9章 细胞骨架_第九章细胞骨架
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1.微丝的组装过程?
成核反应:有Arp2/3蛋白复合物参与,肌动蛋白单体与Arp2和3等5种蛋白相互作用,形成起始复合物。
纤维延长:肌动蛋白具有ATP酶活性,单体的组装首先与ATP结合,组装到微丝末端的肌动蛋白发挥其ATP酶活性,将结合的ATP水解为ADP。如果组装速度快于肌动蛋白水解ATP的速度时,微丝末端将形成肌动蛋白-ATP帽,微丝可以继续组装,否则,微丝末端结合的肌动蛋白-ADP时,微丝结构倾向于去组装。2.肌肉收缩的滑动模型? 1. 动作电位的产生
来自脊髓运动神经元的神经冲动经轴突传到神经肌肉节点——运动终板,使肌细胞胞质膜去极化,并经T小管传至肌质网。2.Ca离子的释放
肌质网去极化后释放Ga离子至即将肌浆中,有效触发钙离子浓度升高,达到收缩期的钙离子阈浓度。3.原肌球蛋白位移
钙离子与肌钙蛋白C结合,引起肌钙蛋白构象变化,肌钙蛋白C与肌钙蛋白I、肌钙蛋白T结合力增强,肌钙蛋白I与肌球蛋白结合力削弱,使肌动蛋白与肌钙蛋白I脱离,变成应力状态;同时,肌钙蛋白T使原肌球蛋白移位到肌动蛋白双螺旋沟的深处,消除肌动蛋白与肌球蛋白结合的障碍。4.激动蛋白丝与肌球蛋白丝的相对滑动 肌球蛋白头部与激动蛋白附着。肌球蛋白头部是一种依赖于肌动蛋白所活化的ATP酶,与激动蛋白的结合引起肌球蛋白头部朝着肌动蛋白细丝弯曲,同时释放ADP+Pi和能量,弯曲后的肌球蛋白头部能结合ATP,从而与激动蛋白分开,肌球蛋白一旦释放及恢复到原来的构型,结果使细肌丝与粗肌丝之间产生滑动,表现为ATP水解和肌肉收缩。如果仍有高浓度的钙离子存在,肌球蛋白将继续下一个周期,沿肌动蛋白丝滑动。5.钙离子的回收
到达肌细胞的一系列活动一经停止,肌质网就通过主动运输冲吸收钙离子,于是收缩周期停止。3.肌肉收缩过程图解?
1.弯曲后的肌球蛋白头部结合ATP,减弱肌动蛋白与肌球蛋白的结合,进而导致肌球蛋白与肌动蛋白分开;
2.ATP水解为ADP+Pi,但水解产物仍与肌球蛋白结合,获能的肌球蛋白头部发生旋转,垂直于肌动蛋白丝;
3.在依赖于钙离子的条件下,肌球蛋白头部与相邻的肌动蛋白丝结合;
4.肌球蛋白头构象发生变化,与肌动蛋白丝成45°角,拉动肌动蛋白丝导致肌动蛋白丝相对于肌球蛋白丝的滑动,在此过程中Pi和ADP相继释放。
4.微管的结构组成与组装过程,微管的动力学性质? 5.微管的功能? 1.支持和维持细胞的形态 2.细胞内物质运输 3.细胞运动
4.纺锤体与染色体运动 5.植物细胞壁形成 6.纤毛和鞭毛运动
6.肌球蛋白、驱动蛋白与胞质动力蛋白的结构与功能?
7.驱动蛋白沿微管运动的分子机制?两个模型,解释步行模型?
一种是步行模型,另一种是尺蠖爬行模型。
马达结构域每水解一个ATP分子,整个分子就向前移动一步(两个微管蛋白亚基的长度,约8nm)。在驱动蛋白沿微管步移过程中,这种循环交替进行。当前面的马达结构域与ATP结合时导致驱动蛋白发生构象变化,后面的马达结构域向前移动,并越过前面的马达结构域移动到微观正极一侧的另一个新的结合位点(共移动16nm)。此时,处于前面的一个马达结构域(原来处于后面的那个)释放ADP,处于后面的那个(原来处于前面)马达结构域水解ATP,使得驱动蛋白二聚体处于开始时的状态,但两个头部交换了位置,整个分子则向微管的正极移动了一步,即2个微管蛋白亚基的长度。在这一循环的运行过程中,两个马达结构域与微管之间交替结合,每个驱动蛋白的头部有一半以上的时间与微管处于结合状态,另外的时间与微管处于分离状态。
8.纤毛与鞭毛的结构与运动机制? 在结构上,完整的纤毛和鞭毛是细胞质膜所包被的细长突起,内部是由微管构成的轴丝结构。纤毛的轴丝的外周是9组二联体微管,中间是2根由中央鞘所包围的单体微管。这种轴丝微管的排列方式被称为“9+2排列”.与中心体微管一样,所有的轴丝微管的极性都是正极端向外,即指向纤毛或鞭毛的顶端。外围二联体微管由A管和B管组成,其中A管为完全微管,由13个球形亚基环绕而成,B管为不完全微管,仅由10个亚基构成,另3个亚基与A管共用。中央微管均为单体微管。
中央鞘和外围9组二联体微管的A管之间由放射辐相连。相邻的二联体微管之间通过连接蛋白相连。有2个动力蛋白臂从二联体微管的A管伸出,分别位于轴丝的内侧与外侧,它们与相邻二联体微管的B管相互作用使纤毛和鞭毛产生局部弯曲。
机制:1.A管动力蛋白头部与B管的接触促使动力蛋白结合的ATP水解,产物释放,同时造成头部角度的改变。2.新的ATP结合使动力蛋白头部与B管脱离。3.ATP水解,其释放的能量使头部的角度复原。
4.带有水解产物的动力蛋白头部与B管上另一位点结合,开始有一次循环。
9.简述与微管微丝结合的特异性药物及其功能? 10.中间丝的主要类型与组成成分?
Ⅰ形和Ⅱ型角蛋白:以异源二聚体形式参与中间丝的组装,分布于上皮细胞内。Ⅲ型中间丝:波形蛋白、结蛋白、胶质纤维酸性蛋白和外周蛋白 Ⅳ型中间丝:3种神经丝蛋白亚基和α介连蛋白。Ⅴ型中间丝:核纤层蛋白。
Ⅵ型中间丝:巢蛋白、微管卷曲蛋白和desmuslin。11.中间丝的组装过程?
A两个单体的杆状区以平行排列的方式形成双股螺旋的二聚体。B两个二聚体以反向平行和半分子交错的形式组装成四聚体。C四聚体首尾相连形成原纤维 D8根原纤维构成圆柱状10nm纤维
四聚体之间在纵向和侧向相互作用,最终形成横截面由32个中间丝蛋白分子组成,长度不等的中间丝。12.中间丝的功能?