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1、第第5 5章章 细胞外基质细胞外基质 细胞外基质的成分细胞外基质的成分胶原胶原纤连蛋白纤连蛋白层粘连蛋白层粘连蛋白蛋白聚糖蛋白聚糖细胞外基质细胞外基质(extracellular matrix)(extracellular matrix)概述：由细胞分泌到细胞外的各种蛋白和多糖概述：由细胞分泌到细胞外的各种蛋白和多糖 构成的网络结构，与细胞构成组织和器官构成的网络结构，与细胞构成组织和器官分布：结缔分布：结缔上皮、神经、肌组织上皮、神经、肌组织 组织差异性组织差异性来源：成纤维细胞（主）来源：成纤维细胞（主） 特化组织细胞特化组织细胞结缔组织中的成纤维细胞结缔组织中的成纤维细胞u一、蛋白聚糖：
2、一、蛋白聚糖： 1. 1.糖胺聚糖糖胺聚糖 凝胶样基质凝胶样基质 2.2.蛋白聚糖蛋白聚糖u二、结构蛋白：二、结构蛋白： 1. 1.胶原胶原 纤维网架纤维网架 2.2.弹性蛋白弹性蛋白u三、非胶原糖蛋白：三、非胶原糖蛋白： 1.1.纤连蛋白纤连蛋白 黏着作用黏着作用 2. 2.层粘连蛋白层粘连蛋白 细胞外基质组成细胞外基质组成1 1、物理学功能：、物理学功能： 支持、连接、保护、保水、抗压、营养作用。支持、连接、保护、保水、抗压、营养作用。2 2、生物学作用：、生物学作用： ECM ECM对细胞的影响作用：形态、增殖、分化、黏对细胞的影响作用：形态、增殖、分化、黏着和迁移等。着和迁移等。 细胞
3、对细胞对ECMECM的决定性作用：产生、分子组装、分的决定性作用：产生、分子组装、分布、降解。布、降解。细胞外基质功能细胞外基质功能糖胺聚糖（糖胺聚糖（GAGGAG）与蛋白聚糖（）与蛋白聚糖（PGPG）糖胺聚糖（糖胺聚糖（GAGGAG）与蛋白聚糖（）与蛋白聚糖（PGPG）u高分子量的含糖化合物高分子量的含糖化合物 糖胺聚糖：重复二糖单位构成糖胺聚糖：重复二糖单位构成 蛋白聚糖：蛋白聚糖：核心蛋白核心蛋白+ +糖胺聚糖糖胺聚糖u构成亲水性凝胶构成亲水性凝胶u赋予组织弹性、抗压性赋予组织弹性、抗压性糖胺聚糖结构糖胺聚糖结构透明质酸（透明质酸（HA）氨基聚糖氨基聚糖二糖单位二糖单位硫酸基硫酸基分布组
4、织分布组织透明质酸透明质酸葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸-N-N乙酰氨乙酰氨基葡萄糖基葡萄糖0 0结缔组织、皮肤、软骨、结缔组织、皮肤、软骨、玻璃体、滑液玻璃体、滑液硫酸软骨硫酸软骨素素葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸-N-N乙酰氨乙酰氨基半乳糖基半乳糖0.2-0.2-2.32.3软骨、角膜、骨、皮肤、软骨、角膜、骨、皮肤、动脉动脉硫酸皮肤硫酸皮肤素素葡萄糖醛酸或艾杜糖葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸；醛酸；N-N-乙酰氨基半乙酰氨基半乳糖乳糖1.0-1.0-2.02.0皮肤、血管、心、心瓣膜皮肤、血管、心、心瓣膜硫酸硫酸乙酰肝素乙酰肝素葡萄糖醛酸或艾杜糖葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸；醛酸；N-N-乙酰氨基葡乙酰氨基葡萄糖萄糖0.
