1、第二章 结构蛋白,胶原 细胞粘附分子 整联蛋白（细胞粘附分子）,蛋白质具有多种不同的生物功能，其中一种是 结构功能。如动物的角、键、韧带、骨等，其 主要成分都是结构蛋白质；还可以与多糖和矿 物结合获得各式各样的结构功能，如使骨骼或 皮肤、叶脉等具有特定的柔性或刚度。,分类：胶原、丝心蛋白、角蛋白、弹性蛋白、 肌球与肌动蛋白、整联蛋白。,第一节 胶原(collagen),哺乳动物身上所有蛋白质中约30%是胶原蛋白。胶 原是皮肤、骨、键、软骨、血管和牙齿的主要纤维成 分，也是细胞骨架的重要成分；对发育中组织有定向 作用；胶原的独特性质是能形成高强度的不溶性纤维。,胶原：是细胞外基质中的框架结构成分
2、。,胶原(collagen),由成纤维细胞、成骨细胞、软骨细胞、某些上皮细胞合成并分泌。 到目前至少发现19种，其中、型胶原为有横纹形胶原。型胶原形成二维网络，是基膜的主要成分及支架。,胶原(collagen),1、分子结构（以型胶原为例）基本单位：由三条相同或不同的肽链形成三股螺旋的原胶原。原胶原的分子组成：每条肽链的一级结构，Gly-X-Y (X:Pro Y:HyPro/HyLys)三肽重复序列。 胶原纤维的组装：原胶原之间以1/4交错排列形成原纤维。交联的侧向共价键是Lys/HyLys氧化后所产生的两个醛基，通过醛缩反应缩合而成。,原胶原交联后，形成具有抗张强度的不溶性胶原。 交联程度随
3、年龄增长而增加，皮肤血管及各种组 织变得僵硬，成为老化的一个重要特征。,原胶原分子模型三条多肽链 1000氨基酸残基,基本单位：由三条相同或不同的肽链形成三股螺旋的原胶原。原胶原的分子组成：每条肽链的一级结构，Gly-X-Y(X:Pro Y:HyPro/HyLys)三肽重复序列。,原胶原交联后，形成具有抗张强度的不溶性胶原。 交联程度随年龄增长而增加，皮肤血管及各种组 织变得僵硬，成为老化的一个重要特征。,三股螺旋互相缠绕形成强度很高的原胶原纤维，骨组织中有5根原胶原纤维聚集形成直径4nm的微纤维。,组织中的胶原纤维通常被细胞外基质（高分 子量透明质酸、蛋白聚糖）所包围，形成一体,A,B,C,
4、3、功能刚性、抗张力强度最大，构成细胞外基质的骨架结构，细胞外基质中的其他成分，通过与胶原结合，形成结构与功能的复合体。参与信号转导的调节。,2、合成,坏血病,正常状态下,脯氨酸,脯氨酰-4羟化酶及脯氨酰-3羟化酶,羥脯氨酸,维生素C,形成正常的三股螺旋,缺乏维生素C,缺乏羟基化修饰的原胶原肽链，在细胞内被降解，细胞 无法合成胶原纤维。导致血管、肌腱、皮肤变脆易出血。,Collagen Type IV forms the meshwork of basement membranes (basal lamina).,collagen,Procollagen is produced in the
5、secretory system. Collagen fibers are assembled extracellularly.,腱,腱是由胶原纤维组成的典型组织。腱是连接 肌肉和关节附近骨的结缔组织，其功能是把肌 肉的收缩转变成关节运动。这要求腱既有韧性 又有足够的强度，以便有效地传递肌肉发出的 力。同时，腱还要能够吸收大量的能量而不断 裂，如吸收在落地时膝关节上产生的力。,满足这些要求是靠胶原组成的独特分级结 构从分子水平到宏观所获得的最大纵向可 逆和不可逆拉伸性能而实现的。,分子尺度,宏观尺度,复杂构造,胶原纤维-波形形貌排列,吸收大量能量分散于组织中，而不是局部断裂,半透析柔性管道。蠕
6、动时，肠壁可沿轴向和径向伸缩。肠壁由四层不同结构组成，其中两层分别是沿轴向和切向排列的平滑肌细胞，最外层是隔离层，还有一层是肠的主要结构，即亚黏液膜，它本身也是有胶原纤维组装的多层结构。胶原纤维成双轴向螺旋排列以避免肠腔的折弯堵塞。卷状纤维排列和腱中相似。,亚纤维,纤维束,第二节 细胞粘附分子,细胞粘附分子(cell adhesion molecular, CAM):参与细胞与细胞之间、细胞与细胞外基质之间相互作用的分子。 分类：钙粘素、选择素、免疫球蛋白超家族、整合素、透明质酸粘素 分子结构：胞外区 肽链的N端部分，带有糖链，负责与配体的识别。跨膜区 多为一次跨膜胞质区 肽链的C端部分，与质
