【正文】 肌動蛋白和肌球蛋白纖維收縮環(huán) 卵裂溝 第十五章 細(xì)胞骨架 cytoskeleton 第三節(jié) 中間纖維 ? 中間纖維 (intermediate filament)： ? 10nm絲： 216。 Z盤 Z盤 收縮 松弛 細(xì)肌絲 (肌動蛋白絲 ) 肌節(jié) 粗肌絲 (肌球蛋白絲 ) thick and thin filaments sliding model 兩個英國研究小組的科學(xué)家們提出滑動絲模型解釋肌收縮的機理。 三、微絲的主要功能 ? 組成細(xì)胞骨架， 維持細(xì)胞形態(tài) 。 紅色：細(xì)胞核 纖維狀肌動蛋白 (fibrous actin, Factin)，為肌動蛋白聚合體 。在細(xì)胞中可成束、成網(wǎng)或纖維狀分散分布； Nucleus and Filamentous Actin 光鏡下平滑肌細(xì)胞：蘭色：細(xì)胞核，紅色：肌動蛋白纖維 紅色：線粒體 。 它在細(xì)胞中至少有兩個功能：第一是有絲分裂中染色體運動的力的來源；第二是作為負(fù)端微管走向的發(fā)動機，擔(dān)負(fù)小泡和各種膜結(jié)合細(xì)胞器的運輸任務(wù)。細(xì)胞質(zhì)中以微管為軌道運輸?shù)陌l(fā)動機蛋白和它們運輸?shù)年P(guān)系總結(jié)于下表和下圖。它有一對球形的頭，是產(chǎn)生動力的 “ 電機 ” 。 cAMP降低 色素分散 引擎（馬達）蛋白（ Motor proteins） 肌球蛋白 (myosins)家族：以肌動蛋白纖維作為運行軌道 。 四、微管的存在形式 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 單管 A B 二聯(lián)管 A B C 三聯(lián)管 SEM Microtubules icrotubules 五、微管的主要功能 ? 構(gòu)成細(xì)胞的網(wǎng)架支架，維持細(xì)胞的形態(tài)，固定和支持細(xì)胞器的位置 ； ? 參與細(xì)胞的收縮與變形運動，是纖毛和鞭毛等細(xì)胞運動器官的主體結(jié)構(gòu)成分 ； ? 參與細(xì)胞器的位移和細(xì)胞有絲分裂過程中染色體的定向移動； ? 參與細(xì)胞內(nèi)大分子顆粒物質(zhì)及囊泡的定向轉(zhuǎn)送運輸； ? 參與細(xì)胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。 。 ◆ GTP的低速水解適合于微管的連續(xù)生長 ,而快速的水解造成微管的解聚。 秋水仙素、長春花堿結(jié)合位點。 紅色：微絲 。是真核細(xì)胞所特有的非膜性細(xì)胞器。 核糖體的自我裝配過程 第十四章 核糖體 ribosome 第四節(jié) 核糖體的功能 一、核糖體的功能位點 ? 與蛋白質(zhì)合成有關(guān)的結(jié)合位點與催化位點 ： ? 與 mRNA的結(jié)合位點； ? 氨酰基位點（ A位點） — 與新?lián)饺氲陌滨?tRNA的結(jié)合位點； ? 肽 ?；稽c （ P位點 ） — 與延伸中的肽酰 tRNA的結(jié)合位點； ? E位點 （ exit site） — 肽酰轉(zhuǎn)移后與即將釋放的 tRNA的結(jié)合位點 。 ? r蛋白質(zhì)的主要功能 ： ? 對 rRNA折疊成有功能的三維結(jié)構(gòu)是十分重要的； ? 在蛋白質(zhì)合成中 , 某些 r蛋白可能對核糖體的構(gòu)象 起 “ 微調(diào) ” 作用 ； ? 在核糖體的結(jié)合位點上甚至可能在催化作用中 , 核糖體蛋白與 rRNA共同行使功能 。 Catholique de Louvain, Louvain, Belgium ? Christian de Duve Born: 2 October 1917, Thames Ditton, United Kingdom ? Affiliation at the time of the award: Rockefeller University, New York, NY, USA, Universit233。 mitochondrial protein import (二 ). 轉(zhuǎn)運涉及轉(zhuǎn)位因子等多種蛋白 : ? TOM(translocase of outer membrane)復(fù)合體：負(fù)責(zé)通過外膜 ； ? TIM(translocase of inner membrane)復(fù)合體： TIM23負(fù)責(zé)將蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運到基質(zhì)，或安裝在內(nèi)膜上； TIM22負(fù)責(zé)將某些轉(zhuǎn)運器蛋白質(zhì)插入內(nèi)膜； ? OXA復(fù)合體 ：負(fù)責(zé)將線粒體合成的 蛋白質(zhì) 和某些進入基質(zhì)的 蛋白質(zhì) 插到內(nèi)膜上 。 2個： rRNA基因 13個：與氧化磷酸化有關(guān)基因 。 部分 mtDNA的密碼子與核內(nèi)DNA的通用密碼子不同 。三者關(guān)系如下： ΔΨ Δ pH Δ p = RT F — △ pH=pH梯度， △ Ψ =電位梯度， T=絕對溫度， R=氣體常數(shù)， F為法拉第 (Faraday)常數(shù)，當(dāng)溫度為 25℃ 時△ P的值為 220mV左右。 FADH2?O2 :2ATP/2e。 ? Krebs循環(huán)：底物水平的磷酸化產(chǎn)生 2個 ATP，脫氫反應(yīng)產(chǎn)生 8個 NADH2和2個 FADH2， 8個 NADH2經(jīng)電子傳遞鏈生成 24個 ATP，2個 FADH2經(jīng)電子傳遞鏈生成 4個 ATP，凈產(chǎn)生 30個ATP。 