(a)Assembly(elongation)(b)Disassembly(shrinkage)Frayed ends（一段一段地掉）微管是一种不断更新、多变的细胞器，能自行聚合（装配）和解聚（分解）微管的动态不稳定性依赖于微管末端β-微管蛋白上GTP的有无：当体系中a/β-微管蛋白浓度大于临界浓度时，微管末端新的微管蛋白加入的速度大于GP水解的速度，未端的β-微管蛋白上带有GTP，组装快于解聚：反之，则发生原纤丝弯曲，微管的末端倾向于解聚。微管去稳定蛋白（stathmin）：去磷酸化的stathmin结合一对a/β-微管蛋白，降低a/β微管蛋白的有效浓度，促进解聚：磷酸化的stathmin则失去与微管蛋白结合的活性，提高a/β-微管蛋白的有效浓度，促进组装。细胞可以通过调节局部stathmin的磷酸化状态来调控微管的组装与分布。实际上，微管的快速组装与去组装行为对于微管行使其功能极为重要：但有些微管与某些蛋白质或细胞结构结合而保持相对稳定5
5 (一段一段地掉) 微管是一种不断更新、多变的细胞器，能自行聚合（装配）和解聚（分解） 微管的动态不稳定性依赖于微管末端β-微管蛋白上 GTP 的有无：当体系中α/β-微管蛋 白浓度大于临界浓度时，微管末端新的微管蛋白加入的速度大于 GTP 水解的速度，末端 的β-微管蛋白上带有 GTP，组装快于解聚；反之，则发生原纤丝弯曲，微管的末端倾向 于解聚。 微管去稳定蛋白（stathmin）：去磷酸化的 stathmin 结合一对α/β-微管蛋白，降低α/β -微管蛋白的有效浓度，促进解聚；磷酸化的 stathmin 则失去与微管蛋白结合的活性，提 高α/β-微管蛋白的有效浓度，促进组装。细胞可以通过调节局部 stathmin 的磷酸化状 态来调控微管的组装与分布。 实际上，微管的快速组装与去组装行为对于微管行使其功能极为重要；但有些微管与某 些蛋白质或细胞结构结合而保持相对稳定
10um125$307$时闻0669s（在注射了罗丹明标记的微管蛋白的蝶螈肺上皮细胞内，细胞边缘的微管的动态不稳定性）2、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。Tubulin withTubulin withboundGDPbound GTp()(+)PreexistingmicrotubuleAddition ofGTP-boundtubulinGTPcapHighconcentrationLowconcentrationof GTP-boundofGTP-boundfree tubulinfree tubulin00000066StableUnstableGDPcap(Catastrophe: accidental loss of GTPcap; Rescue: regain of GTP cap)微管的特性（properties）微管对某些外界因子敏感首先低温、静水压和高钙可促进微管分解。此外，每一异二聚体上有秋水仙素和长春花碱等的结合位点，一且结合则阻止微管聚合，并引起原有微管解聚。所以秋水仙素是微管的专一性抑制剂，常用作细胞分裂的阻断剂。秋水仙素（colchicine)：结合到未聚合的微管蛋白二聚体上，阻断微管蛋白组装成微管，可破坏纺锤体结构（抑制细胞的有丝分裂）。长春花碱具有类似的功能。6
6 （在注射了罗丹明标记的微管蛋白的蝾螈肺上皮细胞内，细胞边缘的微管的动态不稳定性） 2、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。 (Catastrophe: accidental loss of GTP cap; Rescue: regain of GTP cap) 三 微管的特性（properties） 微管对某些外界因子敏感 首先低温、静水压和高钙可促进微管分解。此外，每一异二聚 体上有秋水仙素和长春花碱等的结合位点，一旦结合则阻止微管聚合，并引起原有微管解 聚。所以秋水仙素是微管的专一性抑制剂，常用作细胞分裂的阻断剂。 秋水仙素(colchicine)： 结合到未聚合的微管蛋白二聚体上，阻断微管蛋白组装成微管，可 破坏纺锤体结构（抑制细胞的有丝分裂）。长春花碱具有类似的功能
秋水仙素，一种生物碱，因最初从百合科植物秋水仙中提取出来，故名，也称秋水仙碱。纯秋水仙素呈黄色针状结晶，熔点157℃。易溶于水、乙醇和氯仿。味苦，有毒。秋水仙素能抑制有丝分裂，破坏纺锤体，使染色体停滞在分裂中期。这种由秋水仙素引起的不正常分裂，称为秋水仙素有丝分裂。在这样的有丝分裂中，染色体虽然纵裂，但细胞不分裂，不能形成两个子细胞，因而使染色体加倍。自1937年美国学者布莱克斯利（A.FBlakeslee）等，用秋水仙素加倍曼陀罗等植物的染色体数获得成功以后，秋水仙素就被广泛应用于细胞学、遗传学的研究和植物育种紫杉醇，重水（D2O），二者可促进微管装配，增加其稳定性。紫杉醇(taxol)：能促进微管的装配,并使已形成的微管稳定。它只结合到聚合的微管上，不与未聚合的微管蛋白三聚体反应。（作为抗肿瘤的药物，抑制肿瘤细胞的分裂）同位素示踪表明，紫杉醇只结合到聚合的微管上，不与未聚合的微管蛋白二聚体反应。细胞接触紫杉醇后会在细胞内积累大量的微管，这微管的积累干扰，细胞的各种功能特别是使细胞分裂停止于有丝分裂期，阻断了细胞的正常分裂。