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1、 讲 授 内 容 ： 细 红 胞 膜 蛋 白 及 膜 骨 架 课 程 名 称 ： 细 胞 生 物 学 课 程 性 质 ： 专 业 基 础 课 本 节 内 容v 一 、 介 绍 红 细 胞v 二 、 红 细 胞 膜 蛋 白v 三 、 红 细 胞 膜 骨 架 1. 骨 架 的 装 配 过 程 2. 骨 架 蛋 白 的 相 互 作 用 一 、 红 细 胞v 红 细 胞 外 覆 一 层 浆 膜 (plasmamem-brane),不 含 内 膜 与 胞 核 ,正 常 时 红 细胞 呈 双 凹 面 圆 盘 状 ,直 径 7m。v 特 性 ： 柔 韧 性 (flexibility ) 变 形 性 (def
2、orm ability)v 红 细 胞 为 何 会 具 有 这 两 种 特 性 呢 ？ 源 自 本 身 的 膜 结 构 和 近 质 膜 下纤 维 蛋 白 组 成 的 网 架 结 构 即 膜 骨 架 (cytoskeleton)支 撑 。 二 、 膜 骨 架 蛋 白v 红 细 胞 经 低 渗 处 理 后 ， 质 膜 破 裂 ，同 时 释 放 出 血 红 蛋 白 和 胞 内 其 他可 溶 性 蛋 白 。 这 时 红 细 胞 仍 然 保持 原 来 的 基 本 形 状 和 大 小 ， 称 为血 影 （ ghost） 。 它 是 研 究 质 膜结 构 及 骨 架 的 理 想 材 料 。 v 从 细 胞
3、外 空 间 观 察 细 胞 表 面 ， 膜骨 架 呈 高 度 有 序 的 六 角 形 列 阵 。这 个 列 阵 是 如 何 形 成 的 ？ SDS-聚 丙 烯 酰 胺 凝 胶 电 泳 分 析红 细 胞 膜 蛋 白 成 分 血 影 蛋 白 ： 由 结 构 相 似 的 链 、 链 组 成 异二 聚 体 ， 两 个 二 聚 体 头 与 头 相 接 连 形 成 四聚 体 。 锚 蛋 白 ： 与 血 影 蛋 白 和 带 3蛋 白 的 胞 质 部相 连 ， 将 血 影 蛋 白 网 络 连 接 到 质 膜 上 。 带 3蛋 白 ： 阴 离 子 载 体 ， 通 过 交 换 Cl ， 使HCO 3 进 入 红
4、细 胞 。 为 二 聚 体 ， 每 个 单体 跨 膜 12次 。 血 型 糖 蛋 白 ： 单 次 跨 膜 糖 蛋 白 ， 功 能 属 单次 跨 膜 蛋 白 ， 由 131个 氨 基 酸 构 成 ， 与 带 4.1蛋 白 相 连 。 带 4.1蛋 白 ： 由 两 个 亚 基 组 成 的 球 形 蛋 白 。 肌 动 蛋 白 ： 肌 动 蛋 白 纤 维 链 长 约 35nm，肌 动 蛋 白 纤 维 上 有 多 个 与 血 影 蛋 白 结 合 的位 点 。 红 细 胞 膜 骨 架 是 如 何 构 成 的 呢 ？ 它 与 膜 蛋 白 是 什 么 关 系 ？v 在 4 下 用 非 离 子 去 污 剂 Tr
5、itonX-100处 理 红 细 胞 影 ， 带 3蛋 白 和 血 型糖 蛋 白 消 失 ， 红 细 胞 影 仍 维 持 原 来 的 形 状 。 说 明 ： 膜 支 架 蛋 白 主 要 成 分 为 ： 血 影 蛋 白 、 肌 动 蛋 白 、 锚 蛋 白 和 带 4.1蛋白 。 膜 整 合 蛋 白 为 ： 带 3蛋 白 和 血 型 糖 蛋 白 ， 在 维 持 细 胞 形 态 上 不 起 决定 性 作 用 。 三 、 红 细 胞 膜 骨 架 1. 膜骨架的装配过程 红 细 胞 膜 骨 架 的 网 状 支 架 的 形 成 及 于 膜 的 结 合 过 程 分 为 3步 ： 网 状 支 架 的 形 成
6、： 血 影 蛋 白 与 带 4.1蛋 白 、 肌 动 蛋 白 的 相 互 作 用 ： 血 影 蛋 白 的 和 亚 基形 成 的 四 聚 体 在 带 4.1蛋 白 的 帮 助 下 同 肌 动 蛋 白 寡 聚 体 结 合 组 成 骨 架的 基 本 网 络 。 与 膜 的 结 合 过 程 ： 带 4.1蛋 白 同 血 型 糖 蛋 白 相 互 作 用 ： 带 4.1蛋 白 其 N端 能 够 以 静 电 稳 定性 同 血 型 糖 蛋 白 结 合 。 锚 定 蛋 白 与 血 影 蛋 白 、 带 3蛋 白 的 相 互 作 用 ： 由 于 带 3蛋 白 是 膜 整 合 蛋白 、 血 影 蛋 白 是 膜 骨 架
7、 蛋 白 ， 所 以 锚 定 蛋 白 起 媒 介 作 用 将 骨 架 蛋 白 与 质 膜 相 连 。 2. 骨架蛋白的相互作用 按 各 蛋 白 与 红 细 胞 平 面 的 关 系 ， 彼 此 的 相 互 作 用 归 纳 为 2类v 垂 直 的 相 互 作 用 （ Vertical interaction） 垂 直 于 红 细 胞 膜 平 面 ， 参 与 骨 架 网 络 结 构 域 整 体 膜 成 分 的 附 连 a. 血 影 蛋 白 锚 蛋 白 带 3蛋 白 接 触 b. 血 影 蛋 白 带 4.1蛋 白 血 型 糖 蛋 白 接 触v 平 行 的 相 互 作 用 （ Horizontal in
8、teraction） 平 行 于 红 细 胞 膜 平 面 ， 维 持 膜 下 骨 架 网 络 结 构 的 双 向 连 续 性 ， 使 红 细 胞 膜 获得 高 强 度 的 抗 张 力 。 a. 血 影 蛋 白 异 质 二 聚 体 的 相 互 接 触 （ SpD-SpD) b. SpD-蛋 白 带 4.1蛋 白 肌 动 蛋 白 本 节 内 容 回 顾v 红 cell为 何 会 具 有 flexibility 和 deform ability呢 ？v 红 cell骨 架 的 六 角 形 列 阵 是 怎 样 形 成 的 呢 ？v 红 cell膜 骨 架 的 构 成 与 膜 蛋 白 是 什 么 关 系 呢 ？v 红 cell膜 骨 架 蛋 白 、 膜 蛋 白 与 红 cell平 面 存 在 何 种 关 系 呢 ？ 思 考 题1. 红 cell膜 蛋 白 平 行 、 垂 直 相 互 作 用 的 缺 失 会 导 致 什么 疾 病 的 发 生 ？2. 其 它 细 胞 是 否 也 存 在 类 似 红 细 胞 膜 骨 架 的 结 构 呢 ？
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