导图社区 医学细胞生物学第十章
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编辑于2020-12-17 20:18:16第十章
第一节 细胞连接
一紧密连接 tight junction
1紧密连接的概念
人和脊椎动物体内的封闭连接(occluding junction)只有一种,称为:紧密连接tight junction。紧密连接分布于各种上皮细胞,如消化道上皮、膀胱上皮、曲细精管生精上皮的支持细胞基部、腺体的上皮细胞管腔面的顶端侧面区域、脑毛细血管内皮细胞之间等
透射电镜显示:在紧密连接处,相邻细胞质膜以断续的点连在一起,点状接触部位没有缝隙;非点状接触处10~15nm间隙
点状无缝隙,非点十十五。
冰冻蚀刻技术结合扫描电镜显示:相邻细胞膜在接触部位,由特殊的跨膜蛋白排列形成蛋白质条索,将细胞间隙封闭起来
这些跨膜蛋白颗粒形成的封闭索,交错形成网状,环绕每个上皮细胞的顶部,连接相邻细胞,封闭细胞间隙,防止小分子从细胞一侧经过细胞间隙进入另一侧
不同组织的紧密连接对一些小分子的密封程度有所不同,这与封闭索的层数有关:肾小管1-2层,胰腺腺泡细胞3-4层,小肠上皮细胞4-6层;层数越多,封闭作用越强
2参与紧密连接的分子
已分离出40余种参与紧密连接形成的跨膜蛋白,如密封蛋白claudin(20~27kD)、闭合蛋白occludin(65kD)、胞质外周蛋白PDZ蛋白、Z0家族等。
帮助穿膜蛋白与细胞骨架连接
将蛋白激酶、磷酸酶、小GTP酶和转录因子等调节蛋白聚集到紧密连接处发生作用
闭合蛋白和密封蛋白均是4次穿膜的整合蛋白,C端与N端均伸向细胞质(对紧密连接的形成和功能有重要作用)肾小管上皮细胞从原尿中重吸收Mg2+时需要封闭蛋白的存在,如果此蛋白的基因突变,将引起Mg2+从尿中大量丢失
闭合封闭四穿膜,碳氮两端向胞质。
3紧密连接的主要功能
①封闭上皮细胞的间隙,形成与外界隔离的封闭带,防止细胞外物质无选择地通过细胞间隙,保持内环境的稳定。如:小肠上皮细胞的紧密连接,对腔内大多物质起阻隔作用;脑毛细血管内皮、睾丸支持细胞间的紧密连接构成血-脑屏障blood-brainbarrier、和血睾屏障blood-testisbarrier,保护器官免受异物伤害
封闭间隙隔外物,保持稳定内环境。
②形成上皮细胞质膜与膜脂分子侧向扩散的屏障,维持上皮细胞的极性。通过阻碍细胞顶部和侧底部(侧面和底部)的膜蛋白相互移动,保证物质转运的方向性;同时,通过防止小分子物质从细胞侧底部细胞之间的空隙返流。如在小肠上皮内紧密连接胞质营养物质运转的方向性,还将上皮细胞联合成一个整体
限制膜脂侧移,维持上皮极性。
4紧密连接与医学
概要
二锚定连接 anchoring junction
锚定连接:由细胞骨架纤维参与,存在于相互接触的细胞间或细胞与细胞外基质之间的细胞连接;
主要作用是形成能够抵抗机械张力的牢固粘合;广泛分布于动物各种组织中,特别是上皮、心肌和子宫颈等需要承受机械压力的组织
一)黏着连接是由肌动蛋白丝参与的锚定连接
1黏着带
其中细胞与细胞间的黏合连接一一黏着带adhesion belt;
位于上皮细胞紧密连接的下方,是相邻细胞之间形成的一个连续的带状结构
透射电镜显示:在黏着带处相邻的细胞质膜间的间隙15~30nm,间隙两侧的质膜通过伸出的穿膜黏着蛋白相互黏合
参与形成黏着带的穿膜黏着蛋白称:钙黏着蛋白cadherin,是Ca2+依赖性细胞黏附分子
