南开大学细胞生物学ppt课件7.ppt

1、细胞连接、细胞黏着细胞连接、细胞黏着与细胞外基质与细胞外基质 6-22-09第一节第一节 细胞连接细胞连接第二节第二节 细胞黏着分子细胞黏着分子第三节第三节 细胞外基质细胞外基质封闭连接封闭连接紧密连接紧密连接上皮组织上皮组织隔膜连隔膜连接接只存在于无脊椎动物中只存在于无脊椎动物中锚锚定定连连接接连连接接肌肌动动蛋白蛋白粘合带粘合带上皮组织上皮组织粘合斑粘合斑上皮细胞基部上皮细胞基部连连接接中中间间纤维纤维桥粒桥粒心肌、表皮心肌、表皮半桥粒半桥粒上皮细胞基部上皮细胞基部通讯连接通讯连接间隙连接间隙连接大多数动物组织中大多数动物组织中化学突触化学突触神经细胞间和神经神经细胞间和神经肌肉间肌肉间胞

2、间连丝胞间连丝植物细胞间植物细胞间各种连接的比较各种连接的比较 紧密连接紧密连接 黏合带黏合带 桥粒桥粒间隙连接间隙连接半半桥粒桥粒角角蛋白纤维蛋白纤维基膜基膜 几类细胞连接的比较几类细胞连接的比较紧密连结紧密连结间隙连接间隙连接桥粒桥粒黏合连接黏合连接 细胞黏附分子细胞黏附分子（cell adhesion moleculecell adhesion molecule，CAMCAM）是参与细胞与细胞之间及细胞与细胞外基质是参与细胞与细胞之间及细胞与细胞外基质之间相互作用的分子之间相互作用的分子。高等动物的细胞表面粘附。高等动物的细胞表面粘附分子已发现上百种，可分为四大家族，两大类：分子已发现上

3、百种，可分为四大家族，两大类：四大家族：钙粘着蛋白家族、选择蛋白家族、整四大家族：钙粘着蛋白家族、选择蛋白家族、整联蛋白和免疫球蛋白超家族联蛋白和免疫球蛋白超家族两大类：依赖于两大类：依赖于CaCa2+2+,不依赖于不依赖于CaCa2+2+。细胞粘附分子都是跨膜糖蛋白，分子结构由三细胞粘附分子都是跨膜糖蛋白，分子结构由三部分组成：部分组成：胞外区胞外区，肽链的，肽链的N N端部分，带有糖链，负责与配端部分，带有糖链，负责与配体的识别；体的识别；跨膜区跨膜区，多为一次跨膜；，多为一次跨膜；胞质区胞质区，肽链的，肽链的C C端部分，一般较小，或与质膜端部分，一般较小，或与质膜下的骨架成分直接相连，

4、或与胞内的化学信号分子下的骨架成分直接相连，或与胞内的化学信号分子相连，以活化信号转导途径。相连，以活化信号转导途径。（一）钙粘素（钙粘着蛋白）（一）钙粘素（钙粘着蛋白）钙粘素（钙粘素（cadherincadherin）属同亲性属同亲性CAMCAM，其作用依赖于其作用依赖于CaCa2 2。至今已鉴定出至今已鉴定出3030种以上钙粘素，分布于不同的组织种以上钙粘素，分布于不同的组织,钙粘钙粘素分子结构同源性很高素分子结构同源性很高.钙黏着蛋白的结构钙黏着蛋白的结构细胞外片段含有细胞外片段含有4 4个同源结构域，个同源结构域，含含CaCa2 2结合部位。结合部位。有一个跨膜区和一个小的细胞质结构域

5、。有一个跨膜区和一个小的细胞质结构域。自我黏着自我黏着 钙黏着蛋白介导类似细胞间的相互黏着，主要是将钙黏着蛋白介导类似细胞间的相互黏着，主要是将在细胞表面都有钙黏着蛋白的细胞黏着起来。在细胞表面都有钙黏着蛋白的细胞黏着起来。钙黏着蛋白能够通过它们所在的细胞类型进行区别：钙黏着蛋白能够通过它们所在的细胞类型进行区别：E-E-钙黏着蛋白钙黏着蛋白(表皮表皮)N-N-钙黏着蛋白钙黏着蛋白(神经神经)P-P-钙黏着蛋白钙黏着蛋白(胎盘胎盘)钙粘素通过不同的连钙粘素通过不同的连接蛋白质与不同的细接蛋白质与不同的细胞骨架成分相连，如胞骨架成分相连，如E-E-钙粘素通过钙粘素通过-、-、-连锁蛋白连锁蛋白（

6、catenincatenin）以及粘着以及粘着斑蛋白（斑蛋白（vinculinvinculin）、）、锚蛋白、锚蛋白、辅肌动蛋辅肌动蛋白等与肌动蛋白纤维白等与肌动蛋白纤维相连。相连。决定钙粘素识别决定钙粘素识别与结合的特异性与结合的特异性部位，它只与同部位，它只与同种钙粘素分子作种钙粘素分子作用。用。同源同源名称名称主要分布组织主要分布组织E-钙粘素钙粘素着床前的胚胎、上皮细胞（在带状粘合处特别集中）着床前的胚胎、上皮细胞（在带状粘合处特别集中）P-钙粘素钙粘素胎盘滋养层细胞、心、肺、小肠胎盘滋养层细胞、心、肺、小肠N-钙粘素钙粘素胚胎中胚层、神经外胚层、神经系统（脑、神经节）、心、胚胎中胚层

7、、神经外胚层、神经系统（脑、神经节）、心、肺肺M-钙粘素钙粘素成肌细胞、骨骼肌细胞成肌细胞、骨骼肌细胞R-粘素粘素视网膜神经细胞、神经胶质细胞视网膜神经细胞、神经胶质细胞Ksp-钙粘素钙粘素肾肾OB-钙粘素钙粘素成骨细胞成骨细胞VB-钙粘素钙粘素脉管内皮细胞脉管内皮细胞桥粒芯蛋白粒芯蛋白桥粒桥粒桥粒芯胶黏蛋粒芯胶黏蛋白白桥粒桥粒哺乳动物细胞表面的主要钙粘素分子哺乳动物细胞表面的主要钙粘素分子钙粘素的作用主要有以下几个方面：钙粘素的作用主要有以下几个方面：1 1介导细胞连接介导细胞连接，在成年脊椎动物，在成年脊椎动物，E-E-钙粘素是保持上皮细胞相互粘合的主要钙粘素是保持上皮细胞相互粘合的主要C

8、AMCAM，是粘合带的主要构成成分。桥粒中是粘合带的主要构成成分。桥粒中的钙粘素就是桥粒芯蛋白和桥粒芯胶黏蛋的钙粘素就是桥粒芯蛋白和桥粒芯胶黏蛋白。白。2 2参与细胞分化，参与细胞分化，对于胚胎细胞的早期分化对于胚胎细胞的早期分化及成体组织（尤其是上皮及神经组织）的构筑及成体组织（尤其是上皮及神经组织）的构筑有重要作用。在发育过程中通过调控钙粘素表有重要作用。在发育过程中通过调控钙粘素表达的种类与数量可决定胚胎细胞间的相互作用达的种类与数量可决定胚胎细胞间的相互作用（粘合、分离、迁移、再粘合），从而通过细（粘合、分离、迁移、再粘合），从而通过细胞的微环境，影响细胞的分化，参与器官形成胞的微环境

9、，影响细胞的分化，参与器官形成过程。过程。3 3抑制细胞迁移抑制细胞迁移，很多种癌组织中细胞表，很多种癌组织中细胞表面的面的E E钙粘素减少或消失，以致癌细胞易从钙粘素减少或消失，以致癌细胞易从瘤块脱落，成为侵袭与转移的前提。因而瘤块脱落，成为侵袭与转移的前提。因而有人将有人将E E钙粘素视为转移抑制分子钙粘素视为转移抑制分子。（二）选择素（二）选择素选择素（选择素（selectinselectin）属异属异亲性亲性CAMCAM，其作用依赖其作用依赖于于CaCa2 2。已知选择素有已知选择素有三种：三种：L L选择素、选择素、E E选选择素及择素及P P选择素。选择素。a.a.N-N-端的端的

10、C C型凝集素结构型凝集素结构域，结合糖配体需要域，结合糖配体需要胞外胞外CaCa2+2+，b.b.EGFEGF样结构域样结构域c.c.与辅助调节蛋白相关与辅助调节蛋白相关的的结构域。结构域。选择素结构模型选择素结构模型凝集素结构域凝集素结构域重复结构域重复结构域糖蛋白糖蛋白寡聚糖寡聚糖配体在血小板和内皮细胞表达在血小板和内皮细胞表达在内皮细胞表达在内皮细胞表达在各种类型的白细胞中表达在各种类型的白细胞中表达都能与某些糖蛋白结合都能与某些糖蛋白结合凝集素结构域凝集素结构域EGFEGF结构域结构域重复结构域重复结构域糖蛋白糖蛋白糖脂的四糖基团糖脂的四糖基团寡糖寡糖内皮细胞内皮细胞噬中性白细胞集中

11、到炎症发生部位的机制噬中性白细胞集中到炎症发生部位的机制选择素的三个结构域，通过凝集素结构选择素的三个结构域，通过凝集素结构域而识别细胞表面的糖蛋白及糖脂分子域而识别细胞表面的糖蛋白及糖脂分子上的糖配体。上的糖配体。噬中性白细胞噬中性白细胞选择素主要参与白细胞选择素主要参与白细胞与脉管内皮细胞之间的与脉管内皮细胞之间的识别与粘合。帮助白细识别与粘合。帮助白细胞从血液进入炎症部位。胞从血液进入炎症部位。在炎症发生部位，血管在炎症发生部位，血管内皮细胞表达选择素，内皮细胞表达选择素，被白细胞识别，由于选被白细胞识别，由于选择素与白细胞表面糖脂择素与白细胞表面糖脂或糖蛋白的特异糖侧链或糖蛋白的特异糖

