第十章细胞骨架细胞生物学全套幻灯片
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chapter10细胞骨架-PPT课件
成分
●肌动蛋白(actin)是微丝的结构成分,以两种形式存
在，即单体和多聚体。单体肌动蛋白外观呈哑铃 状, 这种actin又叫球状肌动蛋白（G-actin）， Gactin的多聚体形成肌动蛋白丝，称为纤维状肌动 蛋白（F-actin），在电镜下F-actin呈双股螺旋状 。
装配
◆ MF是由G-actin单体形成的多聚体，肌动蛋白单体具有极性, 装配时呈头尾相接, 故微丝具有极性，既正极与负极之别。
微丝特异性药物
细胞松弛素(cytochalasins)：可以切断微丝,并结合在微丝正 极阻抑肌动蛋白聚合。 鬼笔环肽(philloidin)：与微丝侧面结合,防止MF解聚。 影响微丝装配动态性的药物对细胞都有毒害，说明微丝功 能的发挥依赖于微丝与肌动蛋白单体库间的动态平衡。这 种动态平衡受actin单体浓度和微丝结合蛋白的影响。
·动作电位的产生 ·Ca2+的释放 ·原肌球蛋白位移 ·肌动蛋白丝与肌球蛋白丝的相对滑动 ·Ca2+的回收
肌肉收缩系统中的有关蛋白
①肌球蛋白(myosin)—所有actin-dependent motor proteins都 属于该家族,头部具ATP酶活力,沿微丝从负极到正极进行运动。 Myosin Ⅱ主要分布于肌细胞，有两个球形头部结构域(具有 ATPase活性)和尾部,多个Myosin尾部相互缠绕，形成myosin filament,即粗肌丝。
第十章 细胞骨架(Cytoskeleton)
细胞骨架是指存在于真核细胞中的蛋白纤维网架 体系。 细胞骨架的概念有狭义和广义之分：
狭义的细胞骨架指的是细胞质骨架包括微丝、微管和中间 纤维。 广义的细胞骨架包括细胞核骨架、细胞质骨架、细胞膜骨 架和细胞外基质。 核骨架 、核纤层与中间纤维在结构上相互连接,• 贯穿于 细胞核和细胞质的网架体系。
医学细胞生物学 细胞骨架精品PPT课件
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
交联蛋白
单体
单体成核
单体聚合
膜结合蛋白
解聚
纤维切割蛋白
（二）微丝组装
▪ 多数非肌肉细胞中，微丝是一种动态结构。 ▪ 组装过程： 1）成核期、生长期（延长期）、平衡期 2）成核作用发生在质膜上 3）微丝组装的动力来自ATP
成核期－延长期－稳定期
▪ 微丝组装的动态调节： ▪ ATP是调节微丝组装的主要因素
负端
正端
2）微丝 球形-肌动蛋白形成的聚合体，也称纤 维状-肌动蛋白(F-actin)。
指向端
秃端
2、肌动蛋白结合蛋白
▪ 1）肌肉细胞中： ▪ 原肌球蛋白（tropomyosin ，Tm） ▪ 肌球蛋白（myosin） ▪ 肌钙蛋白（troponin ，Tn）
2）非肌细胞中：
单体隔离蛋白
末端阻断蛋白
细胞骨架(cytoskeleton)
二、微丝
(microfilament MF)
（一）微丝的结构
▪ 结构：由肌动蛋白纤维组成的实心纤维
▪ 分布： ▪ 肌肉细胞中，肌细胞的收缩单位、稳定 ▪ 非肌肉细胞中，分布均散、不稳定
成分： 1、肌动蛋白(actin)：
1）单体为一个单链多肽、 哑铃形，称球形-肌动蛋 白（G-actin）。 有极性，含阳离子、 ATP（ADP）、肌球蛋白 的结合位点。
微丝遍及胞质各处，集中分布于质膜下，和其 结合蛋白形成网络结构，维持细胞形状和赋予 质膜机械强度，如哺乳动物红细胞膜骨架的作 用。
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