钙黏着蛋白在质膜中形成同源二聚体,相邻细胞的钙黏着蛋白胞外部分相互结合,而胞内部分通过锚定蛋白与肌动蛋白纤维相连,从而在胞膜是形成广泛的跨膜网
内接锚定蛋白与肌动蛋白。
黏着带胞内侧的锚定蛋白:α、β、γ联蛋白(catenins),α-辅肌动蛋白(actinin)、黏着斑蛋白(vinculin)等,起锚定肌动蛋白纤维的作用
黏着带为上皮细胞、心肌细胞提供了抵抗机械张力的牢固黏合,在维持细胞形态和组织器官完整性方面具有重要作用
抵抗机械的张力,细胞形态组器整。
由于微丝束具有收缩功能,黏着带在动物胚胎发育中使上皮内陷形成管状、泡状器官原基,对形态发生起重要作用
2黏着斑
细胞与细胞外基质间的黏着连接一一黏着斑adhesion plaque
位于上皮细胞基底部,是细胞通过局部黏附与细胞外基质之间形成的黏着连接
参与黏着斑连接的穿膜黏着蛋白是膜整联蛋白integrin,也称整合素;其胞外部分与细胞外基质(纤连蛋白、胶原)相连,胞内部分通过
黏着斑参与肌细胞和肌腱(主要是胶原)的连接;体外培养细胞常通过黏着斑附着于培养皿表面,黏着斑的形成、解离对细胞的铺展和迁移有重要意义;黏着斑还参与细胞信号转导
膜整联蛋白与细胞外基质的连接,是受体与配体间的识别与结合 黏着斑部位的锚定蛋白有:裸蛋白talin、a-辅肌动蛋白、细丝蛋白filamin、黏着斑蛋白vinculin等
二)桥粒连接是由中间纤维参与的锚定连接
桥粒连接是由中间纤维参与的锚定连接
桥粒连接广泛分布于承受强拉力的组织中,如皮肤、心肌、消化道、膀胱、子宫、阴道等处的上皮细胞之间;根据分布位置,分为:桥粒、半桥粒两种
1桥粒
细胞与细胞间的连接--桥粒desmosome;
位于上皮细胞黏合带下方,是相邻细胞接触点上的一种类似纽扣状的连接结构,含有桥粒斑
桥粒连接处相邻质膜间的间隙约20~30nm,质膜的胞质侧各有一个由细胞内多种锚定蛋白构成的胞质斑,直径0.5um,称为桥粒斑 desmosomal plaque
细胞连接桥粒斑由两种蛋白组成 ——中间纤维附着部位:桥粒斑珠蛋白plakoglobin、桥粒斑蛋白desmoplakin
不同组织的细胞中附着于桥粒斑的中间纤维不同,在上皮细胞中是角蛋白丝keratin filaments,心肌细胞中是结蛋白丝desminfilaments
上角心结
中间纤维伸向桥粒斑,被更细的纤维牢固连接在桥粒斑上,然后折返形成袢环结构
桥粒质膜处的穿膜黏着蛋白:钙黏着蛋白家族,如:桥粒黏蛋白desmoglein、桥粒胶蛋白desmocollin
穿膜黏着蛋白向内与桥粒斑相连,向外与相邻细胞的穿膜黏着蛋白相连,通过依赖的Ca2+黏合机制将两个相邻细胞连接在一起
内连桥粒斑,外连邻穿膜。
相邻细胞中的中间纤维通过桥粒斑和穿膜黏着蛋白,构成贯穿整个组织的网架,增强该组织的抵抗外来张力、压力及撕裂力的能力
胰蛋白酶、胶原酶、透明质酸酶、Ca2+鳌合剂,均能破坏桥粒结构
一种自身免疫缺陷病--天疤疮pemphigus,患者自身产生抗桥粒穿膜黏着蛋白抗体,导致桥粒破坏,组织液通过细胞间隙渗入皮肤,引起严重的皮肤水泡,甚至危及生命
2半桥粒
细胞与细胞外基质间的连接一一半桥粒hemidesmosome
上皮细胞与基底膜之间的连接装置,结构仅为桥粒的一半
化学组成与桥粒不同:半桥粒的胞质斑由网蛋白plectin组成,与胞内中间纤维相连;半桥粒的穿膜黏着蛋白是整联蛋白integrin,与基底膜中的层粘连蛋白结合,从而将细胞与基底膜牢固锚定在一起
