●植物细胞壁的功能 ◆增加细胞强度,提供支持功能 ◆信息储存库的功能:产生多种寡糖 素作为信号物质,或抵抗病、虫害, 或作为细胞生长和发育的信号物质。 细胞外基质( extracellularmatrix ◆结构组成 指分布于细胞外空间,由细胞分泌的蛋白和多糖所构成的网络结构 ◆主要功能 ◇构成支持细胞的框架,负责组织的构建 ◆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、生长、分裂 分化和凋亡起重要的调控作用。 ◇胞外基质的信号功能 细胞外被 (cell coat)又称糖萼( glycocalyx) ◆结构组成 指细胞质膜外表面覆盖的一层粘多糖物质,实际指细胞表面与 质膜中的蛋白或脂类分子共价结合的寡糖链 ◆功能 不仅对膜蛋白起保护作用,而且在细胞识别中起重要作用。 真核细胞的细胞外结构( extracellular structures) 常见的胶原类型及其在组织中的分布 ◆胶原是细胞外基质中最主要的水不溶性纤维蛋白 ◆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 胶原及其分子结构 ◆胶原纤维的基本结构单位是原胶原; 原胶原是由三条肽链盘绕成的三股螺旋结构 ◆原胶原肽链具有Gly-xy重复序列,对胶原纤
植物细胞壁的功能 ◆增加细胞强度，提供支持功能； ◆信息储存库的功能：产生多种寡糖 素作为信号物质，或抵抗病、虫害， 或作为细胞生长和发育的信号物质。 细胞外基质(extracellular matrix) ◆结构组成： 指分布于细胞外空间, 由细胞分泌的蛋白和多糖所构成的网络结构 ◆主要功能： 构成支持细胞的框架，负责组织的构建； 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、生长、分裂、 分化和凋亡起重要的调控作用。 胞外基质的信号功能 细胞外被(cell coat)又称糖萼(glycocalyx) ◆结构组成： 指细胞质膜外表面覆盖的一层粘多糖物质，实际指细胞表面与 质膜中的蛋白或脂类分子共价结合的寡糖链。 ◆功能： 不仅对膜蛋白起保护作用,而且在细胞识别中起重要作用。 真核细胞的细胞外结构（extracellular structures） 常见的胶原类型及其在组织中的分布 ◆胶原是细胞外基质中最主要的水不溶性纤维蛋白； ◆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。 胶原及其分子结构 ◆胶原纤维的基本结构单位是原胶原； ◆原胶原是由三条肽链盘绕成的三股螺旋结构； ◆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 ◆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。 胶原的合成与加工 ◆前体α肽链在粗面内质网合成,并形成前原胶原( preprocollagen); ◇前原胶原( preprocollagen)是原胶原的前体 和分泌形式, ◇在粗面内质网合成、加工与组装, 经高尔基体分泌; ◆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-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( collagen fibril 和胶原纤维( collagen fiber) 胶原的功能 ◆胶原在胞外基质中含量最高刚性及抗张力强度最 大构成细胞外基质的骨架结构细胞外基质中的其 它组分通过与胶原结合形成结构与功能的复合体 ◆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。 氨基聚糖 ◆氨基聚糖是由重复的二糖单位构成的长链多糖 糖单位之一是氨基己糖 回,(氨基葡萄糖或氨基半乳糖)+糖醛酸, 氨基聚糖:透明质酸、4-硫酸软骨素、6-硫酸软骨素、 硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、肝素和硫酸角质素等 ◆透明质酸( hyaluronic acid)及其生物学功能 ◇透明质酸是增殖细胞和迁移细胞的胞外基质主要成 分,也是蛋白聚糖的主要结构组分 ◇透明质酸在结缔组织中起强化、弹性和润滑作用 ◇透明质酸使细胞保持彼此分离,使细胞易于运动迁 移和增殖并阻止细胞分化 蛋白聚糖 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 蛋白聚糖由氨基聚糖与核心蛋白( core protein)的丝氨酸残