交联蛋白
单体
单体成核
单体聚合
膜结合蛋白
解聚
纤维切割蛋白
（二）微丝组装
▪ 多数非肌肉细胞中，微丝是一种动态结构。 ▪ 组装过程： 1）成核期、生长期（延长期）、平衡期 2）成核作用发生在质膜上 3）微丝组装的动力来自ATP
成核期－延长期－稳定期
▪ 微丝组装的动态调节： ▪ ATP是调节微丝组装的主要因素
负端
正端
2）微丝 球形-肌动蛋白形成的聚合体，也称纤 维状-肌动蛋白(F-actin)。
指向端
秃端
2、肌动蛋白结合蛋白
▪ 1）肌肉细胞中： ▪ 原肌球蛋白（tropomyosin ，Tm） ▪ 肌球蛋白（myosin） ▪ 肌钙蛋白（troponin ，Tn）
2）非肌细胞中：
单体隔离蛋白
末端阻断蛋白
细胞骨架(cytoskeleton)
二、微丝
(microfilament MF)
（一）微丝的结构
▪ 结构：由肌动蛋白纤维组成的实心纤维
▪ 分布： ▪ 肌肉细胞中，肌细胞的收缩单位、稳定 ▪ 非肌肉细胞中，分布均散、不稳定
成分： 1、肌动蛋白(actin)：
1）单体为一个单链多肽、 哑铃形，称球形-肌动蛋 白（G-actin）。 有极性，含阳离子、 ATP（ADP）、肌球蛋白 的结合位点。
微丝遍及胞质各处，集中分布于质膜下，和其 结合蛋白形成网络结构，维持细胞形状和赋予 质膜机械强度，如哺乳动物红细胞膜骨架的作 用。
细胞生物学全套ppt课件完整版
在呼吸链上，通过一系列氧化还原反应将NADH和FADH2中的电子传递给氧， 同时产生ATP的过程。
ATP的生成
在氧化磷酸化过程中，通过底物水平磷酸化和氧化磷酸化两种方式生成ATP。
光合作用与化能合成
光合作用
绿色植物和某些细菌利用光能将二氧化碳和水转化为有机物 ，并释放出氧气的过程。
化能合成
某些细菌利用无机物氧化释放的能量将二氧化碳还原为有机 物的过程。
由DNA和蛋白质组成，是遗 传物质的载体。
染色体与基因关系
基因是具有遗传效应的DNA 片段，染色体上分布着许多基
因。
细胞核功能
遗传信息储存、复制和转录， 控制细胞代谢和遗传特性。
03
细胞的物质运输与信号转导
物质的跨膜运输方式
被动运输
包括简单扩散和易化扩散，不需 要消耗能量，物质顺浓度梯度转
运。
主动运输
研究对象
从单细胞生物到多细胞生物的各 类细胞，包括原核细胞、真核细 胞、动物细胞、植物细胞等。
细胞生物学的发展历史
01
02
03
早期研究
17世纪，列文虎克首次观 察到细胞；19世纪，施莱 登和施旺提出细胞学说。
20世纪中期
电子显微镜的发明，使得 细胞超微结构的研究成为 可能。
20世纪后期至今
分子生物学技术的发展， 推动了细胞生物学向分子 水平的研究深入。
05
细胞的增殖与遗传
细胞周期与有丝分裂
01
02
细胞周期的概念及阶段划分
有丝分裂的过程与特点
03
04
纺锤丝的形成和作用
染色体行为与遗传物质均等分 配的关系
减数分裂与生殖细胞的产生
01
02
ATP的生成
在氧化磷酸化过程中，通过底物水平磷酸化和氧化磷酸化两种方式生成ATP。
光合作用与化能合成
光合作用
绿色植物和某些细菌利用光能将二氧化碳和水转化为有机物 ，并释放出氧气的过程。
化能合成
某些细菌利用无机物氧化释放的能量将二氧化碳还原为有机 物的过程。
由DNA和蛋白质组成，是遗 传物质的载体。
染色体与基因关系
基因是具有遗传效应的DNA 片段，染色体上分布着许多基
因。
细胞核功能
遗传信息储存、复制和转录， 控制细胞代谢和遗传特性。
03
细胞的物质运输与信号转导
物质的跨膜运输方式
被动运输
包括简单扩散和易化扩散，不需 要消耗能量，物质顺浓度梯度转
运。
主动运输