7、膜下的骨架成分相连，或与胞内的化学信号分子相连。,CAM作用机制的三种模式 1、亲同性粘附 相邻细胞表面的同种CAM分子间相互识别与结合。 2、亲异性粘附 相邻细胞表面的不同种CAM分子间相互识别与结合。 3、“linker” 相邻细胞表面的同种CAM分子，借胞外的连接分子相互识别与结合。,概 述,一、钙粘素,是亲同性细胞粘附分子，依赖钙离子。 分子结构,胞外区,4个结构域是Ca2+离子结合区，具有同源性,1个结构域使钙粘素具有特异性,胞质区,高度保守，通过胞内附着蛋白（锚蛋白、桥粒斑蛋白、-连锁蛋白）与肌动蛋白纤维相连。,作用：1、介导细胞连接如 粘合带：E-钙粘素 ；桥粒：钙粘素 2、参与
8、细胞分化早期的胚胎分化，成体组织的构筑。通过调控钙粘素表达的种类和数量，可决定胚胎细胞间的相互作用。（粘合、分离、迁移、再粘合）3、抑制细胞的迁移,一、钙粘素,二、选择素（selectin）,异亲性CAM 依赖钙离子 作用：参与白细胞与脉管上皮之间的识别粘合 分子结构：,胞外区,C型凝集素结构域：识别糖配体 EGF结构域 补体结合蛋白结构域,胞内区,SleA结构：P、E- 选择素所识别的糖配体结构域，是唾液酸化及岩藻糖化的N乙酰半乳糖胺结构。,已知的三种选择素 P-选择素：存在于血小板、内皮细胞中。 E-选择素：存在活化的血管内皮细胞表面。 L-选择素：各种白细胞表面L-选择素分子上有SLeA
9、结构，与P-选择素、 E-选择素识别、结合，把血液中的白细胞召集在炎症部位。,二、选择素（selectin）,炎症反应中，三种选择素的作用,P-选择素,炎症组织,白细胞介素1,肿瘤抑制因子,血管内皮细胞,E-选择素,二、选择素（selectin）,三、免疫球蛋白超家族,免疫球蛋白超家族（Ig-superfamily,Ig-SF）：分子结构中含有免疫球蛋白样结构域的分子。免疫球蛋白样结构域：借二硫键维系的两组反向平行折叠结构。 有的介导亲同性细胞粘合，有的介导亲异性细胞粘合。不依赖钙离子。亲同性CAM：神经细胞粘附分子（N-CAM）亲异性CAM：细胞间粘附分子（I- CAM ）脉管细胞粘附分子（
10、V- CAM ）,三、免疫球蛋白超家族,N-CAM：20多种异型分子，神经发育及神经细胞间的相互作用 中发挥作用。 I- CAM、V- CAM ：在活化的血管内皮细胞中表达。,巨噬细胞,白细胞,发生铺展，进而分泌 水解酶，穿出脉管壁。,V-CAM,I-CAM,整合素,整合素,炎症发生后，免疫球蛋白超家族细胞黏附分子在召集白细胞过程中的作用,四、整合素（integrin）,为亲异性细胞粘附分子，作用依赖钙离子。 介导细胞与细胞间的相互作用及细胞与胞外基质间的相互作用 几乎所有动植物细胞均表达整合素。 分子结构：由 、两个亚单位形成异二聚体。 主要识别部位是RGD三肽结构。,五、透明质酸粘素,透明
11、质酸粘素(hyaladherin): 可结合透明质酸糖链的一类分子。具有相似的氨基酸序列和空间构象。如：cd44为透明质酸的受体。CD44在很多种肿瘤细胞的表达比相应正常组织为高，并与肿瘤细胞的成瘤性、侵袭性及淋巴结转移性有关。,选 择 素,第三节 整联蛋白,细胞能与邻近细胞、胞外基质或材料黏结的结 构功能是由跨细胞膜的几种细胞黏附蛋白分子 完成的。细胞黏附蛋白在炎症过程、免疫反 应、肿瘤浸润和转移、植入物排异等过程中起 着非常重要的作用。,细胞黏附分子种类繁多，作用非常广泛；研究表明，黏附分子可分以下四类：integrin、immunoglobulin super family、selectin及其他。Integrin又名整合素，参与细胞爬行、活化、增殖、分化、介导吞噬与炎症形成等多种功能。,亚单元,亚单元,整联蛋白分子 识别配体位点,Integrin有20多种， 14种链和8种链； 按亚单元可分为8组； 一种整合素可分布于不同 细胞表面，同种细胞 也可表达多种整合素。,
