《细胞外基质》ppt课件

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1、第十一章细胞外基质及其与细胞的相互作用XiaoYong-qing肖永清xiaoyq@mail.sysu.edu.cn中山大学中山医学院生物教研室1细胞外基质的主要组成成分氨基聚糖和蛋白聚糖——凝胶样基质胶原和弹性蛋白纤粘连蛋白和层粘连蛋白——非胶原性黏合蛋白胶原纤粘连蛋白层粘连蛋白蛋白聚糖纤维网架2氨基聚糖和蛋白聚糖是一些高分子的含糖化合物。构成细胞外高度亲水的凝胶，赋予组织良好的弹性和抗压性。细胞外基质的主要组成成分氨基聚糖（glycosaminoglycan,GAG）是由重复的二糖单位构成的直链多糖。又称粘多糖。二糖单位之一是氨基

2、己糖（N-乙酰氨基葡萄糖或N-乙酰氨基半乳糖二糖单位另一个糖残基多为糖醛酸（葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸）糖残基带有羧基，呈强负电性据糖残基的性质、连接方式、硫酸化数量和存在的部位，可分为六种：3透明质酸（hyaluronicacid、hyanuroanate,HA）结缔组织、皮肤、软骨、滑液、玻璃体细胞外基质的主要组成成分氨基聚糖5000-10000个二糖重复单位排列构成二糖为N-乙酰氨基葡萄糖-葡萄糖醛酸，是唯一不含硫酰酸基团的氨基聚糖其糖醛酸的羧基带有大量负电荷，其相斥作用使整个分子伸展膨胀，占据很大的空间；在有限的空间可产生膨压，赋

3、予组织良好的弹性和抗压性其表面有大量亲水基团，可结合大量水分子，形成凝胶在组织创伤、早期胚胎中尤为丰富，促进细胞迁移和增殖胚胎发育早期的空间填充物,用于定形，如心脏形成作为关节液的重要成分，有润滑作用4硫酸软骨素（chondroitinsulfate,CS）软骨、角膜、骨、皮肤、动脉细胞外基质的主要组成成分氨基聚糖与蛋白聚糖硫酸皮肤素(dermatansulfate,DS)皮肤、血管、心、心瓣膜硫酸乙酰肝素(heparansulfate,HS)肺、动脉、细胞表面肝素(heparin)肺、肝、皮肤、肥大细胞硫酸角质素(keratansu

4、lfate,KS)软骨、角膜、椎间盘5蛋白聚糖（proteoglycan，PG），是由氨基聚糖（除透明质酸外）与核心蛋白共价形成的高分子复合物，不同于一般糖蛋白细胞外基质的主要组成成分氨基聚糖与蛋白聚糖分子量大，含糖量高，可达95%，多为较长的、不分枝的GAGs糖链核心蛋白为单链多肽，其上可连接1-100条以上氨基聚糖（可为不同的氨基聚糖），形成蛋白聚糖。若干个蛋白聚糖单体通过连接蛋白，以非共价键与透明质酸结合，形成蛋白聚糖多聚体。如软骨中的蛋白聚糖复合体（见下图）6PG细胞外基质的主要组成成分蛋白聚糖HA蛋白聚糖电镜7细胞外基质的主

5、要组成成分氨基聚糖与蛋白聚糖透明质酸硫酸角蛋白硫酸软骨素连接蛋白核心蛋白细胞外基质中的蛋白聚糖多聚体氨基聚糖为硫酸软骨素和硫酸角质素，糖链数约130余条左右，分子量为3×109，使软骨具有良好的弹性和抗压性8蛋白聚糖在内质网合成并装配细胞外基质的主要组成成分氨基聚糖与蛋白聚糖有的蛋白聚糖也是质膜的整合成分，如成纤维细胞和上皮细胞质膜中的连接素（syndecan）其核心蛋白以跨膜糖蛋白的方式嵌入质膜脂双层，胞外区连有硫酸软骨素和硫酸类肝素氨基聚糖糖链，可与细胞外基质的胶原、纤粘连蛋白、以及信号分子结合胞内区肽段可与膜下细胞骨架相互作用9

6、氨基聚糖和蛋白聚糖的功能细胞外基质的主要组成成分氨基聚糖与蛋白聚糖使组织具有弹性和抗压性对物质转运有选择渗透性其糖基纵横交错，构成高度水化孔胶样物，孔的大小和电荷密度可调节对分子及细胞的通透性如肾小球基膜中的硫酸软骨素蛋白聚糖对原尿的生成即具有筛滤作用角膜中蛋白聚糖具有透光性硫酸软骨素、硫酸角质素高度硫酸化使基质脱水变得致密，阻止血管的形成，使角膜柔软、具有透光性，角质化亦有保护作用氨基聚糖具有抗凝血作用肝素蛋白聚糖由靠近血管的肥大细胞产生细胞表面的氨基聚糖有传递信息作用如连接素10氨基聚糖与蛋白聚糖与组织老化有关，随着年龄增长细胞外

7、基质的主要组成成分氨基聚糖与蛋白聚糖的功能如皮肤中透明质酸逐渐减少，后逐渐被硫酸皮肤素所取代关节软骨中的蛋白聚糖逐渐减少，可硫酸软骨素被硫酸角质素取代蛋白聚糖糖链比例下降，导致组织的保水性及弹性减弱氨基聚糖的阴离子可结合钙离子，在组织的钙化、尤其是骨盐的沉积中起重要作用11氨基聚糖和蛋白聚糖的与疾病粘多糖累积病Hunter综合症动脉粥样硬化脂类沉积肿瘤的发生细胞外基质的主要组成成分氨基聚糖与蛋白聚糖12胶原与弹性蛋白细胞外基质的主要组成成分胶原Humancollagenfibers胶原(横切面电镜)成纤维细胞胶原（collagen）是

8、细胞外基质中的骨架结构占哺乳动物总蛋白量的1/4，含量最丰富可由成纤维细胞、软骨细胞、成骨细胞及某些上皮细胞合成并分泌到细胞外13胶原分子结构为三股螺旋（triplehelix）3条α多肽链盘绕而成，长300nm，直径1