研究对象
从单细胞生物到多细胞生物的各 类细胞，包括原核细胞、真核细 胞、动物细胞、植物细胞等。
细胞生物学的发展历史
01
02
03
早期研究
17世纪，列文虎克首次观 察到细胞；19世纪，施莱 登和施旺提出细胞学说。
20世纪中期
电子显微镜的发明，使得 细胞超微结构的研究成为 可能。
20世纪后期至今
分子生物学技术的发展， 推动了细胞生物学向分子 水平的研究深入。
05
细胞的增殖与遗传
细胞周期与有丝分裂
01
02
细胞周期的概念及阶段划分
有丝分裂的过程与特点
03
04
纺锤丝的形成和作用
染色体行为与遗传物质均等分 配的关系
减数分裂与生殖细胞的产生
01
02
《W10细胞骨架》课件
《W10细胞骨架》PPT课 件
细胞骨架是细胞内由蛋白质纤维组成的结构，起到维持细胞形态、细胞内分 子定位和细胞运动的重要作用。
什么是细胞骨架
细胞骨架是一种由蛋白质纤维组成的网状结构，分布于细胞内的胞质中。 • 三种细胞骨架组成：微丝、中间纤维和微管。 • 细胞骨架的组成决定了细胞的形态和结构。
细胞骨架的功能
细胞骨架在肌肉细胞中起到支撑 和收缩作用，实现肌肉的运动。
动态变化
细胞骨架结构能够动态改变，在 细胞的运动和形态变化中发挥关 键作用。
细胞骨架的研究进展
1
发现微丝
1950年代，细胞骨架的主要组成部分——微丝被发现。
2
中间纤维的发现
1960年代，中间纤维作为细胞骨架的另一种组成部分被发现。3Fra bibliotek微管的发现
1970年代，微管作为细胞骨架的第三种组成部分被发现。
细胞骨架的临床应用
1 细胞骨架与癌症
癌细胞的细胞骨架异常，研究细胞骨架有助于癌症治疗的发展。
2 细胞骨架与药物研发
细胞骨架的研究为药物研发提供了新的靶点和策略。
3 细胞骨架与细胞再生
细胞骨架研究有助于理解细胞再生和组织修复的机制。
总结和展望
细胞骨架是细胞的基础结构之一，其功能和研究进展对于理解生命活动和疾病治疗具有重要意义。 未来的研究将继续深入，为细胞骨架的应用和药物研发提供更多可能性。
支撑和维持形态
细胞骨架使细胞能够保持特 定的形状和结构，并对外部 力量起到支撑作用。
细胞内分子定位
细胞骨架通过连接蛋白质和 细胞内器官，帮助分子在细 胞内进行动态定位。
细胞运动
细胞骨架参与细胞的运动和 肌肉的收缩。
细胞骨架与细胞运动的关系
细胞骨架是细胞内由蛋白质纤维组成的结构，起到维持细胞形态、细胞内分 子定位和细胞运动的重要作用。
什么是细胞骨架
细胞骨架是一种由蛋白质纤维组成的网状结构，分布于细胞内的胞质中。 • 三种细胞骨架组成：微丝、中间纤维和微管。 • 细胞骨架的组成决定了细胞的形态和结构。
细胞骨架的功能
细胞骨架在肌肉细胞中起到支撑 和收缩作用，实现肌肉的运动。
动态变化
细胞骨架结构能够动态改变，在 细胞的运动和形态变化中发挥关 键作用。
细胞骨架的研究进展
1
发现微丝
1950年代，细胞骨架的主要组成部分——微丝被发现。
2
中间纤维的发现
1960年代，中间纤维作为细胞骨架的另一种组成部分被发现。3Fra bibliotek微管的发现
1970年代，微管作为细胞骨架的第三种组成部分被发现。
细胞骨架的临床应用
1 细胞骨架与癌症
癌细胞的细胞骨架异常，研究细胞骨架有助于癌症治疗的发展。
2 细胞骨架与药物研发
细胞骨架的研究为药物研发提供了新的靶点和策略。
3 细胞骨架与细胞再生
细胞骨架研究有助于理解细胞再生和组织修复的机制。
总结和展望
细胞骨架是细胞的基础结构之一，其功能和研究进展对于理解生命活动和疾病治疗具有重要意义。 未来的研究将继续深入，为细胞骨架的应用和药物研发提供更多可能性。
支撑和维持形态