维的高级结构的形成是重要的； ◆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。 胶原的合成与加工 ◆前体肽链在粗面内质网合成，并形成前原胶原 (preprocollagen)； 前原胶原(preprocollagen)是原胶原的前体 和分泌形式， 在粗面内质网合成、加工与组装， 经高尔基体分泌； ◆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-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（collagen fibril） 和胶原纤维（collagen fiber）。 胶原的功能 ◆胶原在胞外基质中含量最高,刚性及抗张力强度最 大,构成细胞外基质的骨架结构,细胞外基质中的其 它组分通过与胶原结合形成结构与功能的复合体 ◆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。 氨基聚糖 ◆氨基聚糖是由重复的二糖单位构成的长链多糖 二糖单位之一是氨基己糖 (氨基葡萄糖或氨基半乳糖) + 糖醛酸; 氨基聚糖: 透明质酸、4-硫酸软骨素、6-硫酸软骨素、 硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、肝素和硫酸角质素等。 ◆透明质酸(hyaluronic acid)及其生物学功能 透明质酸是增殖细胞和迁移细胞的胞外基质主要成 分,也是蛋白聚糖的主要结构组分 透明质酸在结缔组织中起强化、弹性和润滑作用 透明质酸使细胞保持彼此分离,使细胞易于运动迁 移和增殖并阻止细胞分化 蛋白聚糖 ◆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 ◆蛋白聚糖由氨基聚糖与核心蛋白(core protein)的丝氨酸残
基共价连接形成的巨分子 ◆若干蛋白聚糖单体借连接蛋白以非共价键与透明质酸结合 形成多聚体 ◆蛋白聚糖的特性与功能 ◇显著特点是多态性:不同的核心蛋白,不同的氨基聚糖 ◆软骨中的蛋白聚糖是最大巨分子之一,赋予软骨以凝 胶样特性和抗变形能力 ◇蛋白聚糖可视为细胞外的激素富集与储存库,可与多 种生长因子结合,完成信号的传导。 层粘连蛋白( laminin) ◆层粘连蛋白是高分子糖蛋白(820KD),动物胚胎 及成体组织的基膜的主要结构组分之一; ◆层粘连蛋白的结构由一条重链和两条轻链构成 ◇细胞通过层粘连蛋白锚定于基膜上 ◇层粘连蛋白中至少存在两个不同的受体结合部位: 与Ⅳ型胶原的结合部位 与细胞质膜上的整合素结合的 Arg-Gly-Asp(R-G-D)序列 ◆层粘连蛋白在胚胎发育及组织分化中具有重要作用 层粘连蛋白也与肿瘤细胞的转移有关。 纤粘连蛋白( fibronectin) ◆纤粘连蛋白是高分子量糖蛋白(220-250KD) ◆纤粘连蛋白分型: ◆纤粘连蛋白的主要功能 ◆介导细胞粘着,进而调节细胞的形状和细胞骨 架的组织促进细胞铺展; ◇在胚胎发生过程中纤粘连蛋白对于许多类型细 胞的迁移和分化是必须的 ◆在创伤修复中,纤粘连蛋白促进巨噬细胞和其它 免疫细胞迁移到受损部位 ◆在血凝块形成中纤粘连蛋白促进血小板附着于 血管受损部位。 ◇血浆纤粘连蛋白是二聚体,由两条相似的A链及 链组成整个分子呈V形 ◇细胞纤粘连蛋白是多聚体 ◆纤粘连蛋白不同的亚单位为同一基因的表达产