半桥粒主要功能:把上皮细胞与其下方的基底膜连在一起,防止机械力造成的上皮组织剥离
上基相连放机损。
抗半桥粒自身抗体,导致老年人的大泡性类天疤疮;层粘连蛋白、整联蛋白ao或B4基因突变,均引起大泡性表皮松懈症,症状类似前者
锚定连接中的2大类结构蛋白:
细胞内锚定蛋白 intracellular anchor proteins:在细胞膜的胞质面形成一个突出的斑,并将连接复合体与肌动蛋白纤维、中间纤维相连
穿膜黏着蛋白 transmembrane adhension proteins:其胞质区域连接一个或多个细胞内锚定蛋白,其细胞外区域与细胞外基质或另一个细胞的穿膜黏着蛋白的细胞外区域相互作用
概要
三通讯连接 communicating junction
在多数动物组织相邻细胞膜上存在特殊的连接通道,以进行细胞间的电信号、化学信号的通讯联系,从而完成群体细胞间的合作与协调, 这种连接形式称通讯连接communicatingjunction
动物组织中有两种通讯连接:间隙连接gap junction、化学突触 chemical synapse
一)间隙连接是动物组织中普遍存在的一种细胞连接方式
1间隙连接的结构特点
除骨骼肌与血细胞外,所有动物细胞都有;透射电镜显示,间隙连接部位相邻细胞膜之间有2~3nm的缝隙;冰冻蚀刻显示,许多间隙连接单位往往集结在一起呈斑块状,大小不一,最大直径达0.3um
间隙连接的基本结构单位是连接子connexon,长7.5nm,外径6nm,由6个相同或相似的穿膜蛋白--连接子蛋白connexin环绕而成,中央是1.5~2nm的亲水性通道
相邻质膜上的两个连接子相对接在一起,通过中央孔道相通
一个间隙连接处的连接子数目由几个到几千几万个
连接子蛋白发现了20多种,属于同一蛋白家族;
一个连接子可以由不同连接子蛋白构成--异源连接子; 也可由相同连接子蛋白构成--同源连接子
所有连接子蛋白,均有4个保守跨膜区
不同连接子蛋白构成的连接子,在通透性、导电率、可调节性方面是不同的,其分布具有组织细胞特异性
心肌细胞连接子蛋白是Cx43,心脏电传导系统细胞的连接子蛋白是Cx40,当这两种连接子蛋白形成间隙连接时,两种连接子之间没有通透功能,确保心脏器官不同类型细胞功能的相对独立
2间隙连接的生物学功能
①加强相邻细胞的机械连接
间隙连接中相邻细胞膜内连接子颗粒相互融合,加强了相邻细胞的机械连接。
更重要的功能是介导细胞间通讯,细胞通讯cellcommunication:指一个细胞的信息通过化学递质或电信号传递给另一个细胞,协调相邻细胞间的功能活动。
②代谢藕联
又称化学藕联chemicalcoupling,指小分子代谢物和信号分子,在相邻细胞间通过间隙连接传递;连接子形成的1
在胚胎发育早期,代谢藕联非常重要,在血液循环建立前,平均分配物质,控制细胞分化
细胞分化时,不同组织的细胞间解藕联,但同组织的细胞间依旧相互藕联,保持发育的一致
间隙连接的通透性是可以调节的,降低pH,或升高Ca2+离子浓度,均可降低间隙连接的通透性
细胞受损时,Ca2+大量进入细胞,导致间隙连接关闭,以免周围细胞受到伤害;肿瘤细胞间隙连接明显减少或丧失,失去控制
③电藕联
也称离子藕联ioniccoupling,是一种离子通道,带电的离子通过间隙连接到达相邻细胞,使电信号从一个细胞传递到另一个细胞
