导图社区 细胞骨架与细胞运动
细胞骨架与细胞运动知识框架：细胞骨架的组成与功能、微管MT、中间纤维（耐久结构，不受细胞松弛素和秋水仙的影响）等等
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细胞骨架与细胞运动
细胞骨架的组成与功能
组成与分布
微管
微管蛋白
核周围
微丝
肌动蛋白
质膜周围
中间纤维
纤维蛋白
整个细胞中
功能
维持细胞形态
为胞器提供附着位点
为运输和运动提供机械支撑
为细胞移动提供力
参与信号转导和细胞分裂
研究方法
荧光显微镜
电视显微镜
电子显微技术
微管MT
结构和类型
异源二聚体
头尾相接构成原纤维
α微管蛋白
不可逆GTP结合位点
β微管蛋白
可交换位点
类型
单体
多为13条原纤维
对低温、Ca2+、秋水仙素不稳定
双联体
23条原纤维
如：纤毛鞭毛的周围小管
较为稳定
三联体
33条原纤维
如：中心粒、基体
稳定
根据稳定性分类
长寿微管
短寿微管
微管装配动力学
起始点：微管组织中心
作用：微管装配的成核反应
分类
中心体
动物胞质
组成
中心粒
成对存在
9组三联体
中心粒旁基质
分布
细胞间期
核附近
有丝分裂期
纺锤体两极
基体
鞭毛、纤毛的MTOC
只含一个中心粒
成膜体
植物细胞
微管装配方向性
靠近MTOC一端：负端
生长慢
远离MTOC一端：正端
生长快
特例：神经细胞中的微管
树突
正负极性微管均有
轴突
所有微管极性相同
γ微管蛋白的作用
与β微管蛋白作用帮助微管成核
存在于中心体
微管组装过程
成核
限速步骤
延长
α微管蛋白β微管蛋白形成二聚体
在原纤维的基础上扩展
当有13条原纤维时壁合拢
游离的、β交换位点有GTP的微管蛋白添加
极性
装配的方向性
一端是α，另一端是β
生长速度的快慢
+端生长和去组装都更快
影响微管组装和去组装因素
Mg2+、GTP、EGTA（钙的螯合剂）－－进行组装
降温－去组装
GTP的影响
与β亚基结合，二聚体才能结合到微管
蛋白修饰
促进稳定
α亚基乙酰化
将乙酰基转移到Lys
α亚基去络氨酸化
影响稳定性的药物
秋水仙素
与未结合二聚体结合
结合后影响成核反应
秋水仙同二聚体复合物加到微管两端可阻止其他二聚体加入或丢失
不同浓度
高浓度：微管全部解体
低浓度：使微管保持稳定，停留在中期
紫杉醇
唯一：促进微管聚合和已聚合微管稳定
只结合到已聚合微管
使细胞停留在有丝分裂期
除草剂（影响微管）
二硝基苯胺
磷酸酰胺
动态不稳定性
踏车现象
正端
结合GTP帽子结构，生长
负端
结合GDP帽子，水解
正负端速度相等，总长度不变
临界浓度
动态不稳定
微管常处于不断生长和缩短的动态过程
关键：正端结合的帽子结构
结合GTP的二聚体的浓度
GTP帽子中GTP水解速度
微管结合蛋白MAP
Ⅰ型
MAP1A
MAP1B
重复的氨基酸序列：Lys-Lys-Glu-X
存在部位
神经细胞或非神经细胞
Ⅱ型
MAP2
MAP4
神经和非神经细胞
Tau
轴突和树突
作用
使微管相互交联或使微管和其他结构交联
促进微管成核作用
参与微管运输
提高微管稳定性
分子发动机
肌球蛋白
动力蛋白
驱动蛋白
特点
运输是单方向的，一种发动机只能有一种运输方向
运输是逐步进行
结构
两条重链一条轻链
头部：水解ATP
尾部：结合货物
在神经细胞中将膜泡和胞器从胞运输至轴突末端
方向性
（-）向（+）
神经细胞中，负端向胞体，正端向轴突
类驱动蛋白存在于所有真核细胞
胞质动力蛋白
有丝分裂中染色体运动力来源
负端微管走向的分子发动机
（+）向（-）
将细胞质细胞器向神经节细胞体运输
微管的作用
支架作用
物质运输作用
纤毛和鞭毛
轴丝
九组二联管排成一圈
A管
13条原纤维
B管
10条原纤维
中央有两根单个微管
周围是九组三联管
缺少中央微管
纤毛动力蛋白
基部与A管相连，头部与B管相连
头部有ATP酶活性
微管滑动模型
概述
双股肌动蛋白丝以螺旋形式组成的纤维
形态组成
结构单体：肌动蛋白
G-肌动蛋白
F-肌动蛋白
双股螺旋
装配动力学
ATP的作用
ATP、Mg2+与肌动蛋白结合
装配过程
三时期
快速延伸
稳定期
临界浓度Cc
G-肌动蛋白先结合ATP
结合后通常水解成ADP
水解过程并不是必须
动态性质
（—）端为结合ATP裂的一端
影响肌动蛋白的毒素
细胞松弛素B
同正端结合，阻止聚合，促进解聚
对微管、肌纤维无作用
鬼笔环肽
只与聚合的微丝结合
抑制微丝解体
微丝结合蛋白
单体隔离蛋白
抑制蛋白
胸腺嘧素
交联蛋白
末端阻断蛋白
纤维切割蛋白
去聚合蛋白
膜结合蛋白
发动机蛋白：肌球蛋白
方向：负端向正端
头部
两条轻链组成一个头
与肌动蛋白、ATP的结合位点
α-螺旋颈区
通过同钙调素的调节轻链亚基结合调节头部活性
尾部
两条重链组成
同膜或其他尾部结合
种类
肌球蛋白Ⅰ
肌球蛋白Ⅱ
两条轻链
必须轻链
调节轻链
为肌肉收缩和胞质分裂提功力
水解
胰凝乳蛋白酶
HMM
木瓜蛋白酶
S1
S2
LMM
肌球蛋白Ⅴ
肌细胞
基本结构
肌原纤维结构
粗肌丝
头部与细肌丝接触
细肌丝
正端靠近Z线
负端靠近肌节中心
CapZ蛋白
原肌球调节蛋白
Z线
原肌球蛋白
与肌动蛋白结合
肌钙蛋白
Tn-T
与原肌球蛋白结合
Tn-I
与肌动蛋白结合，抑制其与肌球蛋白的结合
Tn-C
钙结合亚基
钙在肌收缩中作用
与Tn-C结合，解除原肌球蛋白对肌动蛋白抑制作用
肌动蛋白与肌球蛋白其他作用
粘着斑和微绒毛
胞质环流
肌动蛋白和肌球蛋白相互作用
细胞运动
变形运动
细胞爬行
胞质分裂
与单链DAN亲和力很高
结构与类型
耐久结构，不受细胞松弛素和秋水仙的影响
共有结构
α螺旋中间区
保守区
4个螺旋区
3个间隔区
两侧是球形N端和C端
高度可变
酸性和碱性角蛋白
表皮细胞
波形蛋白
组装和去组装
二聚体-四聚体-原纤维-中间纤维
中间纤维结合蛋白
为细胞提供机械强度支撑
参与细胞连接
桥粒
半桥粒
肌球蛋白运动激活
肌球蛋白轻链磷酸化
钙离子与肌钙蛋白结合