基共价连接形成的巨分子 ◆若干蛋白聚糖单体借连接蛋白以非共价键与透明质酸结合 形成多聚体 ◆蛋白聚糖的特性与功能 显著特点是多态性：不同的核心蛋白, 不同的氨基聚糖； 软骨中的蛋白聚糖是最大巨分子之一, 赋予软骨以凝 胶样特性和抗变形能力； 蛋白聚糖可视为细胞外的激素富集与储存库，可与多 种生长因子结合，完成信号的传导。 层粘连蛋白(laminin) ◆层粘连蛋白是高分子糖蛋白（820KD）,动物胚胎 及成体组织的基膜的主要结构组分之一； ◆层粘连蛋白的结构由一条重链和两条轻链构成 细胞通过层粘连蛋白锚定于基膜上； 层粘连蛋白中至少存在两个不同的受体结合部位： 与Ⅳ型胶原的结合部位； 与细胞质膜上的整合素结合的 Arg-Gly-Asp(R-G-D)序列。 ◆层粘连蛋白在胚胎发育及组织分化中具有重要作用； 层粘连蛋白也与肿瘤细胞的转移有关。 纤粘连蛋白(fibronectin) ◆纤粘连蛋白是高分子量糖蛋白（220-250KD） ◆纤粘连蛋白分型： ◆纤粘连蛋白的主要功能： 介导细胞粘着，进而调节细胞的形状和细胞骨 架的组织,促进细胞铺展； 在胚胎发生过程中,纤粘连蛋白对于许多类型细 胞的迁移和分化是必须的； 在创伤修复中,纤粘连蛋白促进巨噬细胞和其它 免疫细胞迁移到受损部位； 在血凝块形成中,纤粘连蛋白促进血小板附着于 血管受损部位。 血浆纤粘连蛋白是二聚体,由两条相似的A链及 链组成,整个分子呈V形。 细胞纤粘连蛋白是多聚体。 纤粘连蛋白不同的亚单位为同一基因的表达产
物,每个亚单位由数个结构域构成,RGD三肽 序列是为细胞识别的最小结构单位 ◇纤粘连蛋白的膜蛋白受体为整合素家族成员之 在其细胞外功能区有与RGD高亲和性结合部位 植物细胞壁的组成 ◆纤维素分子→纤维素微原纤维( microfibril) ◆为细胞壁提供了抗张强度 ◆半纤维素( hemicellulose):木糖、半乳糖和葡萄糖 等组成的高度分支的多糖 ◇介导微原纤维连接彼此连接或介导微原纤维与其 它基质成分(果胶质)连接 ◆果胶质( pectin):含有大量携带负电荷的糖,结合 Ca2+等阳离子,被高度水化形成凝胶 ◆果胶质与半纤维素横向连接,参与细胞壁复杂网架的形成 ◆伸展蛋白( extensin):糖蛋白,在初生壁中含量可多达15%, 糖的总量约占65% ◆木质素( lignin):由酚残基形成的水不溶性多聚体。 ◆参与次生壁形成并以共价键与细胞壁多糖交联,大大增 加了细胞壁的强度与抗降解 第五章物质的跨膜运输与信号传递 ●物质的跨膜运输 细胞通讯与信号传递 第一节物质的跨膜运输 ●被动运输( passive transport) ●主动运输( active transport) ●胞吞作用( endocytosis)与胞吐作用( exocytosis) 第二节细胞通讯与信号传递 ●细胞通讯与细胞识别 ●细胞的信号分子与受体 ●通过细胞内受体介导的信号传递 ●通过细胞表面受体介导的信号跨膜传递
物, 每个亚单位由数个结构域构成，RGD三肽 序列是为细胞识别的最小结构单位 纤粘连蛋白的膜蛋白受体为整合素家族成员之 一,在其细胞外功能区有与RGD高亲和性结合部位。 植物细胞壁的组成 ◆纤维素分子纤维素微原纤维（microfibril）, 为细胞壁提供了抗张强度 ◆半纤维素（hemicellulose）: 木糖、半乳糖和葡萄糖 等组成的高度分支的多糖 介导微原纤维连接彼此连接或介导微原纤维与其 它基质成分（果胶质）连接 ◆果胶质（pectin）：含有大量携带负电荷的糖，结合 Ca2+等阳离子,被高度水化形成凝胶 果胶质与半纤维素横向连接,参与细胞壁复杂网架的形成。 ◆伸展蛋白(extensin)：糖蛋白,在初生壁中含量可多达15％， 糖的总量约占65％。 ◆木质素(lignin)：由酚残基形成的水不溶性多聚体。 参与次生壁形成,并以共价键与细胞壁多糖交联,大大增 加了细胞壁的强度与抗降解 第五章 物质的跨膜运输与信号传递 物质的跨膜运输 细胞通讯与信号传递 第一节 物质的跨膜运输 ●被动运输（passive transport） ●主动运输（active transport） ●胞吞作用（endocytosis）与胞吐作用（exocytosis） 第二节 细胞通讯与信号传递 ●细胞通讯与细胞识别 ●细胞的信号分子与受体 ●通过细胞内受体介导的信号传递 ●通过细胞表面受体介导的信号跨膜传递