通过Ⅱ-Ⅲ临床研究，紫杉醇主要适用于卵巢癌和乳腺癌，对肺癌、大肠癌、黑色素瘤、头颈部癌、淋巴瘤、脑瘤也都有一定疗效。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。Table16-2DrugsThatAffect ActinFilaments and MicrotubulesACTIN-SPECIFICDRUGSPhalloidinbindsandstabilizesfilamentsCytochalasincapsfilamentplusendsSwinholideseversfilamentsLatrunculinbindssubunitsandpreventstheirpolymerizationMICROTUBULE-SPECIFICDRUGSTaxolbindsandstabilizesmicrotubulesColchicine,colcemidbindssubunitsandpreventstheirpolymerizationVinblastine,vincristinebindssubunitsandpreventstheirpolymerizationNocodazolebindssubunits andpreventstheirpolymerization四微管组织中心(MTOC)()概念：微管组织中心(microtubuleorganizingcenter，MTOC)：在活细胞内，能够起始微管的成核，并使之延伸的细胞结构（微管在生理状态或实验处理解聚后重新装配的发生处）。如中心体、轴突、基体和其它特殊的部位（核膜外表面、细胞的两极、高尔基体的反面膜7
7 秋水仙素，一种生物碱，因最初从百合科植物秋水仙中提取出来，故名,也称秋水仙碱。 纯秋水仙素呈黄色针状结晶，熔点 157℃。易溶于水、乙醇和氯仿。味苦，有毒。秋水 仙素能抑制有丝分裂，破坏纺锤体，使染色体停滞在分裂中期。这种由秋水仙素引起的 不正常分裂，称为秋水仙素有丝分裂。在这样的有丝分裂中，染色体虽然纵裂，但细胞 不分裂，不能形成两个子细胞，因而使染色体加倍。自 1937 年美国学者布莱克斯利 （A.F.Blakeslee）等，用秋水仙素加倍曼陀罗等植物的染色体数获得成功以后，秋水仙素 就被广泛应用于细胞学、遗传学的研究和植物育种 紫杉醇，重水（D2O），二者可促进微管装配，增加其稳定性。 紫杉醇(taxol)：能促进微管的装配,并使已形成的微管稳定。它只结合到聚合的微管上，不 与未聚合的微管蛋白二聚体反应。（作为抗肿瘤的药物，抑制肿瘤细胞的分裂） 同位素示踪表明， 紫杉醇只结合到聚合的微管上， 不与未聚合的微管蛋白二聚体反应。 细胞接触紫杉醇后会在细胞内积累大量的微管，这些微管的积累干扰了细胞的各种功能， 特别是使细胞分裂停止于有丝分裂期，阻断了细胞的正常分裂。 通过Ⅱ-Ⅲ临床研究，紫 杉醇主要适用于卵巢癌和乳腺癌，对肺癌、大肠癌、黑色素瘤、头颈部癌、淋巴瘤、脑瘤 也都有一定疗效。 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。 四 微管组织中心(MTOC) ㈠概念:微管组织中心(microtubule organizing center, MTOC)：在活细胞内，能够起始微管 的成核，并使之延伸的细胞结构（微管在生理状态或实验处理解聚后重新装配的发生处）。 如中心体、轴突、基体和其它特殊的部位（核膜外表面、细胞的两极、高尔基体的反面膜
囊区和新断的微管）等。MTOC的主要作用是帮助大多数细胞质微管装配过程中的成核反应。MTOC决定微管的极性，负极指向MTOC，正极背向MTOC。（)常见微管组织中心间期细胞(interphase(MTOC：→中心体（centrosome）（动态微管）分裂细胞（dividingcells)MTOC：>有丝分裂纺锤体（mitoticspindle)（动态微管）鞭毛纤毛细胞(ciliatedcell)MTOC：→基体(basalbody)(永久性结构)(a)(c)(e)DendriteCentrosomeMTOCAxonCell body(b)(d)(f)Basal bodySpindlepolesFigure 18-5MuellgyitC2008 W.H.Freeman and Company8
8 囊区和新断的微管）等。 MTOC 的主要作用是帮助大多数细胞质微管装配过程中的成核反应。MTOC 决定微管的 极性，负极指向 MTOC，正极背向 MTOC。 ㈡常见微管组织中心 间期细胞(interphase(MTOC：➔ 中心体（centrosome）(动态微管) 分裂细胞(dividing cells)MTOC：➔有丝分裂纺锤体(mitotic spindle)(动态微管) 鞭毛纤毛细胞(ciliated cell)MTOC：➔基体(basal body)(永久性结构)
Mitotic animal cellChromosomeMTOCCentrioleSpindle microtubulesInterphaseanimalcellBasal bodyFlagellumorciliumNucleusCentrioleMTOC（鞭毛或纤毛的基体：centriole中心粒）
9 (鞭毛或纤毛的基体；centriole 中心粒)