基底膜的分子组成与功能课件.ppt

1、1基底膜的分子组成与基底膜的分子组成与 浙江大学医学院浙江大学医学院 20132 肾小球毛细血管壁三层结构肾小球毛细血管壁三层结构内皮细胞层内皮细胞层基底膜基底膜上皮细胞层上皮细胞层肾小球基底膜3Basal laminae (yellow) surround certain cells as in the kidney glomerulus. Note that, in the kidney glomerulus（肾小球）（肾小球）, both cell sheets have gaps in them, so that the basal lamina serves as the perme

2、ability barrier determining which molecules will pass into the urine from the blood. 4 正常情况下，血液中绝大部分蛋白质不能滤过而保留于血液中。基底膜在肾小球中起选择性过滤作用。5基底膜(basement membrane)定义 基底膜是由细胞分泌蛋白形成的基底膜是由细胞分泌蛋白形成的细胞外细胞外蛋白蛋白，它们相互结合连接在细胞外间隙，它们相互结合连接在细胞外间隙形成了一个分子网状结构，以分隔不同形成了一个分子网状结构，以分隔不同组织细胞并调控其周围环境。组织细胞并调控其周围环境。6基底层（基底层（basal

3、 laminabasal lamina）是高度结构化的）是高度结构化的细胞外基质蛋白复合体细胞外基质蛋白复合体。7A model of the molecular structure of a basal lamina. The basal lamina is formed by specific interactions between the proteins type IV collagen（IV型胶原型胶原）, laminin（层层粘连蛋白粘连蛋白）, and nidogen(巢蛋白巢蛋白）, and the proteoglycan perlecan（基底膜蛋白聚基底膜蛋白聚糖糖）.

4、 Transmembrane laminin receptors (integrins ) in the plasma membrane are thought to organize the assembly of the basal lamina. 基底层（基底层（basal lamina）细胞外基质蛋白复合体细胞外基质蛋白复合体8基底层蛋白组成基底层蛋白组成 基底层主要由基底层主要由型胶原、层粘连蛋白、巢型胶原、层粘连蛋白、巢蛋白、基底膜蛋白聚糖组成。蛋白、基底膜蛋白聚糖组成。 型胶原型胶原 层粘连蛋白层粘连蛋白 巢蛋白巢蛋白 基底膜蛋白聚糖基底膜蛋白聚糖9 基底层蛋白组成。基底层蛋白组

5、成。 型胶原型胶原 层粘连蛋白层粘连蛋白 巢蛋白巢蛋白 基底膜蛋白聚糖基底膜蛋白聚糖基底层蛋白组成10胶原蛋白胶原蛋白 collagen 存在于所有组织和器官，是人体内含量存在于所有组织和器官，是人体内含量最丰富蛋白质。最丰富蛋白质。脊椎动物的胶原类型近脊椎动物的胶原类型近2020种种基底膜基底膜 型胶原型胶原软骨软骨 型胶原型胶原皮肤皮肤 型胶原型胶原型胶原型胶原基底膜的基底膜的主要组成成分。主要组成成分。基底膜中是基底膜中是型胶原型胶原11人皮肤胶原蛋白 Gly 33 Pro 13 4-羟脯氨酸 9 5-羟赖氨酸 0.6具有特征性氨基酸组成具有特征性氨基酸组成具有特征性氨基酸序列具有特征性

6、氨基酸序列每个成熟的胶原蛋白分子均有每个成熟的胶原蛋白分子均有3 3条多肽链；条多肽链；各种类型的胶原蛋白中有大量同源性序列（三各种类型的胶原蛋白中有大量同源性序列（三肽肽重复序列）重复序列）。认识胶原蛋白认识胶原蛋白12型胶原：（型胶原：（GlyPro X）n和（和（Gly YHypro）n，X/Y代表任意氨基酸代表任意氨基酸 型胶原：（型胶原：（GlyX Pro）n和（和（Gly Hypro Y ）n，X/Y代表任意氨基酸代表任意氨基酸认识胶原蛋白认识胶原蛋白13 胶原蛋白由三条以胶原蛋白由三条以非共价键非共价键结合的多肽链结合的多肽链组成组成胶原蛋白的结构胶原蛋白的结构14 3 3条多肽

