细胞外基质和细胞外被.ppt
第七章细胞外基质,第一节 氨基聚糖和蛋白聚糖第二节 胶原与弹性蛋白第三节 非胶原性黏合蛋白,细胞外基质(extracellular matrix)：分布于细胞外空间，由蛋白质和多糖所构成的纤维网络凝胶结构。对细胞具有支持、连接、保护、营养作用，提供细胞各种生命活动的微环境等。细胞外被（cell coat):又称糖锷，是胞膜外表面覆盖的一层粘多糖物质，是糖与膜蛋白或膜脂共价形成糖蛋白或糖脂，属于细胞膜的结构组分。,概 述,膀胱上皮细胞表面的糖被,细胞外被示意图,胞外基质的组分：,1.氨基聚糖和蛋白聚糖 凝胶样基质2.胶原和弹性蛋白 纤维网架3.非胶原糖蛋白（纤连蛋白和层粘连蛋白）粘着成分,胞外基质,第一节 氨基聚糖和蛋白聚糖,一、氨基聚糖（glycosaminoglycan,GAG）重复的二糖单位构成的直链多糖。,氨基聚糖分为六种类型：,1.透明质酸（HA）2.硫酸软骨素（CS）3.硫酸皮肤素（DS）4.硫酸角质素（KS）5.硫酸乙酰肝素（HS）6.肝素（heparin）,氨基聚糖模式图（A)、蛋白聚糖（B）、一些氨基聚糖分子式（C），软骨蛋白聚糖的电镜照片（D）,结构特点：最简单，相对分子量大，含大量亲水基团、带负电荷，可结合大量水分子使基质膨胀。功能特点：赋予组织弹性、抗压性，促进细胞迁移、增殖、创伤修复愈合、阻止细胞分化。多余的透明质酸被透明质酸酶降解。,透明质酸（hyaluronic acid，HA）,二、蛋白聚糖(proteoglycan,PG）,结构组成：,蛋白聚糖结构示意图,氨基聚糖与蛋白聚糖的功能,氨基聚糖带有大量负电荷及具有极强亲水性，使胞外基质形成多孔的胶冻状，具有：1.使组织具有弹性和抗压性 2.对物质转运有选择渗透性 3.允许细胞在其间迁移等,第二节 胶原与弹性蛋白,一、胶原（collagen）胞外基质中，高度特化、水不溶性的纤维蛋白家族。体内含量最多的蛋白(约占总蛋白的30%)。不同组织胶原含量差别很大。结缔组织特别丰富。,胶原在不同组织中的含量,（一）胶原（collagen）的结构,1.原胶原，胶原纤维的基本结构单位，由三条-螺旋肽链盘绕成的3股螺旋结构。长300nm,直径15nm。每条肽链约含100个氨基酸残基。,一级结构具有三肽重复序列：Gly-X-YX=Pro、Y=Hypro或(Hylys),胶原纤维及原胶原,2.胶原纤维（collagen fibril）,不同的原胶原首尾相隔35nm,相邻分子相错1/4长度阶梯式有序排列，侧向间共价结合，彼此交联聚合形成的细纤维束。,胶原的分子结构,原胶原的分子间和分子内交联,胶原原纤维,胶原纤维束,赖氨酸残基横联共价结合,3.胶原纤维束,（二）胶原的类型I型:皮肤、肌腱、韧带、骨中II型：软骨III型:血管壁、疏松结缔组织中IV型：基底膜,（三）胶原的合成装配与降解,来源：成纤维细胞、软骨细胞、成骨细胞、上皮细胞等合成：细胞内（细胞核-内质网-高尔基体-分泌小泡）装配：细胞外降解：细胞外,链基因细胞核hnRNAmRNA。粗面内质网-核糖体前体肽链内质网腔：切去信号肽前体链两端有前肽前链。内质网/高尔基体内：羟基化、糖基化、三股 螺旋C端前肽以二硫键连接形成前胶原分子。胞外基质：切去前肽原胶原分子自我装配 胶原原纤维胶原纤维,（四）胶原的功能,含量最高，刚性和抗张力最大，构成胞外基质的骨架结构。肌腱中平行成束排列，连接肌肉和骨骼，具韧性、抗张性。在成熟的骨骼、角膜中，形成有序的胶合板样结构，使组织牢固、不易变形的特性。胶原经细胞表面受体介导与细胞骨架相互作用。,非糖基化疏水纤维蛋白，富含甘氨酸、脯氨 酸，很少羟化。呈无规则卷曲状态，相互交联形成胞外基质中 的弹性网络。具高度弹性及回缩力，在皮肤结缔组织中特别 丰富，使皮肤有高度弹性。,二、弹性蛋白（elastin）,弹性蛋白结构,第三节 非胶原性黏合蛋白,胞外基质中一类多功能大分子。共同特点：可与细胞结合，也可与胞外基质中其他大分子结合，使细胞与胞外基质粘着，是胞外基质的组织者。,（一）纤粘连蛋白(fibronectin,FN),1.纤粘连蛋白：纤维状糖蛋白，亚单位约2500个氨基酸残基，羧基末端二硫键交联成二聚体，呈V字型。,纤粘连蛋白的功能,1.血浆纤粘连蛋白 参与血凝、创伤愈合，增强吞噬细胞的功能。2.介导细胞与细胞外基质之间粘着。3.维持细胞形态，调控增殖，迁移，分化等。,基底膜主要结构成分，细胞通常通过层粘连蛋白锚定于基底膜上。,(二)层粘连蛋白(laminin),1.构成基底膜主要成分。2.保持细胞间粘连，细胞的极性及细胞的分化。3.调节细胞的迁移，与肿瘤细胞的转移有关。,层粘连蛋白功能：,膜整联蛋白(integrin),跨膜糖蛋白，外连细胞外基质或细胞，胞内连细胞骨架。配体：FN、LN、胶原等。结构：亚基 亚基,细胞外基质,细胞外基质的生物学功能,1影响细胞的存活、死亡。2决定细胞的形状：不同细胞具有不同的ECM，介导的细胞骨架组装的状况不同，表现出不同的形状。3调节细胞的增殖。4控制细胞的分化。5参与细胞的迁移。,
