细胞外基质与细胞的相互关系 基膜是上皮细胞下方一层柔软的特化的细胞外基质， 也存在于肌肉、脂肪和许旺细胞(schwann cell)周围。
它不仅仅起保护和过滤作用，还决定细胞的极性，
影响细胞的代谢、存活、迁移、增殖和分化。 基膜中除LN和Ⅳ型胶原外,还具有entactin、 perlecan、decorin等多种蛋白,其中LN与entactin (also called nidogen)形成1:1紧密结合的复合物， 通过nidogen与Ⅳ型胶原结合。
N-乙酰葡糖胺(N-acetylglucosamine)
N-乙酰半乳糖(acetylgalactosamine)
二糖中另一个基为糖醛酸(uronic acid)即葡糖醛
酸(glucuronic acid)或艾杜糖醛酸(iduronic acid)
糖残基上带有羧基或硫酸基，故GAG呈强负电性；
糖胺聚糖的四种类型:
层粘连蛋白（laminin，LN） 一种大型的糖蛋白,与Ⅳ型胶原一起构成 基膜,是胚胎 发育中出现最早的细胞外基质成分。 由一条重链（α）和二条轻链（β、γ） 借二硫键交联 而成，外形呈十字形，三条短臂各 由三条肽链的N端 序列构成。 每一短臂包括二个球区及二个短杆区，长臂也由杆区 及球区构成。 LN是含糖量很高(占15-28％)的糖蛋白，具有50条左右 N连接的糖链，是迄今所知糖链结构最复杂的糖蛋白。 而且LN的多种受体是识别与结合其糖链结构的。
整联蛋白(integrin)
整联蛋白属整合蛋白家族， 是细胞外基质受体蛋 白 结构 跨膜的异质二聚体， 两个非共价结合的跨膜亚基， 即α和β亚基所组成。 每个亚基的细胞外是球形的头部，露出脂双分子 层约20nm。 头部可同细胞外基质蛋白结合，而细胞内的尾部 同肌动蛋白相连
整联蛋白功能： 跨膜接头在细胞外基质和细胞内肌动蛋白骨架 之间起双向联络作用， 细胞外基质同细胞内的骨架网络连成一个整体， 同时还具有将细胞外信号向细胞内传递的作用
三、细胞表面的粘着因子 （cell adhesion molecule，CAM）
同种类型细胞间的彼此粘连是许多组织结构的基本 特征。 细胞与细胞间的粘连是由特定的细胞粘连分子所介 导的。 粘连分子的特征
第五章 细胞外基质
第一节 细胞外基质的化学
多糖的分子结构
纤维蛋白
整联蛋白在细胞与细胞外基质相互关系中的
作用 第二节 植物细胞壁 细胞壁的结构与组成 第三节 细菌细胞壁
细胞外基质(Extracellular matrix，EM): 在细胞之间尚存在有非细胞性的细胞间 物质,它们是由一蛋白和多糖分子构成的 精密有序的结构网络。这些存在于细胞 间的大分子结构称为～。
二、纤维蛋白 多细胞动物的细胞外基质的组成：
基质成分：由糖类物质构成
纤维成分：由纤维蛋白组成
纤维成分：细胞外基质中的骨架
构成纤维蛋白：胶原 弹性蛋白 纤连蛋白 层粘连蛋白
胶原(collagen)：是胞外基质最基本的成分之一， 也是动物体含量最丰富的蛋白，是胞外基质中最
主要的水溶性蛋白。
第一节 细胞外基质的化学组成
多糖：糖胺聚 (glycosaminoglycan,GAG) 蛋白聚糖(proteoglycan) 细胞外基质(EM) 结构作用:胶原(Collagen) 弹性蛋白(elatin) 纤维蛋白 粘合作用:纤连蛋白 (fibronectin)
层粘连蛋白(laminin)
一、多糖的分子结构 糖胺聚糖(glycosaminoglycan,GAG) 糖链是由二糖单元重复连接，不分支； 二糖中一个糖列基是氨基糖，大都硫酸化。
成右手超螺旋。
胶原及其分子结构
胶原纤维的基本结构单位是原胶原
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。
胶原的分泌与装配
包括合成、分泌、修饰过程 合成、修饰 内质网上的核糖体上合成,最初合成前体肽链— α链 (pro αchain);
肽链进入内质网腔,前体链带有信号序列和前肽
细胞外基质与细胞外被的不同点： 细胞基质是通过细胞质膜中的细胞外基质受 体结合； 细胞外被是通过质膜中的糖蛋白和糖质伸出 的糖链组成； 细胞外基质是细胞分泌物在细胞附近构成的 精密结构。 动物：细胞外基质因组织种类不同而不同起 细胞连接、行动支持、对细胞分化、增 殖 …. 植物： 没有细胞基质，有细胞壁
由25000多个二糖单元重复连接而成。
存在于动物所有组织和体液中 早期胚胎中最丰富 不是由细胞分泌物，是质膜中的酶复合物直 接从细胞表面聚合出的分子链 不与蛋白质共价结合形成
透明质酸的功能 在成体组织和关节中抵御压力； 在胚胎发育中起空隙填充物的作用，使结 构保 持一定的形状； 为形成组织结构准备空间； 起润滑剂的作用 伤口愈合。
Golgi body中的专一性糖基转移酶(glycosyltransferases)的 作用下糖基被依次加接，形成GAG糖链。 对所合成的重复二糖单位进行硫酸化及差向异构化 (epimerization)修饰。