7、链组成条多肽链组成每条多肽链均为每条多肽链均为型聚脯氨酸螺旋型聚脯氨酸螺旋（polyproline type helix)每个螺旋含每个螺旋含3 3个氨基酸残基个氨基酸残基呈呈型聚脯氨酸型聚脯氨酸 螺旋构象的三条多肽螺旋构象的三条多肽链互相缠绕形成三聚螺旋链互相缠绕形成三聚螺旋15胶原蛋白胶原蛋白胶原蛋白胶原蛋白三聚螺旋结构依靠链间氢键和三聚螺旋结构依靠链间氢键和每周第每周第3 3位的甘氨酸维持稳定。位的甘氨酸维持稳定。16胶原蛋白结构示意图胶原蛋白结构示意图17胶原蛋白胶原蛋白在在型型胶原蛋白中，除胶原蛋白中，除C端和端和N端片段外，端片段外，大多数序列都是大多数序列都是三聚螺旋结构。三聚螺

8、旋结构。在其他的在其他的胶原蛋白中，序列中有多个胶原蛋白中，序列中有多个球状结球状结构域。构域。18型胶原型胶原 (type collagen )3 3条多肽链组成条多肽链组成型胶原羧基端的球状结构域：型胶原羧基端的球状结构域：NC1NC1结构域结构域氨基端：氨基端：7S7S结构域结构域19型胶原网型胶原网状结构的形成状结构的形成通过通过NC1NC1间间“头头- -头头”相互作用形成二聚体；相互作用形成二聚体；二聚体通过二聚体通过7S7S区形成八聚体；区形成八聚体；八聚体进一步聚集形成八聚体进一步聚集形成型胶原网型胶原网状结构。状结构。20 通过通过NC1间间“头头-头头”相互作用形成二相互作

9、用形成二聚体；聚体；二聚体通过二聚体通过7S区形成八聚体；区形成八聚体；八聚体进一步聚集形成八聚体进一步聚集形成型胶原网状结型胶原网状结构。构。型胶原网状结构的形成型胶原网状结构的形成2122型胶原网型胶原网状结构状结构23层粘连蛋白层粘连蛋白 laminin 基底膜的主要成分之一基底膜的主要成分之一 ；层粘连蛋白与细胞表面受体（整合蛋白）结合，层粘连蛋白与细胞表面受体（整合蛋白）结合，可以介导上皮细胞及内皮细胞粘着于基底膜。可以介导上皮细胞及内皮细胞粘着于基底膜。24层粘连蛋白结构层粘连蛋白结构 三条肽链（三条肽链（ 、）通过二硫键交联）通过二硫键交联而成；而成； 空间结构类似于一个空间结构

10、类似于一个不对称的不对称的“十字架十字架”，十字架结构包含十字架结构包含3 3个短臂和个短臂和1 1个长臂。个长臂。 3 3个短臂由不同肽链构成，长臂由个短臂由不同肽链构成，长臂由、三条肽链共同构成。三条肽链共同构成。25、和和链各形成十字结构的一条短臂；链各形成十字结构的一条短臂；长臂由三条肽链共同构成。长臂由三条肽链共同构成。链向外延伸形成链向外延伸形成C端球形端球形G结构域结构域层粘连蛋白结构层粘连蛋白结构26层粘连蛋白层粘连蛋白网网状结构的形成状结构的形成层粘连蛋白分子层粘连蛋白分子通过短臂间相互作用自身连通过短臂间相互作用自身连接形成接形成网网状结构。状结构。27 层粘连蛋白层粘连蛋

