细胞核骨架，细胞 膜骨架和细胞外基质
细胞骨架概念： 指存在于真核细胞中的蛋白纤维网架体系，有狭义和 广义两种概念： ◆狭义的概念是指细胞质骨架包括微丝、微管和中间纤 维。 ◆广义的概念除细胞质骨架外，还有细胞核骨架,细胞 膜骨架和细胞外基质
特点： 细胞骨架成分包括：微丝、微管、中间丝（中间纤维）。 均为蛋白质纤维，由单体蛋白非共价结合构成纤维型多聚 体。 2. 细胞骨架是细胞质基质的主要结构组分。 3. 微丝、微管、中间丝只有在其结合蛋白辅助下才能形成细 胞骨架，行使正常生理功能。 4. 细胞骨架是动态结构。也只有在动态中才能完成其功能。 5. 其它骨架成分：核骨架、核纤层、膜骨架、细胞外基质。 D72008
1. 细胞骨架成分包括：微丝、微管、中间丝（中间纤维）。 均为蛋白质纤维，由单体蛋白非共价结合构成纤维型多聚 体。 2. 细胞骨架是细胞质基质的主要结构组分。 3. 微丝、微管、中间丝只有在其结合蛋白辅助下才能形成细 胞骨架，行使正常生理功能。 4. 细胞骨架是动态结构。也只有在动态中才能完成其功能。 5. 其它骨架成分：核骨架、核纤层、膜骨架、细胞外基质。 特点：
(1)Structure and Support (2)Intracellular Transport 3Contractility and Motility 4Spatial Organization 结构与支持 胞内运输 收缩与运动 空间组织化 Actin filaments (1) Actin filaments (2)∠ (3) Motor protein Intermediate Microtubule filament Intermediate filaments Nerve cell (b) 2) Motor protein Actin filaments Microtubule (4④ （2） Microtubule Motor protein 3 (Q)Epithelial cell ( Dividing cell Copvright 1999 John Wiley and Sons.Inc.All rights reserved 细胞骨架功能
The three types of protein 细胞骨架功能 结构与支持 胞内运输 收缩与运动 空间组织化
9.1微丝与细胞运动 微丝 (microf i |ament):又称肌动蛋白纤维 (actin filament),是由肌动蛋白单体线性排列 的两条链螺旋缠绕形成，形状如双线捻成的绳子， 直径约7nm。 D 7ae2008
9.1 微丝与细胞运动 微 丝 （ microfilament ） ： 又 称 肌 动 蛋 白 纤 维 （actin filament），是由肌动蛋白单体线性排列 的两条链螺旋缠绕形成，形状如双线捻成的绳子， 直径约7nm
9.1.1微丝的组成及其组装 微丝的主要成分是肌动蛋白(actin),分3类：a-肌动蛋白分 布于肌细胞；B-和y-分布于所有细胞。 单体呈哑铃形，称球状肌动蛋白(G-actin);多聚体称纤维 状肌动蛋白(F-actin)。 结构高度保守，酵母和兔子actin有88%的同源性。 肌动蛋白单体具有ATP酶活性。 肌动蛋白在进化上非常保守，由同一祖先基因进化而来 横纹肌 4种a-肌动蛋白 心肌 (哺乳动物和鸟类) 血管平滑肌 6种 肠道平滑肌 -肌动蛋白与Y肌动蛋白 (所有真核细胞) D7a2008
9.1.1 微丝的组成及其组装 • 微丝的主要成分是肌动蛋白（actin），分3类：α-肌动蛋白分 布于肌细胞；β-和γ-分布于所有细胞。 • 单体呈哑铃形，称球状肌动蛋白（G-actin）；多聚体称纤维 状肌动蛋白（F-actin）。 • 结构高度保守，酵母和兔子actin有88%的同源性。 • 肌动蛋白单体具有ATP酶活性。 肌动蛋白在进化上非常保守，由同一祖先基因进化而来 4种-肌动蛋白 -肌动蛋白与-肌动蛋白 6种 横纹肌 心肌 血管平滑肌 肠道平滑肌 (哺乳动物和鸟类) （所有真核细胞）
负极 负极 肌动蛋白 分子单体 36 nm COOH 36 nm 正极 正极 肌动蛋白和微丝的结构： A,肌动蛋白的三维结构，1分子ATP和1分子Mg2+结合于肌动蛋白分子的中 间裂缝中；B,微丝的结构模型，微丝中一个肌动蛋百亚基与4个相邻 的亚基相互作用；C,微丝负染后的电镜图像
肌动蛋白和微丝的结构： A，肌动蛋白的三维结构，1分子ATP和1分子Mg2+结合于肌动蛋白分子的中 间裂缝中；B，微丝的结构模型，微丝中一个肌动蛋白亚基与4个相邻 的亚基相互作用；C,微丝负染后的电镜图像
微丝的装配 ◆条件： ATP-actin的浓度，适宜的温度，Na+、K和Mg2+。 ◆过程：3~4个actin聚集成一个核心（核化）；ATP-actin分 子在核心两端结合，结合后ATP水解成的ADP仍结合在肌动蛋 白上。 ◆形成ATP-actin帽：当ATP-actin的浓度高时，ATP-肌动蛋 白在(+)端添加的速度大于结合上的ATP-actin水解成ADP actinl的速度，就形成ATP-actinl帽。 “踏车”现象：溶液中ATP-肌动蛋白的浓度处于临界浓度 时，ATP-肌动蛋白在(+)端添加与从(-)端分离相等，表现出 “踏车”现象。 ◆具有极性：G-actin具有极性，装配时头尾相接因此F actin也有极性
◆条件： ATP-actin的浓度，适宜的温度，Na+ 、K +和Mg2+ 。 ◆过程：3～4个actin聚集成一个核心（核化）；ATP-actin分 子在核心两端结合，结合后ATP水解成的ADP仍结合在肌动蛋 白上。 ◆形成ATP-actin帽：当 ATP-actin的浓度高时，ATP-肌动蛋 白在(+)端添加的速度大于结合上的ATP-actin水解成ADPactin的速度，就形成ATP-actin帽。 ◆ “踏车”现象：溶液中ATP-肌动蛋白的浓度处于临界浓度 时，ATP-肌动蛋白在(+)端添加与从(-)端分离相等，表现出 “踏车”现象。 ◆具有极性：G-actin具有极性，装配时头尾相接 因此Factin也有极性。 微丝的装配
踏车行为：体外组装时，单体可同时在(+)端添 加，在()端分离。 ADP ATP 结合ATP的单体肌动 actin with actin with bound ADP bound ATP 蛋白形成微丝的帽子 有助于帽子端结构稳 定。红色为ATP结合 单体。 踏车行为。 红色为标记单体
- + 踏车行为。 红色为标记单体。 踏车行为：体外组装时，单体可同时在(+)端添 加，在(-)端分离。 结合ATP的单体肌动 蛋白形成微丝的帽子 有助于帽子端结构稳 定。红色为ATP结合 单体