《细胞外基质及其与细胞的相互作用.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《细胞外基质及其与细胞的相互作用.ppt（80页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、医学细胞生物学（配套教材）,第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,学习目的和要求,掌握细胞外基质与细胞之间的关系，了解研究细胞外基质的意义。 掌握细胞外基质的主要组成成分、结构及其生物学功能。 熟悉基底膜的组成成分和生物学功能。 了解细胞外基质与一些病理过程的关系。,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用,第一节 细胞外基质的主要组成成分,一、糖胺聚糖与蛋白聚糖 二、胶原和弹性蛋白,纤连蛋白 层
2、粘连蛋白,三、非胶原糖蛋白,第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,机体的组织由细胞与细胞外基质共同组成。细胞通过细胞外基质行使多种功能，两者之间相互依存，使细胞与细胞、细胞与基底膜之间紧密联系，构成了各种组织与器官，使之成为一个完整有机整体。 细胞外基质（extracellular matrix, ECM）：是由细胞分泌到细胞外空间，由蛋白和多糖构成的精密有序的网络结构。,细胞外基质概述,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,第十一章
3、 细胞外基质及其与细胞的相互作用,细胞外基质,凝胶样基质 纤维网架,糖胺聚糖和蛋白聚糖,胶原和弹性蛋白：结构作用 纤连蛋白和层粘连蛋白：黏着作用,成分：,含量：结缔组织中细胞外基质含量最大。,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用,细胞外基质成分及其细胞表面受体示意图,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用,(一)糖胺聚糖 （glycosaminoglycan, GAG）,糖胺聚糖是由重复的二糖单
4、位构成的直链多糖； 二糖单位： 氨基糖(N-乙酰氨基葡萄糖或N-乙酰氨基半乳糖)； 糖醛酸(葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸)； 因糖残基上通常带有硫酸基团或羧基，故糖胺聚糖带有大量负电荷 。,一、糖胺聚糖与蛋白聚糖,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用,(一)糖胺聚糖 （glycosaminoglycan, GAG）,硫酸皮肤素GAG链的二糖重复序列,一、糖胺聚糖与蛋白聚糖,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,第十一章 细胞外基质及其与细胞
5、的相互作用,其根据糖残基的性质、连接方式、硫酸化数量和存在的部位，糖胺聚糖可分为六种：,硫酸乙酰肝素（heparan sulfate，HS）,肝素（heparin）,硫酸角质素（keratan sulfate，KS）,透明质酸（hyaluronic acid，HA),硫酸软骨素（chondroitin sulfate，CS）,硫酸皮肤素（dermatan sulfate，DS）,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,(一)糖胺聚糖 （glycosaminoglycan, GAG）,一、糖胺聚糖与蛋白聚糖,第十一章 细胞外基质及其与细胞
6、的相互作用,糖胺聚糖的分子特性及组织分布,注：*艾杜糖醛酸是由差向异构酶催化糖链中的D-葡萄糖醛酸进行差向异构化而生成的,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用,透明质酸,糖胺聚糖中结构最简单的一种。 二糖单位为N-乙酰氨基葡萄糖和葡萄糖醛酸。 糖链由500025000个二糖重复单位重复排列构成，不发生硫酸化。 分子表面糖醛酸的羧基，带有大量的负电荷，其相斥作用使整个分子伸展膨胀占据很大的空间，赋予组织具有良好的弹性和抗压性。,Extracellular Matrix and Matrix-Ce
7、ll Interaction,(一)糖胺聚糖 （glycosaminoglycan, GAG）,一、糖胺聚糖与蛋白聚糖,第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用,透明质酸,表面的大量亲水基团，可结合大量水分子，使基质等渗性水肿，能形成粘稠的胶体。 在胚胎发育早期和组织创伤修复时，细胞大量分泌透明质酸，促进细胞迁移和增殖。,第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,(一)糖胺聚糖 （glycosaminoglycan, GAG）,一、糖胺聚糖与蛋白聚糖,(二)蛋白聚糖（proteoglycan，PG
8、）,1. 蛋白聚糖的分子结构,蛋白聚糖是由糖胺聚糖 (除透明质酸外)与核心蛋白（core protein）共价结合形成的高分子量复合物。,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,一、糖胺聚糖与蛋白聚糖,第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用,A.细胞外基质中蛋白聚糖多聚体 B.软骨中的蛋白聚糖电镜照片,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用,2. 蛋白聚糖的合成与装配,核心蛋白肽链在糙面内质网核糖体上合成； 多糖侧链在高尔基复合体中被装