在具有电兴奋性的组织细胞间,广泛存在电藕联现象;带电离子通过连接子,使动作电位从一个细胞扩散到另一个细胞,速度快而准确
如:心肌细胞同步收缩和舒张,如破坏了电藕联,心脏停跳;小肠平滑肌通过电耗联,使收缩蠕动同步进行;神经细胞传递动作电位;某些上皮细胞通过间隙连接使纤毛协调摆动
突触也是一种细胞通讯连接方式
突触分为电突触和化学突触,电兴奋细胞间可通过电突触、化学突触传递冲动信号;电突触指细胞间形成间隙连接,电冲动通过间隙连接传导,快而准确。对于无脊椎动物和鱼类逃避反射十分重要;化学突触的突触前后膜之间,突触间隙20nm宽,通过传递神经递质,引起突触后膜动作电位
3间隙连接与医学
二)突触也是一种细胞通讯的连接方式
复习题
1名词解释:
细胞连接
细胞与细胞之间、细胞与细胞外基质之间在质膜接触区域特化形成 的连接结构
紧密连接
人和脊椎动物体内的封闭连接
锚定连接
由细胞骨架纤维参与,存在于相互接触的细胞间或细胞与细胞外基质之间的细胞连接;主要作用是形成能够抵抗机械张力的牢固粘合;广泛分布于动物各种组织中,特别是上皮、心肌和子宫颈等需要承受机械压力的组织
黏着连接
与肌动蛋白纤维相连的锚定连接
桥粒连接
与中间纤维相连的锚定连接
黏着带
位于上皮细胞紧密连接的下方,是相邻细胞之间形成的一个连续的带状结构
黏着斑
细胞通过局部黏附与细胞外基质之间形成的黏着连接
半桥粒
通讯连接
细胞黏附分子
钙黏着蛋白
选择素
免疫球蛋白超家族
整联蛋白
RGD序列
2根据结构和功能,细胞连接分为哪三类?
紧密铆钉通讯
3紧密连接的分布、结构、功能,分别是什么?
分布:上皮细胞
结构:
4锚定连接分为哪两大类?
5黏着连接的分布、组成、功能,分别是什么?
6桥粒连接的分布、组成、功能是什么?
7自身免疫疾病--天疤疮,是哪种连接被破坏导致的?
8间隙连接的结构、功能是什么?
9间隙连接的通讯方式有哪两种?
10细胞黏附分子分成哪四类?
11细胞黏附分子结构分为哪三个部分?
12细胞黏附分子通过哪三种方式介导细胞黏附?
13钙黏着蛋白的结构特点是什么?
14钙黏着蛋白的功能有哪些?
15钙黏着蛋白与肿瘤的关系是?
16选择素的结构特点与功能是什么?
17免疫球蛋白超家族的结构特点和功能是什么?
18整联蛋白的结构特点?有结合什么序列的结构域?
19整联蛋白的功能?
第二节细胞黏附
细胞黏附分子celladhesionmolecule,CAM
是广泛存在于细胞膜上的一类跨膜糖蛋白,是介导细胞与细胞之间、或细胞与细胞外基质之间相互结合并起黏附作用的一类细胞表面分子
目前发现的细胞黏附分子达百余种,根据分子结构特点、作用方式,分为四大类:
钙黏着蛋白Cadherin
选择素Selectin
免疫球蛋白超家族lg-superfamily,lg-SF
整联蛋白家族integrin
细胞黏附分子多需要依赖于二价阳离子Ca2+或Mg2+才起作用
这些黏附分子在细胞骨架参与下,形成桥粒、半桥粒、黏着带、黏着斑等细胞连接结构
细胞黏附分子结构特点三部分:
①胞外区,较长,其N-端带有糖链,是与配体识别部位;
②跨膜区,多为一次性跨膜a螺旋;
③胞质区,肽链的C-端,一般较小,可与质膜下的细胞骨架成分或胞内的信号转导蛋白结合,从而介导黏附
细胞黏附分子通过三种方式介导细胞识别与黏着:
①同亲型结合homophilicbinding,相邻细胞表面的同种黏附分子间的识别与黏着
②异亲型结合hetrophilicbinding,不同种黏附分子间的识别与黏着,选择素和整联蛋白主要靠这种方式介导细胞黏附;