细胞骨架使细胞能够保持特 定的形状和结构，并对外部 力量起到支撑作用。
细胞内分子定位
细胞骨架通过连接蛋白质和 细胞内器官，帮助分子在细 胞内进行动态定位。
细胞运动
细胞骨架参与细胞的运动和 肌肉的收缩。
细胞骨架与细胞运动的关系
《医用细胞生物学》十一 细胞骨架 PPT课件
二、微管的化学组成：
微管蛋白 微管蛋白
异二聚体
Mg2＋促进 聚合
Ca2＋促进 解聚
2个GTP/GDP结 合位点。
秋水仙素、长春 碱等药物结合位 点。
微管结合蛋白（MAPs）:微管表面执行
特殊功能。
三、微管的类型
123
13
4
12
5
11
6
10 9
7 8
单管：
A
B
A
B
二联管：分布在鞭毛和 纤毛的杆状部。
促进微管装配： 紫杉醇、氧化氘（D2O）
五、微管的功能
1、维持细胞基本形态、构成胞内网状支架 2、参与细胞内物质运输 3、参与细胞器位置固定、移位与分布 4、是中心粒、鞭毛和纤毛的组成成分 5、分裂期形成纺锤体参与染色体运动，
调节细胞分裂 6、参与细胞内信号传导
维持细胞的形态
神经细胞中分布着许多纵向微管，使神 经细胞形成长长的突起（轴突）。
细胞质骨架
微管 微丝 中间丝
细胞质骨架分布
微丝主要分布在细 胞质膜的内侧。
微管主要分布在核 周围, 并呈放射状 向胞质四周扩散。
中间纤维分布在整 个细胞中。
荧光染色细胞骨架
微管（microtubule, MT）
一.微管(MT)的形态结构
中空的圆管状结构。
横断面上看：
由13根原纤维纵向围绕而成。
掌握:
1、细胞质骨架的组成 2、微管的组成、种类及在细胞中的作用
熟悉: 微管特异性药物
了解: 微管组织中心及微管的动态组装
细胞骨架
（cytoskeleton):
广泛存在于真核细胞中
真核细胞中由蛋白纤维 狭义：细胞质骨架 组成的纵横交错的网架 广义：细胞外基质 体系
第10章细胞骨架
第十章 细胞骨架
四、微管的动力学性质
第十章 细胞骨架
第 1、微管的动态不稳定性：
二
节
在间期细胞，大部分微管与中心体相连，呈辐射
微
状向细胞四周延伸。进入分裂期，细胞质微管几乎全
管 部解聚，而装配形成星微管和纺锤体微管。
及 其
2、微管的稳定性差异：
功
源于中心体的微管时刻处于动态平衡中，并对各
能
种理化因素和化学药物敏感；
第十章 细胞骨架
九、纺锤体与染色体运动 第 二 节 微 管 及 其 功 能
第十章 细胞骨架
中间丝概述
细胞质中间丝围绕细胞核
第
开始组装，参与形成细胞
三
连接
节 细胞核内构成核纤层，呈
中
正交网络形式紧贴内层核
间
膜分布
丝 结构稳定，抗高盐和非离
子去垢剂抽提
中间丝存在于大多数动物
细胞，但并非所有的真核
（四）细胞伪足的形成与迁移运动
（五）微绒毛
毛缘 蛋白
绒毛 蛋白
第十章 细胞骨架
（六）胞质分裂环
第十章 细胞骨架
第十章 细胞骨架
三、肌球蛋白：依赖于微丝的分子马达
第 一
属于肌动蛋白结合的分子
节 马达蛋白，趋向微丝的正
极。（VI型除外）
微 丝
目前研究分为18个家族
与
– Myosin I、II、V研究
维构成的中空管状结
功 能
构，直径22~25nm
微管是有极性的细胞
结构
第十章 细胞骨架
细胞内微管的类型 第 二 节
微 管 及 其 功 能
细胞质微管
鞭毛和纤毛轴心
第十章 细胞骨架
《细胞生物学》细胞骨架护理课件
基因敲除或敲低
通过基因敲除或敲低技术，可以研究特定基因对微管的影 响，进一步了解微管的生理功能和调节机制。
微丝护理
03
微丝的组成
微丝是由肌动蛋白（Actin）聚 合形成的纤维状结构，是细胞骨
架的重要组成部分。
微丝具有极性，一端为正极，另 一端为负极，通常正极位于细胞
膜表面。