11、白网网状结构的形成状结构的形成不同不同层粘连蛋白分子的短臂间互相作用形成了片层样网层粘连蛋白分子的短臂间互相作用形成了片层样网状结构状结构28层粘连蛋白网状结构层粘连蛋白网状结构29巢蛋白巢蛋白(nidogen )巢蛋白结构：巢蛋白结构：3个球形结构域组成个球形结构域组成G1、G2、G330巢蛋白结构示意图巢蛋白结构示意图型胶原和基底膜蛋白聚糖结合位点在型胶原和基底膜蛋白聚糖结合位点在G2结构域内，结构域内，层粘连层粘连蛋白蛋白结合位点在结合位点在G3结构域内。结构域内。31巢蛋白巢蛋白巢蛋白连接层粘连蛋白和巢蛋白连接层粘连蛋白和型胶原网络型胶原网络32基底膜蛋白聚糖基底膜蛋白聚糖(perle

12、can) 硫酸肝素蛋白聚糖是基底膜主要的蛋白聚糖硫酸肝素蛋白聚糖是基底膜主要的蛋白聚糖硫酸肝素蛋白聚糖连接层粘连蛋白和硫酸肝素蛋白聚糖连接层粘连蛋白和型胶原网络型胶原网络33蛋白聚糖蛋白聚糖 proteoglycan 是一类复杂的大分子糖复合物，是一类复杂的大分子糖复合物，由糖胺聚糖共价连接于核心蛋白所组成。由糖胺聚糖共价连接于核心蛋白所组成。糖胺聚糖糖胺聚糖(glycosaminoglycan, GAG)是含己糖醛酸是含己糖醛酸和己糖胺的重复二糖单位。和己糖胺的重复二糖单位。己糖胺己糖胺: 葡糖胺或半乳糖胺葡糖胺或半乳糖胺己糖醛酸：己糖醛酸： 艾杜糖醛酸或葡糖醛酸艾杜糖醛酸或葡糖醛酸34蛋白

13、聚糖蛋白聚糖 蛋白聚糖是一条或多条糖胺聚糖以共价蛋白聚糖是一条或多条糖胺聚糖以共价键与核心蛋白形成的大分子糖复合物化键与核心蛋白形成的大分子糖复合物化合物。合物。35基底膜蛋白聚糖基底膜蛋白聚糖基底膜蛋白聚糖中糖胺聚糖是硫酸肝素（肝素的二基底膜蛋白聚糖中糖胺聚糖是硫酸肝素（肝素的二糖单位为葡糖胺和艾杜糖醛酸；肝素高度硫酸化）糖单位为葡糖胺和艾杜糖醛酸；肝素高度硫酸化）此种硫酸化的糖胺聚糖带很多负电荷，结合阳离子此种硫酸化的糖胺聚糖带很多负电荷，结合阳离子（Na +, K+）和水形成胶体，从而提供一膨胀压，）和水形成胶体，从而提供一膨胀压，使得基底膜具有抵抗力。使得基底膜具有抵抗力。36 基底膜

14、蛋白聚糖通过它的核心蛋白与基底膜蛋白聚糖通过它的核心蛋白与型胶原，型胶原，或通过它的硫酸肝素链与层粘连蛋白结合，从而或通过它的硫酸肝素链与层粘连蛋白结合，从而与基底膜其它三种成分相互作用。与基底膜其它三种成分相互作用。基底膜蛋白聚糖连接层粘连蛋白和基底膜蛋白聚糖连接层粘连蛋白和型胶原网络型胶原网络37基底层结构基底层结构 基底层由相互交联的层粘连蛋白和基底层由相互交联的层粘连蛋白和型型胶原构成网状结构，巢蛋白和基底膜蛋胶原构成网状结构，巢蛋白和基底膜蛋白聚糖连接这些网状结构；层粘连蛋白白聚糖连接这些网状结构；层粘连蛋白通过与细胞受体结合，基底层结构得到通过与细胞受体结合，基底层结构得到巩固。巩固。38基底层由相互交联的层粘连蛋白和基底层由相互交联的层粘连蛋白和型型胶原构成网状结构，巢蛋白和基底膜蛋胶原构成网状结构，巢蛋白和基底膜蛋白聚糖连接这些网状结构；层粘连蛋白白聚糖连接这些网状结构；层粘连蛋白通过与细胞受体结合，基底层结构得到通过与细胞受体结合，基底层结构得到巩固。巩固。基底层结构基底层结构3940 谢谢