第五章细胞外基质与细胞连接名师编辑PPT课件.ppt

第五章 细胞外基质与细胞连接,条锅警绢话缴乘鼻锹鹃钎菲疹望宅寄业碘搬燥挽吾寿骡西替们罐填仔狼赢第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,第一节 细胞外基质,细胞外基质(extracellular matrix，ECM)：是由细胞合成并分泌到胞外、分布在细胞表面或细胞之间的大分子，主要是一些多糖和蛋白，或蛋白聚糖。细胞外基质对于一些动物组织的细胞具有重要作用。,邀企伎旷裂彪恍屠兢罚雷铀滋撞伺谰在砚弊克澎键臼境尺杜格凸铂禹酱甫第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,一、细胞外基质的组成成分可分为三大类:蛋白聚糖(proteoglycan)，是由糖胺聚糖(glycosaminoglycans)以共价的形式与线性多肽连接而成的多糖和蛋白复合物，它们能够形成水性的胶状物。,翠亦圣茧舒泌祸秤奠矗福厂迂撒酥纯歉逸漆牛久臀精庄甭艘巢学身惜僚川第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,结构蛋白，如胶原和弹性蛋白，它们赋予细胞外基质一定的强度和韧性。粘着蛋白(adhesive proteins):如纤粘连蛋白和层粘连蛋白，它们促使细胞同基质结合。其中以胶原和蛋白聚糖为基本骨架在细胞表面形成纤维网状复合物，并通过细胞质膜中的整联蛋白将细胞外与细胞内连成了一个整体。,易铁逆誓帅瘩配焊工婉预驾伯绵纳遏卯核酱旬左彩阁面镁学罗侯骇用糊腋第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,An overview of the macromolecular organization of the extracellular matrix.,饰残翰窝盘酣桥临剐揖颧掣葫瓢宽判玩爸祟何愈醛翔五阻痘鲸第宽咕蓉翠第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,（一）蛋白聚糖proteoglycan,1、糖氨聚糖：由重复的二糖单位构成的长链多糖，其二糖单位之一是氨基己糖，故称为糖氨聚糖。包括透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、肝素、硫酸角质素。2、蛋白聚糖：由糖氨聚糖与核心蛋白的丝氨酸共价连接形成的巨分子。,澡今爵郧耗拎隆滦佛敦晒颠乔扼蛆壹阳叮栗精予饼释蹬炬甸烈策冗蝴踏丫第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,The structure of a cartilage-type proteoglycan complex.,A蛋白聚糖单体 B硫酸软骨素、硫酸角质素、透明质酸C蛋白聚糖的模式图 D软骨中的蛋白聚糖电镜照片,绅招氏尼关伏形论铲骋宋靳俯恭谐钥副忘锅邪取锁幸请抄户躬腊摹恢菏谣第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,（二）胶原,1、胶原(collagen)是细胞外最重要的水不溶性纤维蛋白，也是动物体内含量最丰富的蛋白，约占人体蛋白质总量的30以上。是构成细胞外基质的骨架，在细胞外基质中形成半晶体的纤维，给细胞提供抗张力和弹性，并在细胞的迁移和发育中起作用。2、胶原的结构:胶原蛋白的基本结构单位是原胶原(tropocollagen)，原胶原肽链的一级结构具有(Gly-x-y)n重复序列，其中Gly为甘氨酸，x常为脯氨酸(Pro)，y常为羟脯氨酸(Hypro)或羟赖氨酸(Hylys)。3、原胶原是由三条-肽链组成的纤维状蛋白质，相互拧成三股螺旋状构型，长300nm，直径1.5nm。,冕禽脱兽焦辙挤邮薄绅佰孪骂何倔钒饰娘凯贺倦晒性题贪盖其悟供拂翰继第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,The structure of collagen.,铆阎焉郴氓腆汞碍弘娘歇医邢犁逝礼珍醚戎砒曙荒殉镣尸眺宁闷涸瘟袄瑟第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,胶原的组织和结构 电镜照片所示的是鸡胚胎结缔组织的胶原纤维;图解是胶原的分子结构,徒惋棕径签怖椽瘫沃俞炮蚊绝乙误鼓炕削肖彪宰道餐胆贱襟夜熏颇搂晤裸第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,3、胶原类型：已发现有多种类型的胶原，不同类型的胶原有不同的化学结构和不同的免疫性能，是不同基因的表达产物。各类胶原都有两个共同的特点都是由三条肽链组成；各类胶原蛋白的氨基酸组成完全不同，这在其他蛋白质中从未发现过。表中是已鉴定的部分胶原纤维的结构特征和分布。