微丝可以形成多种结构，如应力 纤维、薄片状结构等，参与细胞 形态维持、运动、分裂等活动。
蛋白质合成的质量和效率，同时对异常中间纤维蛋白进行质量控制和降
解。
05
细胞骨架护理的应
用
医学领域的应用
诊断疾病
细胞骨架的异常变化可以 作为疾病诊断的标志物， 如癌症、神经退行性疾病 等。
药物筛选
利用细胞骨架作为靶点， 筛选能够影响细胞骨架的 药物，为新药研发提供思 路。
疾病治疗
通过调控细胞骨架，可以 治疗一些与细胞骨架相关 的疾病，如癌症和神经退 行性疾病。
04
中间纤维的组成
01
中间纤维是由蛋白质组成的细长 纤维，具有高度有序的结构。
02
中间纤维由多个蛋白质亚基以螺 旋形或管状形式聚合而成，具有 不同的亚基排列方式和聚合度。
中间纤维的特性
中间纤维具有高度的稳定性和抗拉伸性，能够承受细胞内外 的机械压力。
中间纤维在细胞中起到重要的支撑作用，维持细胞的形态和 结构的完整性。
中间纤维护理的方法
01
保持适宜的细胞内环境
中间纤维的稳定性受到细胞内环境的影响，如pH、离子浓度等，因此
需要维持适宜的细胞内环境。
02
避免机械损伤
中间纤维在细胞中起到支撑作用，因此需要避免机械损伤，如避免细胞
受到过度拉伸或压缩。
通过基因敲除或敲低技术，可以研究特定基因对微管的影 响，进一步了解微管的生理功能和调节机制。
微丝护理
03
微丝的组成
微丝是由肌动蛋白（Actin）聚 合形成的纤维状结构，是细胞骨
架的重要组成部分。
微丝具有极性，一端为正极，另 一端为负极，通常正极位于细胞
膜表面。
微丝可以形成多种结构，如应力 纤维、薄片状结构等，参与细胞 形态维持、运动、分裂等活动。
蛋白质合成的质量和效率，同时对异常中间纤维蛋白进行质量控制和降
解。
05
细胞骨架护理的应
用
医学领域的应用
诊断疾病
细胞骨架的异常变化可以 作为疾病诊断的标志物， 如癌症、神经退行性疾病 等。
药物筛选
利用细胞骨架作为靶点， 筛选能够影响细胞骨架的 药物，为新药研发提供思 路。
疾病治疗
通过调控细胞骨架，可以 治疗一些与细胞骨架相关 的疾病，如癌症和神经退 行性疾病。
04
中间纤维的组成
01
中间纤维是由蛋白质组成的细长 纤维，具有高度有序的结构。
02
中间纤维由多个蛋白质亚基以螺 旋形或管状形式聚合而成，具有 不同的亚基排列方式和聚合度。
中间纤维的特性
中间纤维具有高度的稳定性和抗拉伸性，能够承受细胞内外 的机械压力。
中间纤维在细胞中起到重要的支撑作用，维持细胞的形态和 结构的完整性。
中间纤维护理的方法
01
保持适宜的细胞内环境
中间纤维的稳定性受到细胞内环境的影响，如pH、离子浓度等，因此
需要维持适宜的细胞内环境。
02
避免机械损伤
中间纤维在细胞中起到支撑作用，因此需要避免机械损伤，如避免细胞
受到过度拉伸或压缩。
细胞生物学-第10章-细胞骨架(翟中和第四版)课件PPT
2021/3/10
上皮细胞（红色：微 丝；绿色：微管）
作用：
•维持细胞一定的形状
•空间组织者
•物质运输
•细胞运动
•细胞收缩
3
•细胞骨架的发现过程
最初人们认为细胞质中无有形结构，但许多生命现象 ，如细胞运动、细胞形状的维持等，难以得到解释。
1928年，Klotzoff提出了细胞骨架的原始概念。
1954年，在电镜下首次看到了细胞中的微管，但在此 时，电镜制片还只能用锇酸或高锰酸钾在低温条件下来固 定，在这样的条件下细胞骨架常发生聚集现象，因而被破 坏。
蛋白单体 • 纤维状肌动蛋白（F-actin）：由
多个单体组装而成。 • 直径7 nm • 存在于所有真核细胞中
Neuronal growth cone photos © Schaefer, Kabir, and Forscher, 2002.
