分子细胞生物学——细胞粘附分子及细胞连结.ppt

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1、第十章细胞粘附分子及细胞连接云南农业大学动物科技学院2003.9-2010.9李莲军博士第一节细胞粘附分子钙粘素选择凝集素免疫球蛋白超家族整合素透明质酸粘素细胞粘附分子(celladhesionmolecule,CAM)又称细胞粘附受体，位于细胞表面，主要介导细胞间及细胞与细胞外基质之间相互作用，以配体-受体结合的形式发挥作用。可分为五大家族：钙粘素、选择凝集素、免疫球蛋白超家族、整合素及透明质酸粘素。细胞粘附分子(CAM)细胞粘附分子都是跨膜糖蛋白(糖脂)，分子结构由三部分组成：①胞外区，肽链的N端部分，带有糖链，负责与配体的识别；②跨膜区，多为一次跨膜；③胞质区，肽链的C端部分，与质膜下

2、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。细胞粘附分子结构特点一、钙粘素家族钙粘素(cadherin)属亲同性CAM，其配体是自身同型细胞的钙粘素，它们的作用依赖于Ca2＋。介导同型细胞间的粘附作用，对组织和器官的发育及维持完整组织结构起重要作用。钙粘素分子结构同源性很高，其胞外部分形成5个结构域，其中4个同源，均含Ca2＋结合部位。胞质部分是最高度保守的区域，参与信号转导。哺乳动物细胞表面的主要钙粘素分子名称主要分布组织E-钙粘素着床前的胚胎、上皮细胞(在带状粘合处特别集中)P-钙粘素胎盘滋养层细胞、心、肺、小肠N-钙粘素胚胎中胚层、神经外胚层、神经系统(脑、神经

3、节)、心、肺M-钙粘素成肌细胞、骨骼肌细胞R-粘素视网膜神经细胞、神经胶质细胞Ksp-钙粘素肾OB-钙粘素成骨细胞VB-钙粘素脉管内皮细胞desmoglein桥粒desmocollin桥粒钙粘素的作用1．介导细胞连接E-钙粘素是保持上皮细胞相互粘合的主要CAM，是粘合带及桥粒中的主要构成成分。2．参与细胞分化钙粘素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)的构筑有重要作用。3．抑制细胞迁移二、选择凝集素(selectin)选择凝集素(selectin，由select和lectin两词合成)属亲异性CAM，其作用依赖于Ca2＋。选择凝集素是一类涉及白细胞及内皮细胞的粘附分子家族，

4、主要参与白细胞与脉管内皮细胞之间的识别与粘合。已知的选择凝集素有三种：L(Leukocyte)-选择凝集素、E(Endothelial)-选择凝集素及P(Platelet)-选择凝集素。该类分子为高度糖基化的单链跨膜糖蛋白，其特点是N端有外源凝集素样功能区、表皮生长因子样功能区，及补体结合蛋白重复序列(跨膜区和胞质区)。选择凝集素(续)三、免疫球蛋白超家族免疫球蛋白超家族(Ig-superfamily，Ig-SF)包括分子结构中含有免疫球蛋白(Ig)样结构域的所有分子，其中某些成员属于CAM，它们介导同亲性或异亲性细胞粘着，但其粘着作用不依赖Ca2+。该家族成员有：免疫球蛋白、细胞间粘附分子

5、(ICAM-1、ICAM-2、N-CAMs)、血管细胞粘附分子(VCAM-1)、淋巴细胞功能相关抗原(LFA-3)、T细胞受体，B细胞受体，MHC等。四、整合素家族整合素(integrin)也称膜整联蛋白，是由多种跨膜糖蛋白受体组成的家族，大多为亲异性CAM，其作用依赖于Ca2＋。几乎所有动植物细胞均表达整合素。整合素分子均由链(120~185kD)和链(90~110kD)以非共价键连接组成异二聚体。和链均为单次跨膜糖蛋白。整合素分子均由胞外区、跨膜区和胞质区3个区域组成。胞外区可与多种配体结合，包括细胞外基质蛋白ECM，如纤粘蛋白、体外粘连蛋白(vitronectin)、层粘蛋白和

6、胶原蛋白等，以及其它细胞表面受体(ICAM-1，VCAM-1等)。许多整合素分子可识别ECM分子上普遍存在的三肽序列(Arg-Gly-Asp，RGD)。α亚单位的N端有结合Ca2＋的结构域，胞质区近膜处都有一个非常保守的XGFFKR(AspXAspXAspGlyXXAsp)序列，与整合素活性的调节有关。β1亚家族在各种类型的细胞表面表达，主要介导细胞与细胞外基质成分之间的粘附。β2亚家族主要存在于各种白细胞表面，介导细胞间的相互作用。β3亚家族主要存在于内皮细胞和血小板上，介导血小板的聚集，并参与血栓形成。β4亚家族可与肌动蛋白及其相关蛋白质结合，此外α6β4整合素以层粘蛋白为配体，参与形成

7、半桥粒。现已发现18种链和8种链，它们相互组合形成24种不同的二聚体整合素，可与不同的配基结合。以β亚单位可将整合素家族分成8个亚家族。同一个亚家族中β链相同，而α链不同。介导细胞间黏着的整合素通常不与配体结合，需活化后才具有与配体结合的能力。活性过程实际上是胞内信号引起整合素分子胞外识别与结合的结构域活化，导致整合素与配体结合。这一过程称为胞内信号外传(insideoutsignaling)。整合素与配