《细胞骨架5.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《细胞骨架5.ppt（29页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、（2）结蛋白（desmin）又称骨骼蛋白skeletin，存在于肌肉细胞中，主要功能是使肌纤维连在一起。（3）胶质原纤维酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein）存在于星形神经胶质细胞。起支撑作用。（4）波形纤维蛋白（vimentin）存在于间充质细胞及中胚层来源的细胞中。（5）神经纤丝蛋白（neurofilament protein）是由三种分子量不同的多肽组成的异聚体，功能是提供弹性使神经纤维易于伸展和防止断裂。,中间纤维分类与分布,二、结构与装配,（一）结构由螺旋化杆状区，以及两端非螺旋化的球形头（N端）尾（C端）部构成。杆状区高度保守，由螺旋1和螺旋2构
2、成，每个螺旋区还分为A、B两个亚区。,角蛋白,波形纤维蛋白,（二）IF的装配,1、过程：两个单体形成超螺旋二聚体（角蛋白为异二聚体）；两个二聚体反向平行组装成四聚体。三个四聚体长向连成原纤维；8根原纤维组成中间纤维，横切面具有32个单体。2、特点：IF没有极性；无动态蛋白库；装配与温度和蛋白浓度无关；不需要ATP、GTP或结合蛋白的辅助。,二聚体,四聚体,四聚体形成原纤维,8根原纤维组成中间纤维,3、IF 装配与 MF，MT 装配相比，有以下几个特点：-IF 装配的单体是纤维状蛋白（MF，MT 的单体呈球形）；-反向平行的四聚体导致 IF 不具有极性；-IF 在体外装配时不需要核苷酸或结合蛋白
3、的辅助，在体内装配后，细胞中几乎不存在 IF 单体（但 IF 的存在形式也可以受到细胞调 节，如核纤层的装配与解聚）。,功能：使中间纤维交联成束、成网，把中间纤维交联到质膜或其它骨架成分上已知的 IFAPs 约15种左右，分别与特定的中间纤维结合，如：flanggrin使角蛋白交联成束。Plectin将波形蛋白纤维与微管交联在一起。Ankyrin 把结蛋白纤维与质膜连在一起。共同特点：具有中间纤维特异性。表达有细胞专一性。不同的 IFAP 可存在于同一细胞中与不同的中间纤维组织状态相联系。在细胞中某些 IFAP 的表达与细胞的功能和发育状态有关。,（三）中间纤维的结合蛋白（intermedia
4、te filament associated protein，IFAP）,Keratin filaments of epithelial cells are tightly anchored to the plasmamembranes at desmosmes and hemidesmosomes,角蛋白纤维,网蛋白,致密斑,桥粒斑蛋白,致密斑,（四）中间纤维的功能,增强细胞抗机械压力的能力。角蛋白纤维参与桥粒的形成和维持。结蛋白纤维是肌肉 Z 盘的重要结构组分，对于维持肌肉细胞的收缩装置起重要作用。神经元纤维在神经细胞轴突运输中起作用。参与传递细胞内机械的或分子的信息。中间纤维与 mRNA
5、 的运输有关。,增强细胞抗机械压力的能力,角蛋白纤维参与桥粒的形成和维持,胞质骨架三种组分的比较,无,Figure10-2.The three types of protein filaments that form the cytoskeleton.,第二节 细胞核骨架,一、核基质（Nuclear Matrix）,核基质（nuclear matrix）或称核骨架，为真核细胞核内的网络结构，是指除核被膜、染色质、核纤层及核仁以外的核内网架体系。,（一）形态结构,1、研究核骨架的分级抽提方法,非离子去垢剂溶解膜结构系统，胞质中可溶性成分随之流失；再用 Tween40 和脱氧胆酸钠处理，胞质中的微