③连接分子依赖性结合linker-dependentbinding,相邻细胞的黏附分子通过连接分子介导,才能相互识别与黏着
同亲异亲型结合,连接分子依赖性。
一钙黏着蛋白家族
钙黏着蛋白也称钙粘素,是一类依赖于Ca2+的同亲型细胞黏附分子,在胚胎发育中的细胞识别、迁移、分化,以及组织器官构筑中起重要作用
钙黏着蛋白在不同种类细胞、不同发育阶段,表达的数量和种类均不同
已鉴定出约200种钙黏着蛋白,分布于不同组织,如上皮组织的E-钙黏着蛋白epithelialcadherin、神经组织的N-钙黏着蛋白、胎盘(乳腺、表皮)P-钙黏着蛋白、血管内皮细胞VE-钙黏着蛋白等
1钙黏着蛋白分子结构特点
多数钙黏着蛋白分子是单次跨膜糖蛋白,由700~750个aa组成,在质膜中常以同源二聚体形式存在
单跨&二聚
钙黏着蛋白分子结构同源性很高,不同钙黏着蛋白之间有50%~60%氨基序列相同
钙黏着蛋白的胞外区常折叠成5个重复结构域,每个约110aa,Ca2+结合在重复结构之间,将胞外区锁定在一起,形成棒状结构,赋予钙黏着蛋白分子以强度
结合Ca2+越多,钙黏着蛋白刚性越强;去除Ca2+,胞外区便变得松软,易被蛋白酶水解钙
钙多越刚性,无钙易水解
黏着蛋白胞内部分高度保守,通过胞内联蛋白与细胞骨架相连
2钙黏着蛋白的功能
①介导细胞与细胞之间的同亲性细胞粘附:胚胎、成人的组织中,同类细胞的相互识别黏着,如E-钙黏着蛋白介导上皮细胞粘着,将编码E-钙黏着蛋白的基因转染到不表达钙黏着蛋白的成纤维细胞中,可促使成纤维细胞之间的Ca2+依赖性同亲性细胞黏附;抗E-钙黏着蛋白抗体可以抑制这种黏附。
②在个体发育中影响细胞分化,参与组织器官的形成:个体发育中通过控制钙黏着蛋白表达的种类与数量,而决定胚胎细胞间的相互作用,从而影响分化、组织器官的形成
E-钙黏着蛋白从胚胎的8细胞期开始表达,使分裂球紧密粘合;随胚胎发育,停止表达E-钙黏着蛋白而表达其他如N-钙黏着蛋白等
③参与细胞之间稳定的特化连接结构:在黏着带连接中,钙黏着蛋白的胞内区通过α、β-catenin与肌动蛋白纤维相连;而在桥粒连接中,钙黏着蛋白胞内区通过胞质斑与中间纤维相连
一些钙黏着蛋白在锚定连接形成过程中,起调节信号的传递作用;如VE-钙黏着蛋白不仅介导内皮细胞间的黏附,还传递生长因子信号到细胞内--辅助受体
3钙黏着蛋白疾病
①钙黏着蛋白功能的丧失在的扩散中起重要作用。缺失E-钙黏着蛋白可导致上皮肿瘤的发生;E-钙黏着蛋白表达越多,细胞转移越少;升高恶性肿瘤细胞中钙黏着蛋白的表达,有利于抑制肿瘤
②钙黏着蛋白的表达与器官纤维化有关。钙黏着蛋白的表达与脏器纤维化病变一样,均与上皮细胞-间充质转化(EMT)相关
二选择素
选择素是一类依赖于Ca2+的异亲性细胞黏附分子,能特异性识别其他细胞表面寡糖链中的特定糖基,介导白细胞与血管内皮细胞或血小板的识别和暂时性黏附,帮助白细胞、血小板进入炎症部位
选择素家族包括3种成员:
L-选择素(L-selectin):最早在淋巴细胞被发现,在各种白细胞上都表达
P-选择素(P-selectin):存在于血小板和内皮细胞
E-选择素(E-selectin):存在于活化内皮细胞中活化后转运至细胞表面
活化后转运至细胞表面
淋巴器官的上皮细胞表达寡糖,能被淋巴细胞上的L-selectin所识别,使淋巴细胞被淋巴器官捕获而走走停停,这个现象叫淋巴细胞的归巢反应。L-选择素就是这样最早被发现命名的。L-选择素是淋巴细胞的归巢受体。