Originally published in The Journal of Cell Biology, 158: 139-152.
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编
细胞生物学（第4版）
第10章 细胞骨架
2021/3/10
1
“人”有一定的形态是由于 有骨骼系统作为支架。
细胞为什么能维持一定的形态？
细胞质：微丝 微管 中间丝
细胞核：核骨架
2021/3/10
2
细胞骨架(cytoskeleton): 是指真核细胞中由微管、 微丝和中间纤维等蛋白质 成分构成的一个复合的网 架系统。
中间纤维，又叫中间丝，粗细位 于微丝和肌球蛋白粗丝之间，普 遍存在于真核细胞中，是三种骨 架系统中结构最为复杂的一种
7
本章主要内容
微丝与细胞运动 微管及其功能 中间纤维 细胞骨架与疾病
上皮细胞（红色：微 丝；绿色：微管）
作用：
•维持细胞一定的形状
•空间组织者
•物质运输
•细胞运动
•细胞收缩
3
•细胞骨架的发现过程
最初人们认为细胞质中无有形结构，但许多生命现象 ，如细胞运动、细胞形状的维持等，难以得到解释。
1928年，Klotzoff提出了细胞骨架的原始概念。
1954年，在电镜下首次看到了细胞中的微管，但在此 时，电镜制片还只能用锇酸或高锰酸钾在低温条件下来固 定，在这样的条件下细胞骨架常发生聚集现象，因而被破 坏。
蛋白单体 • 纤维状肌动蛋白（F-actin）：由
多个单体组装而成。 • 直径7 nm • 存在于所有真核细胞中
Neuronal growth cone photos © Schaefer, Kabir, and Forscher, 2002.
Originally published in The Journal of Cell Biology, 158: 139-152.