9、配到核心蛋白上。 首先是一个专一的连接四糖（Xyl-Gal-Gal-GlcUA）结合到核心蛋白的丝氨酸残基，在糖基转移酶（glycosyltransferases）的作用下，糖基依次加接上去，形成糖胺聚糖糖链。,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,(二)蛋白聚糖（proteoglycan，PG）,一、糖胺聚糖与蛋白聚糖,第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用,蛋白聚糖中的GAG链与核心蛋白的连接方式,专一的连接四糖首先与核心蛋白的丝氨酸共价连接，GAG链的其余部分主要由重复的二糖单位组成,Extracellular Matrix
10、and Matrix-Cell Interaction,第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用,蛋白聚糖的一个显著特点是其多态性，可以含有不同氨基酸序列的核心蛋白，以及长度和成分不同的多糖链。,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用,几种常见的蛋白聚糖,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用,有的蛋白聚糖也是质膜的整合成分，如成纤维细胞和上皮细胞表面的黏结蛋白聚糖 （syndecan），既可介导
11、细胞与细胞外基质结合，又可使细胞内外信息相通；,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用,黏结蛋白聚糖- 4的结构示意图,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用,(三)糖胺聚糖与蛋白聚糖的功能,使组织具有弹性和抗压性，维持组织的形态，防止机械损伤； 对物质转运有选择渗透性，糖基的高度亲水性和负电性，构成高度水化孔胶样物，具有分子筛作用，各种成分可选择性渗透； 角膜中蛋白聚糖具有透光性； 糖胺聚糖有抗
12、凝血作用；,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,一、糖胺聚糖与蛋白聚糖,第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用,(三)糖胺聚糖与蛋白聚糖的功能,5. 细胞表面的蛋白聚糖有传递信息作用，黏结蛋白聚糖 的胞外区与信号分子结合，将细胞外信号传递到细胞 内，引起细胞内生物学效应； 6. 糖胺聚糖和蛋白聚糖与组织老化有关，糖胺聚糖和蛋 白聚糖的种类和数量随年龄而变动，与发育过程中组 织功能相适应。,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,一、糖胺聚糖与蛋白聚糖,第十一章 细胞外基质及
13、其与细胞的相互作用,(四)糖胺聚糖和蛋白聚糖与疾病,糖胺聚糖或蛋白聚糖及其降解中间产物在体内一定部位堆积，造成粘多糖累积病。 糖胺聚糖的变化和蛋白聚糖分子的异常表达对肿瘤的发生、发展及转移有着重要意义。,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,一、糖胺聚糖与蛋白聚糖,第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用,二、胶原与弹性蛋白,(一)胶原（collagen） 含量：人体内含量最丰富的蛋白质，约占人体蛋白质总量的 25%30。 分布：存在于体内各种器官和组织，尤其在结缔组织中特别 丰富，是细胞外基质的框架结构。 来源：由成纤维细胞、软骨细
14、胞、成骨细胞以及某些上皮细 胞合成并分泌到细胞外。,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用,1. 胶原的分子结构,典型的胶原分子呈纤维状，是由3条多肽链盘绕而 成的三股螺旋（triple helix）结构； 肽链中的氨基酸组成规律的三肽重复顺序（Gly-X- Y），其中 X常为Pro，Y常为Hypro或Hylys。,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,二、胶原与弹性蛋白,第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用,1. 胶原的分子结构,
15、甘氨酸Gly 脯氨酸Pro羟化 赖氨酸Lys羟化、选择性糖基化,肽链相互交联，形成稳定的螺旋结构,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,二、胶原与弹性蛋白,第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用,链是胶原的基本亚单位，不同类型的胶原由3条相同或不同的链构成。,2.胶原的类型,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,二、胶原与弹性蛋白,第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用,胶原主要类型及其特性,注：分子式一栏中罗马数字代表胶原类型，1，2，3分别代表肽链类型，中括号外的数字
16、代表肽链数目。,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用, 胶原的合成与装配,胶原的合成与组装始于内质网，在高尔基体中进行修饰，最后在细胞外组装成胶原纤维。,3.胶原的合成装配与降解,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,二、胶原与弹性蛋白,第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用,内质网合成前-链； 前-链羟化； 前-链糖基化； 三条前-链形成三股螺旋结构前胶原； 转运至高尔基体加工修饰； 形成分泌小泡，分泌到细胞外； 切除前肽序列，形成胶原分子； 进一步装配成胶原原纤维； 胶原原纤维聚集成胶原纤维。, 胶原的合成与装配,3.胶原的合成装配与降解,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction
