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1、第三节细胞外被及细胞外基质11.细胞被(cellcoat)●是细胞外表面覆盖的一层粘多糖物质的质膜保护层,又称为多糖包被。往往与膜蛋白或膜脂共价结合。●功能:是细胞膜的正常组成成分,保护膜蛋白,参与细胞识别。糖萼(Glycocalyx)2电镜下的细胞表面3细胞表面结构42.细胞外基质(extracellularmatrix)指紧临细胞膜的细胞外空间,是由细胞分泌的蛋白和多糖所构成的网络结构。●功能:将细胞粘连在一起构成组织,提供细胞外网架;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、细胞的生
2、命活动起重要的调控作用。5TypicalExtracellularmatrix胶原纤连蛋白层粘连蛋白聚糖6真核细胞的细胞外结构(extracellularstructures)生物种类细胞外结构结构纤维水化基质组分粘连分子动物细胞植物细胞细胞外基质细胞壁胶原弹性蛋白纤维素蛋白聚糖半纤维素、伸展蛋白纤粘连蛋白层粘连蛋白果胶质73.细胞外基质的基础物质◆可分为三大类∶●结构蛋白如胶原和弹性蛋白,它们赋予基质一定的强度和韧性。●蛋白聚糖(proteoglycan)●粘着蛋白(adhesiveproteins)如纤连蛋
3、白和层粘蛋白,它们促使细胞同基质结合。8Proteoglycan93.1结构蛋白(一)、胶原(Collagen)◆基本特性:●胶原是细胞外基质中最主要的水不溶性纤维蛋白●胶原是人体内含量最丰富的蛋白质,(约占总蛋白的30%左右)●胶原产生于纤维原细胞.10◆常见的胶原类型及其在组织中的分布已发现的类型有20余种,每一类分布于特定的部位,但在同一细胞外基质中会同时存在两种以上类型的胶原纤维.Ⅰ~Ⅲ型胶原含量最丰富,形成类似的纤维结构;但并非所有胶原都形成纤维;●Ⅰ型胶原纤维束,主要分布于皮肤、肌腱、韧带及骨中,具
4、有很强的抗张强度;●Ⅱ型胶原主要存在于软骨中;●Ⅲ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;●Ⅳ型胶原形成二维网格样结构,是基膜的主要成分及支架。11◆胶原纤维结构特征12◆胶原纤维结构特征●胶原纤维的基本结构单位(胶原分子)是原胶原●原胶原是由三条肽链盘绕成的三股螺旋结构(trimers)●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,通常:X:PrO,Y:HyproorHylys●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●在胶原纤
5、维内部,有分子内和分子间的交联。分子内交联是指原胶原的三条链之间的赖氨酸残基间的交联,分子间的交联是指不同原胶原间的赖氨酸交联13Structuralfeatures14◆胶原的组装15胶原的合成、装配与运输16◆胶原的合成、装配与运输●哺乳动物具有大约20种不同的胶原基因,编码各种不同组织所需要的胶原●首先是在粗面内质网上合成带有信号肽的前原胶原(preprocollagan)●胶原纤维的加工组装始于内质网、在高尔基体中继续进行,最后完成于细胞外●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-
6、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(collagenfibril)、胶原纤维(collagenfiber)17◆胶原的作用●胶原是骨、腱和皮肤组织中的主要蛋白,在胞外基质中含量最高,刚性及抗张力强度最大。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。胶原起着细胞外基质骨架作用;●胶原可被胶原酶特异降解,而参入胞外基质信号传递的调控网络中;18◆胶原酶遗传缺陷某些人具有胶原酶的遗传缺陷,这样,他们的胶原纤维就不能正确地装配,其结果,皮肤和各
7、种其它的结绨组织就会降低它们的强度变得非常的松弛。皮肤过渡松弛症19(二)、弹性蛋白(Elastin)●是弹性纤维(elasticfibers)的主要成分。●功能:能够赋予细胞外基质弹性。●弹性蛋白也是富含甘氨酸和脯氨酸的蛋白质。与同胶原不同的是,弹性蛋白的脯氨酸没有羟基化,所以没有羟脯(赖)氨酸的存在。高度疏水的非糖基化蛋白20弹性蛋白的结构无规则卷曲!!通过赖氨酸残基相互交联213.2蛋白聚糖(Proteoglycan,PG)◆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◆结构:●蛋白与多聚糖的复合物
8、●一个蛋白聚糖由糖胺聚糖与核心蛋白的丝氨酸残基共价连接形成的巨分子.22●细胞外基质中发现的大多数糖胺聚糖都是作为蛋白聚糖的一个成分而存在●每条氨基聚糖链由重复的二糖单位构成的长链多糖,其结构为-A-B-A-B-A-,A、B代表两个不同的糖分子.二糖单位之一是氨基己糖(氨基葡萄糖或氨基半乳糖),故称为糖胺聚糖●糖胺聚糖包括∶约七种●透明质酸它在细胞外基质中也可游离存在.含大量的亲水基团