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编
细胞生物学（第4版）
第10章 细胞骨架
2021/3/10
1
“人”有一定的形态是由于 有骨骼系统作为支架。
细胞为什么能维持一定的形态？
细胞质：微丝 微管 中间丝
细胞核：核骨架
2021/3/10
2
细胞骨架(cytoskeleton): 是指真核细胞中由微管、 微丝和中间纤维等蛋白质 成分构成的一个复合的网 架系统。
中间纤维，又叫中间丝，粗细位 于微丝和肌球蛋白粗丝之间，普 遍存在于真核细胞中，是三种骨 架系统中结构最为复杂的一种
7
本章主要内容
微丝与细胞运动 微管及其功能 中间纤维 细胞骨架与疾病
细胞生物学10 细胞骨架ppt
微管——形态、结构与组成
微管可装配成单管、二联管(纤毛和鞭毛中)、三联管(中 心粒和基体中)，在细胞中呈网状或束状分布，并能与其 他蛋白共同装配成纺锤体、基粒、中心粒、鞭毛、纤 毛、轴突、神经管等结构，
参与细胞形态的维持、 细胞运动和细胞分裂
微管存在于所有真核 细胞中(极少数例外， 如红细胞)，而所有原 核细胞中都没有微管
连接成束或成网的程度
微丝——特异性药物
细胞松弛素(cytochalasins)，可以切断微丝，
并结合在微丝正极阻抑肌动蛋白聚合，破坏微 丝的三维网络，但不明显导致微丝解聚 鬼笔环肽(philloidin)与微丝侧面结合，防止 MF解聚
微丝的特异性药物
(1) 细胞松弛素(cytochalasins)
动态结构的微丝：在多数非肌肉细胞中，微丝是 一种动态结构，持续进行装配和解聚，与细胞形 态维持及细胞运动有关。
微绒毛 胞质分 裂环
永久性结构
暂时性结构
• MF动态变化与细胞生理功能变化相适应
• 在体内，有些微丝是永久性的结构，如肌肉中的细丝、肠 上皮细胞微绒毛中的轴心微丝等；
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 有些微丝是暂时性的结构，如胞质分裂环中的微丝
微丝的装配
“-”极 “+”极
G-肌动蛋白
F-肌动蛋白(微丝)的右手螺旋结构
“+”极 肌动蛋白 单 体
“-”极
微丝装配的踏车现象
微丝——装配
体内装配时，MF呈现出动态不稳定性，主
要取决于纤维形肌动蛋白 (F-actin)结合的
ATP水解速度与游离的球形肌动蛋白(G-
actin) 单体浓度之间的关系，还有微丝横向
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微丝结合蛋白
整个骨架系统结构和功能在很大程度上受到 不同的细胞骨架结合蛋白的调节。
◆ actin单体结合蛋白 这些小分子蛋白与actin单体结合，阻止其添加到
微丝末端，当细胞需要单体时才释放，主要用于actin 装配的调节，如proflin等。 ◆微丝结合蛋白 ◆微丝结合蛋白将微丝组织成以下三种主要形式：
成分
●肌动蛋白(actin)是微丝的结构成分,外 观呈哑铃状, 这种actin又叫G-actin，将 G-actin形成的微丝又称为F-actin。
装配
◆MF是由G-actin单体形成的多聚体，肌动蛋白单体具有极性, 装配时呈头尾相接, 故微丝具有极性，既正极与负极之别。 ◆体外实验表明，MF正极与负极都能生长，生长快的一端为正 极，慢的一端为负极；去装配时，负极比正极快。由于G-actin 在正极端装配，负极去装配，从而表现为踏车行为。 ◆体内装配时，MF呈现出动态不稳定性，主要取决于F-actin结 合的ATP水解速度与游离的G-actin单体浓度之间的关系。
装配
◆装配方式 ◆所有的微管都有确定的极性 ◆微管装配是一个动态不稳定过程
α-微管蛋白和β-微管蛋白形成αβ二聚 体,αβ二聚体先形成环状核心(ring),经过侧面 增加二聚体而扩展为螺旋带,αβ二聚体平行于 长轴重复排列形成原纤维(protofilament)。当螺 旋带加宽至13根原纤维时,即合拢形成一段微管。
◆维持细胞形态，赋予质膜机械强度 ◆细胞运动 ◆微绒毛(microvillus) ◆应力纤维(stress fiber) ◆参与胞质分裂 ◆肌肉收缩(muscle contraction)