ADP+Pi ATP 呼吸鏈的組分、排列及氧化磷酸化的耦聯(lián)部位 FMNFeS I CytbFeSCyc1 Ⅲ Cyta a3 IV NADH CoQ Cytc 2H+ H2O 1/2O2 ADP+Pi ATP ADP+Pi ATP FADFeS Ⅱ 琥珀酸 E39。O2 ? 2氧化態(tài) cyt c + 2H+C + H2O molecular basis of oxidation:electron transport chain 三、 電子傳遞偶聯(lián)的氧化磷酸化 電子載體的種類： ? 黃素蛋白 (FMN或 FAD)； ? 細(xì)胞色素； ? 泛醌 (UQ)或輔酶 Q(CoQ)。 鐵硫蛋白：分子結(jié)構(gòu)中每個鐵原子和 4個硫原子結(jié)合，通過Fe3+/Fe2+互變進行電子傳遞，有 2Fe2S和 4Fe4S兩種類型。 不溶性 酶 (基質(zhì) )。磷脂酰肌醇 。 ? 1897年， von Benda根據(jù)它的形態(tài)學(xué)特征命名為 mitochondrion，沿用至今； ? 1900年， Michaelis發(fā)現(xiàn)線粒體具有氧化作用； ? 1948年， Green， 1949年， Kennedy和Lehninger分別發(fā)現(xiàn)三羧酸循環(huán)和脂肪酸氧化是在線粒體內(nèi)完成的； ? 1961～ 1980年， Mitchell提出了氧化磷酸化的化學(xué)偶聯(lián)假說； ? 1963年， Nass首次發(fā)現(xiàn) 線粒體 DNA； 第十三章 線粒體 mitochondrion 第一節(jié) 線粒體的結(jié)構(gòu) 一、線粒體的形態(tài)、大小、數(shù)量及分布 光鏡下線粒體的形態(tài) an TEM image of mitochondrion 二、 線粒體的亞微結(jié)構(gòu) 線粒體的亞微結(jié)構(gòu) (from De Witt,1977) 線粒體立體結(jié)構(gòu)模式圖 第十三章 線粒體 mitochondrion 第二節(jié) 線粒體的化學(xué)組成及酶定位 一、 線粒體的化學(xué)組成 CoQ、 FMN、 FAD、 NAD 其他 DNA、 RNA、 核糖體 水、無機鹽 無機物 蛋白質(zhì) ︰ 脂質(zhì) = 4︰ 1 內(nèi)膜 蛋白質(zhì) ︰ 脂質(zhì) = 1︰ 1 外膜 蛋白質(zhì) ︰ 脂質(zhì) 外膜 ︰ 內(nèi)膜 = 3︰ 1 磷脂比值 心磷脂 。膽固醇 (1/6)。膽固醇 (5/6)。外周蛋白 。 輔酶 Q：脂溶性小分子醌類化合物，有 3種形式，即：氧化型醌 Q，還原型氫醌 QH2和自由基半醌 QH。 ? 鐵硫蛋白 。0= E39。 關(guān)于物質(zhì)出入線粒體的穿梭機制 : ? 蘋果酸穿梭系統(tǒng) ： 通過蘋果酸 天門冬氨酸穿梭 (malateaspartate shuttle)進入線粒體，然后將線粒體中 NAD+還原成 DADH2； ? 磷酸甘油穿梭系統(tǒng) ： 通過甘油 磷酸穿梭(glycerolphosphate shuttle)，將電子傳遞給線粒體的 FAD，使其還原形成 FADH2； 蘋果酸 草酰乙酸 蘋果酸 天門冬氨酸 谷氨酸 天門冬氨酸 谷氨酸 蘋果酸脫氫酶 ?酮戊二 酸 ?酮戊二 酸 草酰乙酸 天門冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶 天門冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶 蘋果酸脫氫酶 蘋果酸 ?酮戊二 酸載體 谷氨酸 天門冬氨酸載體 膜間腔 基質(zhì) 蘋果酸 天門冬氨酸穿梭 antiport antiport 磷酸甘油穿梭 細(xì)胞質(zhì)甘油 3磷酸脫氫酶 線粒體甘油3磷酸 脫氫酶 胞質(zhì)溶膠 基質(zhì) 甘油 3磷酸 二羥丙酮磷酸 甘油 3磷酸 二羥丙酮磷酸 膜間隙 四、 氧化磷酸化的 偶聯(lián)機制 (一 ).化學(xué)滲透假說的主要論點 ? 1961年， Michell(英 )化學(xué)滲透假說 (chemiosmotic coupling hypothesis)，他認(rèn)為： ? H+不能自由通過線粒體的內(nèi)膜； ? 電子沿呼吸鏈傳遞時，形成跨內(nèi)膜的電化學(xué)質(zhì)子梯度 (electrochemical proton gradient)，所釋放的能量將質(zhì)子從內(nèi)膜基質(zhì)側(cè) (M側(cè) )泵至膜間隙(C側(cè) )，形成質(zhì)子動力勢； ? 在 質(zhì)子梯度的驅(qū)動下， H+穿過內(nèi)膜上的 ATP合成酶流回至基質(zhì)，其能量促使 ATP合成酶催化合成 ATP，完成氧化磷酸化過程，實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換 。 ? Peter D. Mitchell ? Born: 29 September 1920, Mitcham, United Kingdom ? Died: 10 April 1992, Bodmin, United Kingdom ? Affiliation at the time of the award: Glynn Research Laboratories, Bodmin, United Kingdom The Nobel Prize in chemistry 1978 to him： “for his contribution to the understanding of biological energy t