胶原分子
细胞生物学第四章细胞外基质
胶原分子按相邻分子相交错四分之一长度、前 后分子首尾相隔35nm的距离自我装配，成为明暗 相间、直径约10nm～30nm的胶原原纤维。 若干胶原原纤维再经糖蛋白粘合成为粗细不等 的胶原纤维。
细胞生物学第四章细胞外基质
胶原分子
细胞生物学第四章细胞外基质
胶原的结构（左模式图，右电镜照片）
第四章 细胞外基质
（extracellular matrix，ECM）
细胞生物学第四章细胞外基质
细胞外基质（extracellular matrix，ECM）： 细胞外间隙中充满由多种不溶性大分子精密组装起 来的错综复杂的网络结构，即细胞外基质，它是多 细胞生物有机体的固有成分。 细胞外基质的成分主 要包括胶原、非胶原糖蛋白、弹性蛋白以及氨基聚 糖和蛋白聚糖。细胞外基质不仅对组织起支持、保 护、营养作用，而且还与细胞的增殖、分化、代谢、 识别、迁移、死亡等基本生命活动密切相关。
α β
γ
细胞生物学第四章细胞外基质
三条短臂：各由3条肽链的N-端序列构成， 每一短臂包括2个球区及2个短杆区；
长臂：由3条肽链的近C-端序列共同构成杆 区；而末端的分叶状大球区仅由α链C-端序列卷 曲而成，是与硫酸肝素结合的部位。
LN分子中至少存在8个与细胞结合的位点。
细胞生物学第四章细胞外基质
㈡层粘连蛋白 （laminin，LN）
1．分子结构特点 LN是糖链结构最复杂的高分子糖蛋白（含糖 量15%～28%），具有50条左右N连接的寡糖，分 子质量巨大，约850 kDa。 LN由一条重链（α链）和两条轻链（β、γ链） 构成，三条肽链借二硫键交联成不对称的十字形分 子。
细胞生物学第四章细胞外基质
细胞生物学第四章细胞外基质
每型胶原由3条相同或不同的α链构成。 目前已鉴定出20多种不同的α链，每种α链可分 为若干亚型，如α1(Ⅰ)、α1(Ⅱ)、α1(Ⅲ)、α1(Ⅳ)等。 每种α链各由一种基因编码。 各种α链以不同方式组合成不同类型胶原。 ㈢胶原的合成与降解（自学）
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这是1890年拍摄 的“弹性皮肤人”照 片，是由于胶原装配 不正确引起的遗传综 合征。
现已确定的有11种LN分子，分别由10种亚单 位（α1、α2、α3、α4、α5、β1、β2、β3、γ1、γ2）中的 3种以不同的组合而构成。这10种亚单位分别由10 个结构基因编码。
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三、弹性蛋白 （elastin）
1．结构 是高度疏水的非糖基化蛋白，约含830个氨 基酸残基。 由两种类型的短肽交替排列构成： ① 一种是疏水短肽，提供给分子以弹性 。 ② 另一种为富集丙氨酸及赖氨酸残基的α螺 旋，并在相邻分子间形成交联。
细胞生物学第四章细胞外基质
α链：每条α链含1050个氨基酸残基。甘氨酸 （Gly）约占三分之一，同时富含脯氨酸（Pro）和 赖氨酸（Lys）。
脯氨酸 → 羟脯氨酸（HyPro），赖氨酸 → 羟 赖氨酸（HyLys），赖氨酸则选择性的糖基化。
肽链中的氨基酸组成规则呈三肽重复顺序 （Gly-X-Y），其中X为Pro，Y常为HyPro 或 HyLys。
细胞外基质成分
细胞生物学第四章细胞外基质
一、 胶原（collagen）
是胶原蛋白的简称，约占人体蛋白质总量的 30%以上。
是细胞外基质中特化的蛋白质，遍布于各种 组织细胞间，构成细胞外基质的结构框架。
结构 胶原蛋白的基本结构单位是胶原分子：为三条 α螺旋肽链盘绕成的三股螺旋结构。
细胞生物学第四章细胞外基质
纤粘连蛋白的每个亚单位由数个结构域构成， 具有与细胞表面受体、胶原、纤维素和硫酸蛋白 多糖高亲和性的结合部位。
细胞结构域中Arg-Gly-Asp（RGD）三肽序列 是细胞识别的最小结构单位
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FN的结构模型
FN的结构模型 细胞生物学第四章细胞外基质
过度松弛皮肤症
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二、非胶原糖蛋白
存在于细胞外基质中的有数十种，纤粘连蛋 白和层粘连蛋白是其主要成员。
㈠纤粘连蛋白（fibronectin，FN）
1．类型 是高分子量的糖蛋白，含糖达4.5%～9.5% ， 由两个或两个以上的亚单位在肽链C端形成二硫键 交联。 目前至少已鉴定出了20种以上纤粘连蛋白多 肽亚单位。为同一基因的编码产物。
细胞生物学第四章细胞外基质
根据存在部位的不同，分为两种。 ⑴血浆纤粘连蛋白 存在部位：血浆及各种体液中。 结构：由两条相似的肽链（A链和B链）在C 端以二硫键交联形成的V字形二聚体。 来源：主要来源于肝实质细胞，少量来源于 血管内皮细胞。
细胞生物学第四章细胞外基质
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⑵细胞纤粘连蛋白 存在部位：细胞外基质中，能瞬时附着于细胞 表面，与细胞表面特异受体结合发挥作用。 结构：为多聚体，借助于更多的链间二硫键交 联成纤维束。 来源：主要由间质细胞分泌产生，如成纤维细 胞、内皮细胞、软骨细胞、巨噬细胞等。 细胞FN又可分为细胞表面FN和基质FN。
细胞生物学第四章细胞外基质
第一节 细胞外基质的蛋白质种类、 结构和功能
第二节 细胞外基质的生物学作用 第三节 细胞外基质的受体 第四节 细胞外基质与医学
细胞生物学第四章细胞外基质
第一节 细胞外基质的蛋白质种类、 结构和功能
➢ 胶原 ➢ 非胶原糖蛋白 ➢ 弹性蛋白 ➢ 氨基聚糖和蛋白聚糖
细胞生物学第四章细胞外基质
细胞生物学第四章细胞外基质
㈡胶原的类型 目前已发现的胶原有20种。其中对Ⅰ-Ⅳ型胶原 了解最多（表4-1）。 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型胶原含量最丰富。 Ⅰ型胶原：皮肤、肌腱、韧带及骨； Ⅱ型胶原：为软骨中的主要胶原成分； Ⅲ型胶原：疏松结缔组织、血管壁、妊娠组织 及胎盘中； Ⅳ型胶原：是基膜的主要成分和支架。
细胞生物学第四章细胞外基质
氨基酸组成：相似于胶原，也富含甘氨酸及 脯氨酸，但很少含羟脯氨酸，不含羟赖氨酸。
弹性蛋白：呈无规则卷曲，也不发生糖基化 修饰。
装配： 短肽合成后，以可溶性前体分泌到细胞外基 质中； 在靠近质膜处肽链之间通过赖氨酸残基互相 交联，装配成弹性纤维，形成富有弹性的网络结 构。