●由细胞表面整合蛋白介导的信号传递 ●细胞信号传递的基本特征与蛋白激酶的网络整合信息 被动运输( passive transport ◆特点:运输方向、跨膜动力、能量消耗、膜转运蛋白 ◆类型:简单扩散( simple diffusion)、协助扩散( facilitated diffusion) ◆膜转运蛋白 ◆载体蛋白( carrier proteins)—通透酶( permease)性质 介导被动运输与主动运输 ◆通道蛋白( channel proteins)——具有离子选择性,转运速率高 离子通道是门控的:只介导被动运输 类型:电压门通道( voltage-gated channel) 配体门通道( ligand- gated channel) 压力激活通道( stress- activated channel) 主动运输( active transport) ●特点:运输方向、能量消耗、膜转运蛋白 被动与主动运输的比较 ●类型:三种基本类型 ◆由ATP直接提供能量的主动运输 ◆钠钾泵(结构与机制) ◆钙泵(Ca2-ATP酶) ◆质子泵:P型质子泵、V-型质子泵、H+-ATP酶 ◆协同运输( cotransport) 由Na+K+泵(或H+泵)与载体蛋白协同作用 靠间接消耗ATP所完成的主动运输方式 ◆物质的跨膜转运与膜电位 胞吞作用( endocytosis 与胞吐作用( exocytosis 作用:完成大分子与颗粒性物质的跨膜 运输,又称膜泡运输或批量运输 ( bulk transport)。属于主动运输。 ●胞吞作用 ●胞吐作用 胞吐作用 ●组成型的外排途径( constitutive exocytosis pathway) 所有真核细胞 连续分泌过程 用于质膜更新(膜脂、膜蛋白、胞外基质组分、营养或信号分子) default pathway:除某些有特殊标志的駐留蛋白和调节型分泌泡外 其余蛋白的转运途径:粗面内质网→高尔基体→分泌泡→细胞表面 ●调节型外排途径( regulated exocytosis pathway) 特化的分泌细胞
●由细胞表面整合蛋白介导的信号传递 ●细胞信号传递的基本特征与蛋白激酶的网络整合信息 被动运输（passive transport） ◆特点：运输方向、跨膜动力、能量消耗、膜转运蛋白 ◆类型：简单扩散（simple diffusion）、协助扩散（facilitated diffusion） ◆膜转运蛋白： 载体蛋白（carrier proteins）——通透酶（permease）性质； 介导被动运输与主动运输。 通道蛋白（channel proteins）——具有离子选择性，转运速率高； 离子通道是门控的；只介导被动运输 类型： 电压门通道（voltage-gated channel） 配体门通道（ligand-gated channel） 压力激活通道（stress-activated channel） 主动运输（active transport） ●特点：运输方向、能量消耗、膜转运蛋白 被动与主动运输的比较 ●类型：三种基本类型 ◆由ATP直接提供能量的主动运输— 钠钾泵 （结构与机制） 钙泵（Ca2+ -ATP酶） 质子泵：P-型质子泵、V-型质子泵、H+ -ATP酶 ◆协同运输（cotransport） 由Na+ -K+泵（或H+ -泵）与载体蛋白协同作用， 靠间接消耗ATP所完成的主动运输方式 ◆物质的跨膜转运与膜电位 胞吞作用（endocytosis） 与胞吐作用（exocytosis） 作用：完成大分子与颗粒性物质的跨膜 运输，又称膜泡运输或批量运输 （bulk transport）。属于主动运输。 ●胞吞作用 ●胞吐作用 胞吐作用 ● 组成型的外排途径（constitutive exocytosis pathway） 所有真核细胞 连续分泌过程 用于质膜更新（膜脂、膜蛋白、胞外基质组分、营养或信号分子） default pathway：除某些有特殊标志的駐留蛋白和调节型分泌泡外， 其余蛋白的转运途径：粗面内质网→高尔基体→分泌泡→细胞表面 ●调节型外排途径（regulated exocytosis pathway） 特化的分泌细胞