中間絲

中間絲

中間絲又稱中間纖維(intermediate filament,IF)直徑10nm左右,介於微絲(細肌絲)和肌球蛋白(粗肌絲)之間。與微管不同的是中間纖維是最穩定的細胞骨架成分,它主要起支撐作用。中間纖維在細胞中圍繞著細胞核分布,成束成網,並擴展到細胞質膜,與質膜相連結。因其粗細介於肌細胞和細肌絲之間,故命名為中間絲。

簡介

中間絲的成分與分布中間絲的成分與分布

中間絲又稱中間纖維(intermediate filament,IF)直徑10nm左右,介於微絲(細肌絲)和肌球蛋白(粗肌絲)之間。與微管不同的是中間纖維是最穩定的細胞骨架成分,它主要起支撐作用。中間纖維在細胞中圍繞著細胞核分布,成束成網,並擴展到細胞質膜,與質膜相連結。,最初是在平滑肌細胞內發現的直徑為10nm的繩

索狀結構。因其粗細介於肌細胞和細肌絲之間,故命名為中間絲。中間絲存在於絕大多數動物細胞內,細胞質中間絲通常是圍繞細胞核開始組裝,並延伸到細胞邊緣與細胞質膜上細胞連線如橋粒、半橋粒結構相連。通過細胞連線,中間絲將相鄰的細胞連成一體。在細胞核內,由一類特殊的中間絲蛋白家族成員構成的核纖層以正交網路形式分布,緊貼在核膜的內側。中間絲結構較微管和微絲穩定得多,用高鹽溶液和非離子去垢劑處理細胞時,構成細胞骨架的微管和微絲組分以及其細胞結構基本上都被除去,但由於中間絲有很強的抗抽能力而被保存下來。

類型

IF是一類形態上非常相似,而化學組成上有明顯差異的蛋白質,成分比微絲和微管都複雜,可根據組織來源的免疫原性分為5類:角蛋白(keratin)、結蛋白(desmin)、膠質細胞原纖維酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein)、波形纖維蛋白(vimentin)、神經纖絲蛋白(neurofilament protein),此外細胞核中的核纖肽(lamin)也是一種中間纖維。

中間纖維具有組織特異性,不同類型細胞含有不同IF蛋白質。腫瘤細胞轉移後仍保留源細胞的IF,因此可用IF抗體來鑑定腫瘤的來源。如乳腺癌和胃腸道癌,含有角蛋白,因此可斷定它來源於上皮組織。大多數細胞中含有一種中間纖維,但也有少數細胞含有2種以上,如骨骼肌細胞含有結蛋白和波形蛋白。

角蛋白

分子量約40~70KD,出現在表皮細胞中,在人類上皮細胞中有20多種不同的角蛋白,分為α和β兩類。β角蛋白又稱胞質角蛋白(cyto-keratin),分布於體表、體腔的上皮細胞中。α角蛋白為頭髮、指甲等堅韌結構所具有。

根據組成胺基酸的不同,亦可將角蛋白分為:酸性角蛋白(I型)和中性或鹼性角蛋白(II型),角蛋白組裝時必須由I型和II型以1:1的比例混合組成異二聚體,才能進一步形成中間纖維。

結蛋白

又稱骨骼蛋白skeletin,分子量約52KD,存在於肌肉細胞中,它的主要功能是使肌纖維連在一起。

膠質原纖維酸性蛋白

又稱膠質原纖維glial filament,分子量約50KD,存在於星形神經膠質細胞和周圍神經的許旺細胞。它主要起支撐作用。

波形纖維蛋白

分子量約53KD,廣泛存在於間充質細胞及中胚層來源的細胞中,波形蛋白一端與核膜相連,另一端與細胞表面處的橋粒或半橋粒相連,將細胞核和細胞器維持在特定的空間。

神經纖絲蛋白

是由三種分子量不同的多肽組成的異聚體,三種多肽是NF-L(low,60~70KD),NF-M(medium ,105~110KD),NF-H(heavy, 135-150KD)神經纖絲蛋白的功能是提供彈性使神經纖維易於伸展和防止斷裂。

結構

一種D=10nm 左右的細長管狀結構。

波形蛋白是中間絲的其中一種波形蛋白是中間絲的其中一種

動物細胞中普遍存在,玉米、菸草等植物中也發現

根據中間絲蛋白的胺基酸序列、基因結構、組裝特性以及在發育過程的組織特異性表達模式等,可將中間絲分為6種類型。

Ⅰ型(酸性)角蛋白

Ⅱ型(中性和鹼性)角蛋白。Ⅰ型和Ⅱ型角蛋白在上皮細胞內以異源而具體的形式參與中間絲的組裝。

Ⅲ型中間絲,如波形蛋白(vimentin,又稱波形絲蛋白)、結蛋白(desmin)/膠質纖維酸性蛋白(glial filament acidic prot-ein,GFAP,又稱膠質纖維絲蛋白)與外周蛋白(peripherin)。

Ⅳ型中間絲,包括3種神經絲蛋白亞基(NF-L;NF-M;NF-H)和α-介連蛋白(α-internexin)在波形蛋白和巢蛋白(nestin)表達一定時間後開始表達,並加入到細胞記憶體在的中間絲網路。

Ⅴ型中間絲蛋白包括細胞核核心纖層蛋白A及其剪下體核纖層蛋白C與核纖層蛋白B1和B2.

Ⅵ型中間絲蛋白包括巢蛋白、微管捲曲蛋白和desmuslin。

功能

①加固細胞骨架,與微管、微絲一起維持細胞形態和參與胞內物質運輸,並可固定細胞核。

②在細胞分裂時可能對紡錘體與中心體由空間定向於支架作用。

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