5、2-0.2-3.03.0肺、动脉、细胞表面肺、动脉、细胞表面肝素肝素葡萄糖醛酸或艾杜糖葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸；醛酸；N-N-乙酰氨基葡乙酰氨基葡萄糖萄糖2.0-2.0-3.03.0肺、肝、皮肤、肥大细胞肺、肝、皮肤、肥大细胞硫酸角质硫酸角质素素半乳糖；半乳糖；N-N-乙酰氨基乙酰氨基葡萄糖葡萄糖0.9-0.9-1.81.8软骨、角膜、椎间盘软骨、角膜、椎间盘糖胺聚糖的分子特性及组织分布糖胺聚糖的分子特性及组织分布透明质酸（透明质酸（HAHA）u结构：最简单结构：最简单 不发生硫酸化不发生硫酸化 含有大量亲水基团、负电荷含有大量亲水基团、负电荷u形态：呈无规则卷曲状形态：呈无规则卷曲状u降解：透
6、明质酸酶降解：透明质酸酶u功能：赋予组织弹性、抗压性功能：赋予组织弹性、抗压性 促进细胞迁移、增殖促进细胞迁移、增殖蛋白聚糖蛋白聚糖(proteoglycan,PG)(proteoglycan,PG)u1 1、结构：、结构： 糖胺聚糖糖胺聚糖( (HAHA除外除外) ) 与核心蛋白共价结合成与核心蛋白共价结合成 uGAGGAG（除（除HAHA） PGPG（单体）（单体） 核心蛋白核心蛋白 连接蛋白连接蛋白 PGPG（多聚体）（多聚体） HA HA u2.2.合成与装配：合成与装配： 核心蛋白肽链合成核心蛋白肽链合成 装配糖胺聚糖（装配糖胺聚糖（GAGGAG）链）链 硫酸化、异构化修饰硫酸化、异
7、构化修饰u特性：高多态性特性：高多态性 高分子量高分子量 高含糖量高含糖量蛋白聚糖蛋白聚糖(proteoglycan,PG)(proteoglycan,PG)蛋白聚糖蛋白聚糖(PG)多聚体多聚体 108Da以上以上核心蛋白核心蛋白连接蛋白，透明质酸与核连接蛋白，透明质酸与核心蛋白以非共价键形式结心蛋白以非共价键形式结合合硫酸软骨素糖链硫酸软骨素糖链硫酸角质硫酸角质素素透明质透明质酸核心酸核心 有一些蛋白聚糖只有有一些蛋白聚糖只有1-15条糖胺聚糖链，肾小球基膜中的蛋白聚糖，只有条糖胺聚糖链，肾小球基膜中的蛋白聚糖，只有2-15条硫酸乙酰肝素链，其糖链可与胶原、层黏连蛋白、纤连蛋白结合，共同构成
8、条硫酸乙酰肝素链，其糖链可与胶原、层黏连蛋白、纤连蛋白结合，共同构成基膜的网络结构。成纤维细胞分泌的基膜的网络结构。成纤维细胞分泌的PG，只有一条糖胺聚糖链。，只有一条糖胺聚糖链。软骨中巨大蛋白多糖多聚体软骨中巨大蛋白多糖多聚体 u 使组织具有弹性和抗压性使组织具有弹性和抗压性u 对物质转运有选择渗透性对物质转运有选择渗透性u 角膜中蛋白聚糖具有透光性角膜中蛋白聚糖具有透光性u 细胞表面蛋白聚糖有传递信息作用细胞表面蛋白聚糖有传递信息作用u 与组织老化有关与组织老化有关蛋白聚糖功能蛋白聚糖功能GAGGAG和和PGPG与疾病与疾病u黏多糖累积病：黏多糖累积病：HunterHunter综合征综合征
9、u动脉粥样硬化动脉粥样硬化u肿瘤的发生、侵袭和转移肿瘤的发生、侵袭和转移胶原与弹性蛋白胶原与弹性蛋白 胶原纤维胶原纤维 弹性纤维弹性纤维胶原（胶原（ CollagenCollagen）u含量最多（含量最多（25%25%）、分布广泛）、分布广泛u纤维蛋白家族纤维蛋白家族u来源：成纤维细胞来源：成纤维细胞 软骨细胞软骨细胞 成骨细胞成骨细胞 上皮细胞等上皮细胞等胶原的主要类型及分布胶原的主要类型及分布u类型：类型：2727种种 （4242种种链）链） 由不同的基因编码由不同的基因编码u分布：组织特异性分布：组织特异性 IIII IIII型型-皮肤皮肤血管壁等血管壁等 II II型型-软骨等软骨等
10、IVIV型型-基膜基膜胶原类型及分布胶原类型及分布为什么胶原会呈现周期性横纹？胶原的分子结构胶原的分子结构u三条三条多肽链组成的三股螺旋结构多肽链组成的三股螺旋结构 富含富含GlyGly（甘）（甘）,Pro,Pro（脯）和（脯）和LysLys（赖）（赖）u三肽重复序列：三肽重复序列： Gly - X - Y Gly - X - Y X X：ProPro；Y Y：Hypro/HylysHypro/Hylysu特征性化学修饰：特征性化学修饰：ProPro，LysLys羟基化羟基化 Lys Lys选择性糖基化选择性糖基化链及胶原分子链及胶原分子胶原的合成装配与降解胶原的合成装配与降解u来源：来源：成