1选择素分分子结构特点
选择素是单次跨膜糖蛋白,其胞外区由三个独立结构域组成:
N-末端的C型凝集素 C lectin样结构域
表皮生长因子 EGF样结构域
补体调节蛋白同源结构域
补体:血清蛋白质,活化后可介导免疫应答和炎症反应
N-末端凝集素结构域:识别特异糖基,参与细胞间选择性黏附的重要活性部位
3种选择素均可识别一类特定的糖基,Ca2+参与该识别黏附过程
表皮生长因子结构域、补体结合蛋白结构域,具有加强分子间黏附以及参与补体系统调节等作用
选择素分子的胞内区可通过锚定蛋白与细胞内微丝结合
2选择素的功能
主要功能是参与白细胞与血管内皮细胞或血小板的识别与黏附,帮助白细胞进入炎症部位
在炎症部位,血管内皮表达E-选择素,可识别白细胞和血小板上的寡糖链,由于这种识别结合较弱,加上血流的冲刷,白细胞在炎症部位的血管中黏附、分离、再黏附、再分离,呈现滚动方式运动,随后激活了白细胞自身的整联蛋白,由整联蛋白介导白细胞与血管内皮的紧密结合,使白细胞经内皮细胞间隙迁移至组织。
血管内皮表E选,识别白板寡糖链。识别较弱血冲刷,炎症部位黏又分。
三免疫球蛋白超家族
是一类分子结构中含有类似免疫球蛋白结构域、不依赖Ca2+的细胞黏附分子
这类分子的胞外区有一个或多个免疫球蛋白(lg)样结构域组成;每个lg结构域都是由90~110个aa形成的紧密折叠结构,其间有二硫键相连
lgSF成员复杂,包括多个粘附分子家族,有的介导同亲型细胞黏着,如各种神经细胞黏附分子 neural cell adhesion molecule,N-CAM,及血小板-内皮细胞黏附分子platelet endothelial cell adhesion molecule PE-CAM
大多lgSF介导淋巴细胞和免疫应答细胞之间的特异的相互作用;一些lgSF成员,如N-CAM介导非免疫细胞的黏着
1lg-SF黏附分子的功能
①N-CAM,是一类表达于神经细胞的lg-SF黏附分子,由单一基因编码,mRNA的选择性剪接及糖基化的不同,形成了20余种不同的N-CAM,其配体也是N-CAM
所有N-CAM的胞外区都有5个lg样结构域,通过同亲型黏着机制与相邻细胞同类分子结合黏附在一起,与神经系统的发育、轴突的生长和再生、突触的形成关系密切
N-CAM的基因缺陷可引起智力发育迟缓其他神经系统病变
N-CAM也在肌肉和胰腺等组织表达
②一些lg-SF成员通过异亲型细胞黏附机制参与细胞黏附:如血管细胞粘附分子vessels V-CAM,表达于血管内皮细胞表面,结合白细胞表面整联蛋白ap1,使白细胞沿内皮滚动并固着于炎症部位的血管内皮,发生铺展,进而分泌水解酶穿过血管壁
③细胞间粘附分子intercellular I-CAM参与免疫细胞的识别黏附,I-CAM有多种类型,体内分布范围广,可表达于血管内皮细胞表面,结合白细胞表面整联蛋白,在炎症中发挥作用
④血小板-内皮细胞粘附分子PE-CAM,主要表达于内皮细胞和血小板,既可进行同亲型黏着,又可进行异亲型黏着,在血管内皮的紧密黏附中起主要作用
2lg-SF黏附分子与医学
①神经及神经发育:神经细胞黏附分子L1(N-CAM-L1)主要在神经细胞表达,与神经元之间的黏附及相互作用有关;孕期过度饮酒,酒精可结合N-CAM-L1,致使胚胎小脑细胞间,丧失相互识别黏附能力,出现精神异常、颜面畸形;N-CAM-L1基因突变个体,具有相似FAS表型