6、管、微丝与一些蛋白结构被溶去，胞质中只有中间纤维网能完好存留；然后用核酸酶与0.25 mol/L 硫酸铵处理，染色质中DNA、RNA和组蛋白被抽提，最终核内呈现一个精细发达的核骨架网络，结合非树脂包埋去包埋剂电镜制样方法，可清晰地显示核骨架核纤层中间纤维结构体系。,（二）成分,核基质的组成较为复杂，主要组分有三类：1、非组蛋白性纤维蛋白，分子量40-60KD，占96%以上，其中相当一部分是含硫蛋白，其二硫键具有维持核骨架结构完整性的作用；除纤维蛋白外，还有10多种次要蛋白质，包括肌动蛋白和波形蛋白，后者构成核骨架的外罩；核骨架碎片中还存在三种支架蛋白（scaffold proteins，SC、
7、SC、SC)，SC、的功能尚不明确，SC是DNA拓朴异构酶。2、少量RNA（占0.5%）和DNA(占0.8%)。RNA对维持核骨架的三维结构是必需的，而DNA称为基质或支架附着区（matrix/scaffold associated region，MAR 或 SAR），通常为富含AT的区域。3、少量磷脂（1.6%）和糖类（0.9%）。,核骨架不象胞质骨架那样由非常专一的蛋白成分组成，DNA序列中的核骨架结合序列（matrix associated region，MAR）DNA片段与核骨架蛋白的结合不会被高盐溶液抽提破坏，在基因表达调控中有作用。核骨架结合序列的基本特征 富含AT 富含DNA 解
8、旋元件(DNA unwinding elements)富含反向重复序列(Inverted Repeats)含有转录因子结合位点。MAR的功能 通过与核骨架蛋白的结合，将DNA放射环锚定在核骨架上；作为许多功能性基因调控蛋白的结合位点。,（三）核骨架结合序列,1、为DNA的复制提供支架：DNA是以复制环的形式锚定在核骨架上的，核骨架上有DNA复制所需要的酶，如：DNA聚合酶、DNA引物酶、DNA拓朴异构酶II等。DNA的自主复制序列（ARS）也是结合在核骨架上。2、是基因转录加工的场所-RNA的转录需要DNA锚定在核骨架上才能进行，核骨架上有RNA聚合酶的结合位点。大量具有转录活性的基因是结合在
9、核骨架上的；3、与染色体构建有关-一般认为核骨架与染色体骨架为同一类物质，30nm的染色质纤维就是结合在核骨架上，形成放射环状的结构，在分裂期进一步包装成光学显微镜下可见的染色体。4、核骨架与病毒复制,（四）核骨架的功能,二、染色体骨架,染色体骨架/放射环模型染色体骨架的真实性银染法能选择性地显示染色体轴结构DNA酶和RNA酶处理或用0.4mol/L H2SO4处理，去除组蛋白，对染色体轴没有影响，用胰蛋白酶消化则染色体轴破坏，说明染色体轴是非组蛋白性的。染色体骨架/放射环模型在分子水平上得到两个直接证据：-DNA放射环；-DNA拓扑酶II的研究。染色体骨架与染色体高级结构,（一）核纤层分布与
10、形态结构：（二）成分核纤层蛋白（Lamin）：哺乳动物和鸟类细胞中有：核纤 层蛋白 A、核纤层蛋白 B 和核纤层蛋白 C；（三）核纤层蛋白在细胞分化中的表达：具有细胞特异性。（四）功能 核膜及染色质提供了结构支架,三、核纤层（Nuclear Lamina）,（五）核纤层蛋白的分子结构及 其与中间纤维蛋白的关系,核纤层与中间纤维之间的共同点：-两者均形成10nm纤维;-两者均能抵抗高盐和非离子去垢剂的抽提;-某些抗中间纤维蛋白的抗体能与核纤层发生交叉反应-核纤层蛋白A和核纤层蛋白 C 的 cDNA 克隆推导出核纤层蛋白的 氨基酸顺序与中间纤维蛋白高度保守的-螺旋区有很强的同源，说明核纤层蛋白是中间纤维蛋白.,（六）核纤层在细胞周期中的变化,A 型核纤层蛋白在组装核纤层时通过蛋白水解失去 C 端（异戊二 烯化，isoprenylation）。核膜崩解，核纤层解聚时，A 型核纤层 蛋白以可溶性单体形式弥散到胞质中。B 型核纤层蛋白则永久法尼基化（farnesylated），与核膜小泡保持 结合状态，当核膜重现时，在染色体周围重装配，形成子细胞的 核纤层。法尼基化:一种使蛋白质获得一非极性法尼基而变得更容易结合细胞膜的化学性变化。,