12、侧链亲和力较小，加上那个亲和力较小，加上那个血流速度的影响，白细血流速度的影响，白细胞在血管中粘者、分离胞在血管中粘者、分离呈现滚动式运动，直到呈现滚动式运动，直到活化自身整联蛋白后最活化自身整联蛋白后最终才与血管内皮细胞较终才与血管内皮细胞较强地结合在一起，并从强地结合在一起，并从相邻的内皮细胞进入组相邻的内皮细胞进入组织。织。（三）免疫球蛋白超家族（三）免疫球蛋白超家族 某些成员属于某些成员属于CAMCAM。作用不依赖作用不依赖CaCa2+2+。有有的介导同亲性粘合，如各种神经粘附分子；的介导同亲性粘合，如各种神经粘附分子；有的介导异亲性粘合，有的介导异亲性粘合，如细胞间粘附分子及如细胞间

13、粘附分子及脉管细胞黏附分子，它们的配体分子为整合脉管细胞黏附分子，它们的配体分子为整合素。素。了解最多的是神经黏附分子（了解最多的是神经黏附分子（NCAMs),NCAMs),它在神经组织细胞间的它在神经组织细胞间的粘着起主要作用。不同的粘着起主要作用。不同的NCAMsNCAMs是由单一基因编码的，但由于其是由单一基因编码的，但由于其mRNAmRNA剪切不同和糖基化各异而产生剪切不同和糖基化各异而产生2020余种不同的余种不同的NCAMs.NCAMs.神经胶质细胞神经胶质细胞粘附分子粘附分子免疫球蛋白重复免疫球蛋白重复结构结构纤连蛋白重复纤连蛋白重复结构结构糖基磷脂酰肌醇锚着点糖基磷脂酰肌醇锚着

14、点（与磷酸肌醇相连）（与磷酸肌醇相连）胞外游离胞外游离 整合入膜整合入膜由由70-11070-110个氨基酸组成的紧个氨基酸组成的紧密折叠结构存在于淋巴细胞密折叠结构存在于淋巴细胞的表面参与各种免疫活动。的表面参与各种免疫活动。（四）整联蛋白（四）整联蛋白 整联蛋白（整联蛋白（integrinintegrin）大多为大多为异亲性细胞粘附异亲性细胞粘附分子，其作用依赖于分子，其作用依赖于CaCa2 2。介导细胞与细胞间的相介导细胞与细胞间的相互作用及细胞与细胞外基质间的相互作用。几乎所互作用及细胞与细胞外基质间的相互作用。几乎所有动植物细胞均表达整联蛋白。有动植物细胞均表达整联蛋白。除了上述的作

15、用以外，整联蛋白还将细胞外基除了上述的作用以外，整联蛋白还将细胞外基质同细胞内的骨架网络连成一个整体，整联蛋白本质同细胞内的骨架网络连成一个整体，整联蛋白本身作为跨膜接头在细胞外基质和细胞内肌动蛋白骨身作为跨膜接头在细胞外基质和细胞内肌动蛋白骨架之间起双向联络作用。此外整联蛋白还具有将细架之间起双向联络作用。此外整联蛋白还具有将细胞外信号向细胞内传递的作用。胞外信号向细胞内传递的作用。半光半光氨酸丰氨酸丰富的结构域富的结构域二价阳二价阳离子离子Ca2+踝蛋白和踝蛋白和a辅辅肌蛋白结合肌蛋白结合RGA结合位点结合位点重链重链轻链轻链整联蛋白是由整联蛋白是由 （120185kD120185kD）和

16、）和（90110kD90110kD）两个两个亚单位形成的异二聚亚单位形成的异二聚体。体。亚单位的亚单位的N N端端有结合二价阳离子的有结合二价阳离子的结构域，识别的主要结构域，识别的主要部位是配体上的部位是配体上的RGDRGD三肽结构。三肽结构。整联蛋白的功能主要包括整联蛋白的功能主要包括3 3个方面：细胞外基质与个方面：细胞外基质与细胞骨架连接的桥梁；激活细胞反应；激活细胞内信细胞骨架连接的桥梁；激活细胞反应；激活细胞内信号传递级联途径。号传递级联途径。迄今已发现迄今已发现1616种种亚单位和亚单位和9 9种种亚单位。它们按亚单位。它们按不同的组合构成不同的组合构成2020余种整联蛋白。余种整联蛋白。含含1 1亚单位的整联亚单位的整联蛋白主要介导细胞与细胞外基质成分之间的粘附。含蛋白主要介导细胞与细胞外基质成分之间的粘附。含2 2亚单位的整联蛋白主要存在于各种白细胞表面，介亚单位的整联蛋白主要存在于各种白细胞表面，介导细胞间的相互作用。导细胞间的相互作用。3 3亚单位的整联蛋白主要存在亚单位的整联蛋白主要存在于血小板表面，介导血小板的聚集，并参与血栓形成。于血小板表面，介导血小板的聚