微丝遍及胞质各处，集中分布于质膜 下，和其结合蛋白形成网络结构，维持细 胞形状和赋予质膜机械强度，如哺乳地位 红细胞膜骨架的作用。
②原肌球蛋白(tropomyosin, Tm)由两条平行的多肽链形成α-螺旋构型,位于 肌动蛋白螺旋沟内,结合于细丝, 调节肌动蛋白与肌球蛋白头部的结合。
③肌钙蛋白 (Troponin, Tn)为复合物，包括一个Ca2+敏感性蛋白(troponinC,TnC),能特异与Ca2+结合。
由神经冲动诱发的肌肉收缩基本过程
·微管装配的动力学不稳定性是指微管装配 生长与快速去装配的一个交替变换的现象
·动力学不稳定性产生的原因： 微管两端具GTP帽(取决于微管蛋白浓度),微 管将继续组装,反之,无GDP帽则解聚。
微管特异性药物
◆秋水仙素(colchicine) 阻断微管蛋 白组装成微管，可破坏纺锤体结构。
◆紫杉酚(taxol)能促进微管的装配, 并使已形成的微管稳定。
◆ MF动态变化与细胞生理功能变化相适应。在体内, 有些微丝是 永久性的结构, 有些微丝是暂时性的结构。
微丝特异性药物
◆细胞松弛素(cytochalasins)：可以切断微丝,并结合 在微丝正极阻抑肌动蛋白聚合,因而导致微丝解聚。
◆鬼笔环肽(philloidin)：与微丝侧面结合,防止MF解聚。
◆影响微丝装配动态性的药物对细胞都有毒害，说明 微丝功能的发挥依赖于微丝与肌动蛋白单体库间的动 态平衡。这种动态平衡受actin单体浓度和微丝结合蛋 白的影响。
细胞运动
成纤维细胞爬行与微丝装配和解聚相关
微绒毛(microvillus)
是肠上皮细胞的指状突起，用以增 加肠上皮细胞表面积，以利于营养的快 速吸收。
细胞贴壁与粘着斑的形成相关，在形 成粘合斑的质膜下，微丝紧密排列成束， 形成应力纤维,具有收缩功能。
收缩环由大量反向平行排列的微丝组
成，其收缩机制是肌动蛋白和肌球蛋白 相对滑动。
◆为行使正常的微管功能,微管动力学 不稳定性是其功能正常发挥的基础。
微管组织中心(MTOC)
◆概念： ◆常见微管组织中心 ◆中心体(centrosome) ◆基体(basal body)
微管在生理状态或实验处理解聚
后重新装配的发生处称为微管组织中心 (microtubule organizing center, MTOC)。
肌肉收缩(muscle contraction)
肌肉可看作一种特别富含细胞骨架的效力非常高 的能量转换器，它直接将化学能转变为机械能。
◆肌肉的细微结构(以骨骼肌为例) ◆肌小节的组成 ◆肌肉收缩系统中的有关蛋白 ◆肌肉收缩的滑动模型 ◆由神经冲动诱发的肌肉收缩基本过程
肌肉收缩系统中的有关蛋白
①肌球蛋白(myosin)—所有actin-dependent motor proteins都属于 该家族，其头部具ATP酶活力,沿微丝从负极到正极进行运动。 ·Myosin Ⅱ 主要分布于肌细胞，有两个球形头部结构域(具有ATPase活性)和尾部 链,多个Myosin尾部相互缠绕，形成myosin filament,即粗肌丝。
·Parallel bundle: MF同向平行排列，主要发 现于微绒毛与丝状伪足。 ·Contractile bundle: MF反向平行排列，主要 发现于应力纤维和有丝分裂收缩环。 ·Gel-like network: 细胞皮层(cell cortex)中微丝 排列形式，MF相互交错排列。
微丝功能
第十章细胞骨架细 胞生物学全套幻灯
片
优选第十章细胞骨架细胞生物 学全套
第二节 细胞核骨架
●核基质(Nuclear Matrix) ●染色体骨架 ●核纤层(Nuclear Lamina )
一、微丝(microfilament, MF)
又称肌动蛋白纤维(actin filament), 是指真核 细胞中由肌动蛋白(actin)组成、直径为7nm的骨架纤维。 ●成分 ●装配 ●微丝特异性药物 ●微丝结合蛋白 ●微丝功能 ●肌肉收缩(muscle contraction)
·动作电位的产生 ·Ca2+的释放 ·原肌球蛋白位移 ·肌动蛋白丝与肌球蛋白丝的相对滑动 ·Ca2+的回收
二．微 管（Microtubules）
●微管结构与组成 ●装配 ●微管特异性药物 ●微管组织中心(MTOC) ●微管结合蛋白(MAP) ●微管功能
微管结构与组成
微管可装配成单管,二联管(纤毛和 鞭毛中),三联管(中心粒和基体中)。