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1、 细胞的基本共性细胞的基本共性 所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生物膜，即细胞膜。 所有的细胞都含有两种核酸：即 DNA 与 RNA 作为遗传信息复制与转录的载体。 作为蛋白质合成的机器核糖体，毫无例外地存在于一切细胞内。 所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂。细胞连接的功能分类细胞连接的功能分类 封闭连接 紧密连接通讯连接间隙连接神经细胞间的化学突触植物细胞中的胞间连丝锚定连接与中间丝相关 的锚定连接：桥粒半桥粒与肌动蛋白丝相关的锚定连接：粘合带粘合斑 紧密连接是封闭连接的主要形式，存在于上皮细胞之间 形成渗漏屏障，起重要的封闭作用；隔离作用，使游离端与基底面质膜上的膜
2、蛋白行使各自不同的膜功能；支持功能锚定连接锚定连接 连接名称 跨膜粘连蛋白 胞外配体 结合细胞骨架类型 胞内錨蛋白 桥粒 钙黏蛋白 相邻细胞钙黏蛋白 中间丝 桥粒斑珠蛋白、桥粒斑蛋白 半桥粒 整连蛋白 基膜的层粘连蛋白 中间丝 桥粒斑样蛋白 黏合带 钙黏蛋白 相邻细胞钙黏蛋白 微丝 连环蛋白、纽蛋白、辅肌动蛋白 黏合斑 整连蛋白 基膜的纤粘连蛋白 微丝 踝蛋白、纽蛋白、filamin 和 辅肌动蛋白 通讯连接通讯连接 间隙连接：分布广泛，几乎所有的动物组织中都存在间隙连接。 神经细胞间的化学突触 存在于可兴奋细胞之间的细胞连接方式它通过释放神经递质来传导神经冲动。 胞间连丝：高等植物细胞之间通
3、过胞间连丝相互连接,完成细胞间的通讯联络。 间隙连接间隙连接 连接子是间隙连接的基本单位。 每个连接子由 6 个跨膜连接蛋白呈环状排列，连接子中心形成一个直径约 1.5nm 的孔道。 连接单位由两个连接子对接构成。 细胞表面的黏着分子细胞表面的黏着分子 钙粘蛋白选择素免疫球蛋白超家族（IgSF）整联蛋白家族。 钙粘蛋白：属同亲型结合，依赖 Ca2+的细胞粘着糖蛋白，介导依赖 Ca2+的细胞粘着和从 ECM 到细胞质传递信号。对胚胎 发育中的细胞识别、迁移和组织分化以及成体组织器官构成具有主要作用。 （30 多个成员的糖蛋白家族） 选择素: 属异亲型结合，依赖 Ca2+的细胞粘着分子，能与特异糖
4、基识别并结合。P选择素、E选择素和 L选择素。 免疫球蛋白超家族：指分子结构中具有与免疫球蛋白类似的结构域的细胞黏着分子(CAM)超家族。介导同亲型细胞粘着或介 导异亲型细胞粘着,但其粘着作用不依赖 Ca2+，其中神经细胞黏着分子（N-CAMs） 在神经组织细胞间的粘着中起主要作用。整连蛋白：属于异亲性结合、Ca2+或 Mg2+依赖性的黏着分子，介导细胞与细胞之间或细胞与胞外基质间的黏着。 细胞外基质细胞外基质根据其组成成分的功能划分：结构蛋白，包括胶原和弹性蛋白，分别赋予胞外基质强度和韧性；蛋白聚糖， 由蛋白和多糖共价形成，具有高度亲水性，赋予胞外基质抗压的能力粘连糖蛋白，包括层粘连蛋白和纤
5、连蛋白，有助于细 胞粘连到胞外基质上。一、基本概念 细胞外被(cell coat)又称糖萼(glycocalyx) 细胞外基质(extracellular matrix) 真核细胞的细胞外结构（extracellular structures） 二、胶原(collagen) 胶原是胞外基质最基本结构成份之一，动物体内含量最丰富的蛋白（总量的30以上） 。 常见的胶原类型及其在组织中的分布 胶原及其分子结构 胶原的合成与加工 胶原的功能 三、氨基聚糖和蛋白聚糖 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(
6、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
7、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；型胶原含量最丰富,形成类似的纤维结
8、构；但并非所有胶原都形成纤维； 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; 型胶原主要存在于软骨中; 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;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(pr
9、eprocollagen)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
10、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
11、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：与型胶原的结合部位；与细胞质膜上的整合素结
12、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
13、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
14、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
15、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被动运输（passive transport）特点：运输方向、跨膜动力、能量消耗、膜转运蛋白 类型：简单扩散（simple diffusion） 、协助扩散（facilitated diffusion） 膜转运蛋白： 载体蛋白（carrier proteins）通透酶（permease）性质；介导被动运输与主动运输。通道蛋白（channel proteins）具有离子选择性，转运速率高；离子通道是门控的；只介导被动运输类型： 电压门通道（voltage-gated channel）配体门通道（ligand-gated channel）压力激活通道（stress-activated channel）主动运输（active transport）特点：运输方向、能量消耗、膜转运蛋白被动与主动运输的比较 类型：三种基本类型 由 ATP 直接提供能量的主动运输钠钾泵 （结构与机制）钙泵（Ca2+-AT