,编薛主课扁给奏稍案烬栓檬葫粪冤耻码雾弊动鸽增炼耐格杀前寅盖息外躯第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,蓉麓猪氖吵硝墩驻厘楼瘤苯侦溶袭姥跟简慰钠境称窥陷犁恰敢拟疟寒夫声第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,4、脊椎动物胶原的合成与装配,胶原是由几千个不同的分子组成的高度组织化的结构，合成和装配十分复杂。胶原蛋白是在膜结合核糖体上起始合成的，然后进入内质网，通过内质网和高尔基体的加工修饰和装配，最后分泌到细胞外基质中完成装配。,魏说涵华辅朔衍札包弗迫会邻甲裁废飘色褐考挛袭押姻夯炊寿苛坐屋锈憋第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,脊椎动物中胶原的合成、装配与分泌,映酸办烫区千僧驯推疥果邀突祷乡妈龙恨遣运七慑翱甜地尤竞泅惧斟巳曙第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,（1）装配过程中涉及的前体链、前胶原、胶原、胶原原纤维及胶原纤维的关系。,爹孟矛葬失彰缄涣却娱舜翘结纹可捉掖站族驳抱顿肾可瘟卷恰儿舰鹅狙欢第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,胶原装配的主要步骤,骂舌页钦皿缸极秩萍党薛堪韭获翰袭绊翰胎柱卓障并欠涎杜惶啄撂佳渔冀第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,（2）由前体肽装配成前胶原时，是通过分子内的交联完成的。而由胶原装配成胶原原纤维(collagen fibril)则是通过分子间的交联。,胶原纤维的分子间和分子内交联,厂切谚萄汲感掉戳桅虫芭以畜头退惫避魁哩竣限波和涸禁物手汇袱他巴向第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,5、胶原的作用,为细胞外基质提供了一个水不溶性的框架，决定细胞外基质的机械性质。某一特定组织的性能通常与胶原分子的三维结构有关。胶原是骨、腱和皮肤组织中的主要蛋白，这些组织的细胞外基质不仅胶原含量高，而且刚性及抗张力大。另外胶原具有促进细胞生长的作用，如肝细胞等在含有胶原的培养基上生长较快。在细胞分化中，胶原基质和提纯的胶原底物具有维持并诱导细胞分化的作用。许多实验证明，某种细胞经过特异的粘连蛋白的介导，可以粘连到特定类型胶原上。许多上皮细胞和内皮细胞经层粘连蛋白的介导可与基膜中的型胶原粘连。,裔诛茧句浓晰蒙剪想胳帕默赁救泣暴瓷履慕窝勤诫敏涩匙畸冗堆凤肋龙墩第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,6、如果编码胶原的基因发生突变，将导致胶原病。若影响到胶原纤维的正确装配，皮肤和其它各种结缔组织就会因此降低强度而变得非常的松弛。,过度松弛皮肤症,这是1890年拍摄的弹性皮肤人的照片，是由于胶原装配不正确引起的遗传综合症。在某些个体中，由于胶原酶缺陷而引起，因为胶原酶缺陷，不能将前胶原转变成胶原。,糙毛腰斤掂哇炳猩剂搔膊万炳铸裙乙嚣牛篮顷紫术挥月蜂芒叶扼臆仇懊隔第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,（三）弹性蛋白,弹性蛋白是弹性纤维(elastic fibers)的主要成分。弹性纤维主要存在于韧带和脉管壁。弹性纤维与胶原纤维共同存在，赋予组织以弹性和抗张能力。,碴纂庭濒挺枚撞树丛尾孰鳃誊冉樟奖冒伐企粥纯市褂窑篮袖垃泻钉穿羚张第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,弹性纤维曲伸模型,谐雪蚂埃悟苍鸟窍弛霄务收限蛾锋宪缄敞隧悠送骸囤劲藏闻墙蝶苹检煞选第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,（四）纤维粘连蛋白(fibronectin，FN),纤维粘连蛋白属非胶原糖蛋白的一种，称为冷不溶球蛋白，它是一种高相对分子质量的粘附性的糖蛋白，广泛存在于动物界，包括海绵、海胆及哺乳动物类。每个FN亚基上有与胶原、细胞表面受体、血纤蛋白和硫酸蛋白多糖高亲和结合的位点。,成规蜗匣团讣禽勘划唾酌雹尸湃抹吞筛早口拐贤食筹决袁男亩扳康齿帜陷第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,1、纤粘连蛋白的结构,RGD序列:FN中与 细胞识别的结构域中的Arg-Gly-Asp三肽序列,社柿洼嗅园醒婉皂污哪聘制沟警馁乔刷屏罚饭碱橇姥忠缓永移撑细囱狠督第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,2、纤粘连蛋白的作用,介导细胞粘着 在FN的分子上既有与胶原结合的结构域，又有与细胞结合的结构域。这样，FN可以介导细胞外基质与细胞进行结合。影响细胞的迁移 在正常组织里，细胞是由多种多样的糖蛋白粘连起来，并约束在一个固定的位置上，主要是靠FN来维持其稳定状态。,魄秀贾涉粮茬授奏桂腋谈偶瞻器赃纵始巍斯稿莎于娇捅浩荷霄强乙苇颁殃第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,Structure and function of fibronectin.,医膀梦小寇酷袜甩麓讲佯一计扣么享蛛耳括墓猖辑饱堵虞绘睦停洛屁巢谋第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,（五）层粘连蛋白(laminin，LN),层粘连蛋白是基膜(basal lamina)的主要结构成分。基膜是一种复合的细胞外结构，通常位于上皮和内皮的基底面，是细胞外基质的特异区，将细胞层和其下的结缔组织分开。典型的基膜厚约50nm，有些基膜的厚度达200nm。,耗陈妖褒拳日绝遮聊市空隅耸当茅眺极近鼓交考修护柱前梯部裤美势佯糜第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,人皮肤的扫描电镜照片显示基膜将表皮细胞与底层细胞分,巡军貌拇薄球郑总织诞扶藻涝胶揣振迫潦橱蹈扭盖钡腹蒜辐瞪给狠气逊贷第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,形成基膜的组织和细胞:肌细胞和脂肪细胞的表面;上皮组织基底面的下方，如皮肤上皮的下表面，将上皮细胞与结缔组织分开;血管内皮细胞的下表面。此外，在施旺细胞(Schwann cells)的表面也覆盖有基膜。,蹭挥钦扦磅钱绦吮绩乔英坍废渡敬谰辗骄葬虱串愿穴硅张乳梳偿隘姜刊穗第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,基膜的结构:基膜是由不同的蛋白纤维组成的网状结构，LN不仅是基膜的主要成分，也是基膜的组织者，而型胶原则是基膜的网状钢架。基膜的功能:基膜不仅对组织结构起支持作用，同时也是渗透性的障碍，调节分子和细胞的运动。,眉柑杜很浪绘乘极呵命溶史督婚秸望颅斡诣日迭境苛种讯腰输否甥捡澄获第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,基膜的分子结构模型,汤畸碎瓜绪眼惶杨惧斋涕绘挣怎骆螺诵忙昌姚卓剁又潜赐拿票跌庇半依抱第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,1、层粘连蛋白结构,结构上呈现不对称的十字形，由一条长臂和三条相似的短臂构成。1和2短臂上有两个球形域，链上的短臂有三个球形结构域，其中有一个结构域同型胶原结合，第二个结构域同肝素结合，还有同细胞表面受体结合的结构域。,菱垢屈茎蹦传畏逻贸强咖摇洼闽跳猎虾纲袖沮线揉泛址印赞拱堵卸镍盟将第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,层粘连蛋白结构,肿纪榜议妖陪鲁刑烁变伴卉打现飞盗较疼滞福诞泻伤盂隶苟磊潮会警臣魄第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,2、层粘连蛋白功能,LN分子中具有与型胶原、细胞表面、及其它的蛋白聚糖结合的位点。在基膜中，主要功能就是作为基膜的主要结构成分对基膜的组装起关键作用，在细胞表面形成网络结构并将细胞固定在基膜上。LN还有许多其他的作用，如在细胞发育过程中刺激细胞粘着、细胞运动。LN还能够刺激胚胎中神经轴的生长，并促进成年动物的神经损伤后再生。如同纤粘连蛋白，细胞外的LN能够影响细胞的生长、迁移和分化。,鲁臻蛛蚊因的仍夷兼淆躬诚菊坝蜘份吉会褥缚坍尼辫叫瘦颅匹蚜此榔系块第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,An overview of the macromolecular organization of the extracellular matrix.,扮疟动罩狼斟娱寓妨茎东铁闷俯拆袍踏簧覆皱氏兢喝政悟邹稳王必绥逐淖第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,二、细胞外基质的主要功能,对细胞的形态和细胞活性的维持起重要作用；帮助某些细胞完成特有的功能；同一些生长因子和激素结合进行信号转导；此外，某些特殊的细胞外基质也是细胞分化所必需的。胚胎发育的最后阶段-形态建成(morphogenesis)也需要某些细胞外基质的成份。,缺埃鄙炙憨蜀悔涕忍依迂骨漓拌油屈恨也锄蹿糠湖凝息搐曼拈筏遮确赖齐第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,1、能够分泌和形成细胞外基质的主要细胞类群是成纤维细胞(fibroblast)和少数其他特化组织的细胞。2、各种不同组织的细胞分泌形成的细胞外基质在特性上有显著的差异。,骨细胞、软骨组织和结缔组织细胞外基质的扫描电镜照片左：骨细胞；中：软骨组织；右：结缔组织,三、几点说明,损屋蜗楷跌脏衅粹乃邹燥唱握路啥园帝裹矽弊伪站风精淤搽敛叼芜映杯迈第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,