蛋白聚糖的功能：决定于其核心蛋白和GAG的性质。 （1）渗滤作用： 蛋白聚糖在细胞间形成一个水化空间，GAG链 构成的凝胶具有重返选择筛的作用。由蛋白聚糖 组成的肾小球基膜； （2）细胞间化学信号传递： 同细胞分泌出的信号分子结合 （3）调节分泌蛋白的活性： 使分泌蛋白固定在分泌部位附近。 （4）细胞表面的辅受体
Ⅲ型胶原基因突变:皮肤和血管脆弱，关节过于滑动。
胶原分子间的横键数量
“弹性皮肤人”:是由于胶原装配不正确引起的遗传综合症。 在某些个体中，由于胶原酶缺陷而引起，因为胶原酶缺陷， 不能将前胶原转变成胶原。
弹性蛋白（elastin）
弹性蛋白纤维网络赋予组织有弹性。 如，皮肤、大动脉血管、肺、韧带等。 弹性蛋白的基本亚单位地：原弹性蛋白(troelastin)
透明质酸(hyaluronic acid)
硫酸软骨素(chondroitin sulfate)和 硫酸皮肤素(dermatan sulfate) 硫酸类肝素(heparan sulfate)和肝素 (heparin)
硫酸角质素(keratan sulfate)
GAG的特性：
多糖链不折屈，不形成球形结构，成充分展开构象。
GAG具有高度亲水性，浓度低即可形成凝胶。
糖链带有大量负电荷，吸引阳离子，对渗透压具有很
大的影响。
具有高膨胀压，可耐受很大的压力。
氨基聚糖 透明质酸 硫酸软骨素 硫酸皮肤素 硫酸乙酰肝 素 肝素 硫酸角质素
二糖单位 葡萄糖醛酸 N-乙酰葡萄糖 葡萄糖醛酸 N-乙酰半乳糖 葡萄糖醛酸或艾杜 糖 醛 酸 ， N- 乙 酰 葡 萄糖 葡萄糖醛酸或艾杜 糖 醛 酸 ， N- 乙 酰 葡 萄糖 葡萄糖醛酸或艾杜 糖 醛 酸 ， N- 乙 酰 葡 萄糖 半 乳 糖 ， N- 乙 酰 葡 萄糖
桥粒钙粘素。
结构特性：胞外N端的5个结构域中，有4个同源 性高且均含Ca2+的结合部位。
选择素（Selectin）：属异亲性依赖于Ca2+的能与特异
糖基识别并相结合的糖蛋白。 选择素的胞外区由三个结构域构成： N端的C型凝集素结构域， EGF样结构域、
前肽链中的脯氨酸和赖氨酸残基分别被羟化为羟 脯氨酸和羟赖氨酸， 每一条前α链与其它两条α链通过羟基形成的氢键 相互结合，构成3股螺旋的前胶原分子。
装配、分泌
起始于内质网，经高尔基体装配完成，被包
装到分泌泡中分泌到胞外。 在胞外前肽被切除，前胶原胶原分子胶 原原纤维胶原纤维。
胶原纤维的分子间和分子内交联
FN的结构 每一个亚基长约2500个AA残基，亚基多肽链折叠成
5- 6个棒状和球形功能区，功能区之间的连接部位可折
屈，对蛋白酶敏感
多肽链含有三种重复序列，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型组件， Ⅲ
型 组件是最主要。 Ⅲ型重复中含有一专一的三肽序列, -Arg-Gly-Asp(RGD, 为与细胞表面某些整合素受体识别与结合的部位。 化学合成的RGD三肽可抑制细胞在FN基质上粘附。
硫酸基 0 0.2-2.3 1.0-2.0
分布组织
结缔组织、皮肤、 软骨、玻璃体、滑 液
软骨、角膜、骨、 皮肤、动脉 皮肤、血管、心、 心瓣膜 肺、动脉、细胞表 面 肺、肝、皮肤、肥 大细胞 软骨、角膜、椎间 盘
0.2-3.0
2.0-3.0 0.9-1.8
透明质酸 (hyaluronic acid，HA)： 分子结构最简单，唯一不含硫酸 GAG中进化最早
影响胶原纤维装配的因素
羟基化作用： 膜结合的脯氨酰-4羟化酶及脯氨酰-3羟化酶的催化
维生素C是这两种酶所必需的辅助因子,缺乏导致胶原的羟化 反应不能充分进行,不能形成正常的胶原原纤维,结果非羟化的 前α链在细胞内被降解。 基因突变
Ⅰ型胶原基因突变:骨发生不全，易骨折； Ⅱ型胶原基因突变:软骨发生异常,骨和软骨的畸形；
钙粘素 Cadherins： 属同亲性依赖Ca2+的细胞粘连糖蛋白，介导依赖 Ca2+的细胞粘着和从ECM到细胞质传递信号。 主要作用： 胚胎发育中的细胞识别； 迁移和组织分化以及成体组织器官构成 30多个成员的糖蛋白家族
E- Cadherins(epithelial),
N- Cadherins(neural) ， P- Cadherins(placental)，
弹性蛋白的构成 ：由二种类型短肽段交替排列构成
一种是疏水短肽赋予分子有弹性；
另一种短肽为富丙氨酸及赖氨酸残基的α螺旋，负
责在相邻分子间形成交联。
弹性蛋白的氨基酸组成：富于甘氨酸及脯氨酸,很
少含羟脯氨酸,不含羟赖氨酸,没有Gly-X-Y序列。
弹性蛋白分子间的交联比胶原更复杂。通过赖氨 酸残基参与的交联形成富于弹性的网状结构
其它GAG与透明质酸的不同 含硫酸基； 含有不同的二糖单元，排列顺序更加复杂； 链短； 与蛋白质共价结合形成蛋白聚糖； 细胞内合成，通过外排分泌到细胞外。