11、纤维细胞、软骨细胞、成骨细胞、上皮细胞成纤维细胞、软骨细胞、成骨细胞、上皮细胞等等u合成：细胞内（细胞核合成：细胞内（细胞核- -内质网内质网- -高尔基体高尔基体- -分泌小泡分泌小泡）u装配：细胞装配：细胞外外u降解：细胞外降解：细胞外细胞内合成细胞内合成u核：核： mRNAmRNAuRERRER：前：前链链糖基化、二硫键糖基化、二硫键前胶原（前胶原（3 3股螺旋）股螺旋）uGolgiGolgi体：前胶原（加工修饰）体：前胶原（加工修饰）u分泌小泡：前胶原（运输）分泌小泡：前胶原（运输）u前肽（前肽（propeptidepropeptide）：不含）：不含Gly-X-YGly-X-Y序列，
12、抑制胶原在胞内序列，抑制胶原在胞内组装。组装。u前胶原前胶原（procollagenprocollagen）：带有前肽的三股螺旋胶原分子。）：带有前肽的三股螺旋胶原分子。细胞外装配细胞外装配u前胶原前胶原-（前肽酶切去前肽（前肽酶切去前肽）u胶原分子（胶原分子（collagen moleculecollagen molecule）-（有序排列（有序排列）u胶原原纤维（胶原原纤维（collagen fibrilcollagen fibril）（）（EMEM） -（成束（成束）u胶原纤维（胶原纤维（collagen fibercollagen fiber）（）（LMLM）胶原的胞外降解胶原的胞外降
13、解u胶原存在、分布稳定，更新转换较胶原存在、分布稳定，更新转换较慢慢u降解：胶原酶（降解：胶原酶（collagenasecollagenase）胶原的主要功能胶原的主要功能u构成胞外基质的骨架结构；构成胞外基质的骨架结构；u具有抗拉力的作用；具有抗拉力的作用；u刺激细胞增殖，诱导细胞分化；刺激细胞增殖，诱导细胞分化；u不同阶段表达不同胶原。不同阶段表达不同胶原。胶原与疾病胶原与疾病u胶原胶原病病 坏血病坏血病 遗传性胶原病遗传性胶原病 免疫性胶原病免疫性胶原病u肿瘤侵袭与转移肿瘤侵袭与转移 为什么几百年前，远航的船员为什么几百年前，远航的船员大多会因为大出血而丧命？大多会因为大出血而丧命？ 弹
14、性皮肤人，皮肤过渡松弛症。是由于胶原装配不正弹性皮肤人，皮肤过渡松弛症。是由于胶原装配不正确引起的遗传综合征，在某些个体中是由于缺乏前肽酶引确引起的遗传综合征，在某些个体中是由于缺乏前肽酶引起的，不能将前胶原转变成胶原蛋白。起的，不能将前胶原转变成胶原蛋白。弹性蛋白（弹性蛋白（elastinelastin）弹性蛋白（弹性蛋白（elastinelastin）：）：结构特点结构特点u高度疏水的非糖基化纤维蛋白高度疏水的非糖基化纤维蛋白u富含富含GlyGly、ProProu很少羟化，无糖基化修饰很少羟化，无糖基化修饰u不含不含Gly-X-YGly-X-Y重复序列重复序列u呈无规则卷曲状呈无规则卷曲状
15、u合成与装配：合成与装配： 胞内：胞内：可溶性原弹性蛋白可溶性原弹性蛋白 胞外：分子交联装配成弹性纤维网胞外：分子交联装配成弹性纤维网 u降解：弹性蛋白酶降解：弹性蛋白酶u弹性纤维（弹性纤维（elastic fiberelastic fiber）由弹性蛋白及其表）由弹性蛋白及其表面的微原纤维（面的微原纤维（microfibilsmicrofibils）构成）构成。u原纤维蛋白（原纤维蛋白（fibrillinfibrillin）：保持弹性纤维完整）：保持弹性纤维完整性（马凡综合征）。性（马凡综合征）。弹性蛋白（弹性蛋白（elastinelastin）：合成与降解）：合成与降解u构成弹性纤维网络的
16、主要构成弹性纤维网络的主要成分成分u赋予组织弹性赋予组织弹性 弹性蛋白（弹性蛋白（elastinelastin）：功能）：功能u粘着糖蛋白：粘着糖蛋白： 纤连蛋白纤连蛋白 (fibronectin(fibronectin，FN)FN) 层粘连蛋白层粘连蛋白 (laminin(laminin，LN)LN)u功能：连接细胞与细胞外基质功能：连接细胞与细胞外基质非胶原糖蛋白非胶原糖蛋白 FN LNu分布：上皮细胞、内皮细胞、肌细胞和脂肪细胞等。分布：上皮细胞、内皮细胞、肌细胞和脂肪细胞等。u结构：高分子量糖蛋白；异三聚体；已发现结构：高分子量糖蛋白；异三聚体；已发现1515种种FNFN。u基膜：与基