②免疫排斥反应:I-CAM、V-CAM、PE-CAM在免疫排斥反应中具有重要作用;如I-CAM介导肿瘤细胞与白细胞的黏附,肿瘤细胞I-CAM表达降低可能与肿瘤细胞逃逸免疫监视有关;I-CAM缺失的小鼠出现炎症反应缺陷
四整联蛋白家族
又称整合素,是一类普遍存在于脊椎动物细胞表面,依赖Ca2+或Mg2+的异亲型细胞粘附分子,介导细胞-细胞或细胞-细胞外基质的相互识别和黏附,具有联系细胞内外的功能
1整联蛋白的分子特点
目前鉴定出24种不同的α亚基和9种β亚基,相互以非共价键相连
α亚基和β亚基均由胞外区、跨膜区、胞内区三个部分组成;其胞外区的头部区与配体结合;胞内区很短,只含有30~50个aa,可通过与胞内的一些连接蛋白(果蛋白、a辅肌动蛋白、Filamin、纽蛋白)与细胞内的肌动蛋白丝等骨架成分相互作用
胞外区可与纤粘连蛋白、层粘连蛋白、胶原β-亚基等含有Arg-Gly-Asp(RGD)三肽序列的胞外基质成分结合,介导细胞与细胞外质的黏着,如黏着斑、半桥粒
不同细胞表达的整联蛋白在组成上不尽相同;一种整联蛋白可以结合多种配体,一种配体也可结合多种整联蛋白
2整联蛋白的功能
①介导细胞间相互作用:一些细胞表面有与整联蛋白结合的特异性配体,如lgSF,可以介导细胞间的反应
β2亚基组成的整联蛋白使白细胞在感染部位的血管内皮细胞上黏附,白细胞以此迁移出血管,进入炎症部位
β3亚基组成的整联蛋白介导血小板的黏附,参与凝血过程
②介导细胞与细胞外基质间的相互作用,将细胞外基质同细胞内的细胞骨架连成一个整体
β1亚基组成的整联蛋白其胞外区可与纤粘连蛋白、层粘连蛋白、胶原等含有Arg-Gly-Asp(RGD)三肽序列的细胞外基质成分结合,使细胞黏着于细胞外基质上
整联蛋白与配体低亲和力,有利于细胞的运动或迁移
③整联蛋白在信号传递中发挥重要作用:整联蛋白与配体集结成簇,除建立牢固结合,又可启动信号转导
不同整联蛋白与不同配体结合,可产生各种各样的信号:包括Ca2+向胞质的释放、磷酸肌醇第二信使的合成及细胞内蛋白质酪氨酸的磷酸化等
整联蛋白参与的信号传递,方向有双向:inside out和outside in
整联蛋白与其配体的结合受到精确调控;细胞内事件启动胞内信号传递,激活整联蛋白,改变其构象改变其与胞外配体的结合能力,介导细胞黏附
上述这种由细胞内信号启动,经整联蛋白将信号传递到胞外的方式,称:胞内信号外传inside-outsignaling,对血小板和白细胞介导的黏附反应非常重要
整联蛋白还可作为受体,介导信号从胞外向胞内的传导,即 ontside in
细胞在体外培养时,必须贴壁才能生长,因为只有整联蛋白结合了细胞外配体,才能向胞内传递存活信号
此outside in信号,由胞内酪氨酸激酶FAK传导;整联蛋白与胞外配体的结合,导致FAK磷酸化,并磷酸化下游蛋白分子,调控细胞增殖、黏附、伸展、迁移等
胞内一些蛋白,如肌动蛋白结合蛋白、黏着斑激酶FAK等,与整联蛋白胞内区结合,磷酸化或去磷酸化,调节整联蛋白功能
细胞间&细胞与细胞外基质&信号传递
3整联蛋白与医学
整联蛋白的胞外区识别结合RGD三肽序列,人工合成肽的RGD序列能竞争性阻断细胞与纤连蛋白的结合
半数的整联蛋白含有结合RGD的结构域,而RGD序列的发现,开辟了以受体-配体相互作用为基础的新的基本治疗手段
药厂设计出“非肽类抗凝血药物”Aggrastat等,类似RGD结构,只结合血小板整联蛋白,防止血凝块形成以整联蛋白为靶点,治疗心绞痛