17、膜：与IVIV型胶原等共同构成基膜。型胶原等共同构成基膜。u功能：参与细胞分化、黏附、迁移和增殖。功能：参与细胞分化、黏附、迁移和增殖。u疾病：糖尿病性肾病等。疾病：糖尿病性肾病等。层粘连蛋白（层粘连蛋白（LamininLaminin，LNLN）层粘连蛋白层粘连蛋白u三条多肽链由二硫键交三条多肽链由二硫键交联构成异构三聚体联构成异构三聚体u含有多种大分子结合位含有多种大分子结合位点点u含有含有RGDRGD序列序列链链 链胶原或硫酸化膜脂结合部位胶原或硫酸化膜脂结合部位IV型胶原结合部位型胶原结合部位硫酸化膜脂硫酸化膜脂结合部位结合部位细胞表面受体结合部位细胞表面受体结合部位神经神经轴突轴突表面
18、表面受体受体结合结合部位部位是是与与肝肝素素结结合合的的部部位位，层粘连蛋白层粘连蛋白 基膜的主要蛋白成分，也是基膜的组织者基膜的主要蛋白成分，也是基膜的组织者；型胶原型胶原巢蛋白巢蛋白 (entactin) (entactin) 渗滤素渗滤素 (perlecan)(perlecan)基膜组成与分布基膜组成与分布基膜的结构组成基膜的结构组成纤连蛋白（纤连蛋白（FNFN）u分布广泛：分布广泛： 血浆血浆FNFN可溶，血浆；可溶，血浆； 细胞细胞FNFN不溶，不溶，ECMECM、细胞表面、细胞表面u分子结构：分子结构：由两个亚基形成二聚体由两个亚基形成二聚体 血浆血浆FNFN：两条多肽链由二硫键交
19、联成二聚体：两条多肽链由二硫键交联成二聚体 细胞细胞FNFN：二聚体交联形成多聚体：二聚体交联形成多聚体u含有多种大分子结合位点含有多种大分子结合位点纤连蛋白纤连蛋白纤连蛋白纤连蛋白u含有特殊的短肽序列，可被含有特殊的短肽序列，可被FNFN受体识别受体识别 RGDRGD序列：序列：Arg-Gly-AspArg-Gly-Asp RGDSRGDS序列：序列：Arg-Gly-Asp-SerArg-Gly-Asp-SeruRGDRGD序列：序列：FNFN及其他及其他ECMECM中所含有的可被整联蛋白识别的中所含有的可被整联蛋白识别的Arg-Gly-AspArg-Gly-Asp三肽序列。三肽序列。FNF
20、N将细胞连接到细胞外基质上将细胞连接到细胞外基质上 纤连蛋白功能纤连蛋白功能u介导细胞与介导细胞与ECMECM的黏着的黏着u促进细胞迁移促进细胞迁移u促进创面修复和血液凝固促进创面修复和血液凝固纤连蛋白与疾病纤连蛋白与疾病u肝脏疾病与血浆肝脏疾病与血浆FNFNu肾小球肾炎与基膜肾小球肾炎与基膜FNFNu创伤愈合中创伤愈合中FNFN过度表达过度表达u恶性肿瘤细胞中恶性肿瘤细胞中FNFN受体异常受体异常细胞外基质的成分细胞外基质的成分胶原胶原纤连蛋白纤连蛋白层粘连蛋白层粘连蛋白蛋白聚糖蛋白聚糖1.在细胞外基质蛋白聚糖组分的所有糖胺聚糖中，在细胞外基质蛋白聚糖组分的所有糖胺聚糖中，只有（只有（ ）是
21、以非共价键形式和蛋白质进行结合）是以非共价键形式和蛋白质进行结合的。的。A.肝素肝素 B. 硫酸软骨素硫酸软骨素 C. 硫酸角质素硫酸角质素D.透明质酸透明质酸 E. 硫酸皮肤素硫酸皮肤素2.蛋白聚糖是由核心蛋白质的（蛋白聚糖是由核心蛋白质的（ ）残基与氨基）残基与氨基聚糖共价结合的产物。聚糖共价结合的产物。A.丝氨酸丝氨酸 B. 赖氨酸赖氨酸 C. 胱氨酸胱氨酸D. 组氨酸组氨酸 E. 色氨酸色氨酸 复习题（课后完成）复习题（课后完成）1.1.名词解释：细胞外基质；基膜；糖胺聚糖；前胶原名词解释：细胞外基质；基膜；糖胺聚糖；前胶原2. 2. 细胞外基质的主要成分有哪些？有哪些主要功能？细胞外基质的主要成分有哪些？有哪些主要功能？3. 3. 胶原的分子组成和结构有何特点，如何合成和装配，有胶原的分子组成和结构有何特点，如何合成和装配，有 何功能？何功能？4. 4. 纤连蛋白分子有哪些类型，分子结构如何？有何生物学纤连蛋白分子有哪些类型，分子结构如何？有何生物学 作用？作用？
