發(fā)布時間：2021-11-09 14:00

　　細胞具有感知周邊力學刺激并將其轉(zhuǎn)化為生理生化信號的能力,簡稱力生物學感應。這種能力使細胞能夠通過細胞骨架微結(jié)構(gòu)的重塑來適應周圍的物理微環(huán)境,并激活多個信號通路,影響和改變基因表達。這些現(xiàn)象包括了兩個重要過程:機敏感知（mechanosensing）和機械傳導（mechanotransduction）。在這些過程中,機械信號（力或者變形）從細胞外部環(huán)境被傳遞到細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)和細胞器上。細胞皮質(zhì)中的肌動蛋白細胞骨架蛋白是感知機械刺激和激活下游信號通路的主要參與者。定量了解單個細胞骨架蛋白的機械傳感機制對于剖析這些蛋白在各種信號通路和生理系統(tǒng)中的作用至關(guān)重要。在細胞層面,力生物學感應的結(jié)果常以細胞的形態(tài)變化表現(xiàn)出來。細胞能以球形、橢球形、蝶形和柱狀形等不同的形狀存在。這些形狀在外力和細胞內(nèi)力的作用下會發(fā)生變化和轉(zhuǎn)變。細胞形狀的維持及其變化很大程度上是由細胞骨架決定的。在已知的三種細胞骨架系統(tǒng)中,微絲系統(tǒng)在控制細胞形態(tài)過程中起著重要作用。在分子尺度,微絲骨架蛋白的變形包括分子間的變形和分子內(nèi)的變形。其中分子內(nèi)的變形又依賴于具體的分子結(jié)構(gòu),譬如肽序列,折疊狀態(tài)和二聚體（或低聚體）的組合狀態(tài)。目前... 

【文章來源】：中國科學技術(shù)大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：133 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．?１細胞中機械感應和機械轉(zhuǎn)導的示意圖??

端。ＡＴＰ的加入有助于提高肌動蛋白的穩(wěn)定性，并顯著降??低組裝的關(guān)鍵濃度。８?ｎｍ寬的肌動蛋白絲具有左旋螺旋形態(tài)，每個重復序列包含??１３個肌動蛋白單體，重復序列長度為３７?ｍｎ［７］。另外，肌動蛋白絲兩股線緩慢地彼??此纏繞可以形成右旋螺旋結(jié)構(gòu)。肌動蛋白單體相對最近的兩個鏈旋轉(zhuǎn)１６６°?［８］。??非肌肉肌球蛋白ＩＩ是常規(guī)肌球蛋白ＩＩ超家族的成員，由功能性六聚體單體組成，??該單體由兩條重鏈，兩條基本輕鏈（ＥＬＣ）和兩條輔助性性輕鏈（ＲＬＣ）組成，形??成一個５００ｋＤａ復合物（如圖１．２所示）。氨基末端馬達結(jié)構(gòu)域由催化核心組成，??該催化核心在結(jié)構(gòu)上與Ｒａｓ家族小ＧＴＰａｓｅ?—致，包括ｓｗｉｔｃｈ?Ｉ和ｓｗｉｔｃｈ?ＩＩ螺旋以??及Ｗａｌｋｅｒ?ｐ－環(huán)家族核苷酸結(jié)合域。該催化核心通過肌動蛋白結(jié)合界面和轉(zhuǎn)化域進行??功能化。轉(zhuǎn)化域連接到８納米長的ａ螺旋，由ＥＬＣ和ＲＬＣ包裹，形成杠桿臂。杠桿??臂連接至羧基末端的卷曲螺旋結(jié)構(gòu)域Ｈ。與肌動蛋白結(jié)合后，運動結(jié)構(gòu)域保持剛性，??而隨著ＡＴＰ水解產(chǎn)物的釋放，杠桿結(jié)構(gòu)域旋轉(zhuǎn)７０°角。杠桿臂的旋轉(zhuǎn)導致肌動蛋白??絲相對于肌球蛋白的螺旋狀線圈平移。??—＿＿＿＿＿?ＨＭＭ?＞??ｃ－ｉ?ｃ－ｙ?ＬＭＭ??１＾４???＾Ｈ??Ｖ??Ａｓｓｅｍｂｌｙ?Ｄｏｍａｉｎ??秦?ＲＬＣ??圖１．２肌球蛋白ＩＩ的結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)。ＨＭＭ和ＬＭＭ分別代表重肌球蛋白和輕肌球蛋白。??為了產(chǎn)生力并承受載荷，肌球蛋白丨丨必須組裝成雙極粗絲（ＢＴＦ）。這些組??件的范圍從少至八個（阿米巴蟲）到多達４００個六聚體（哺乳動物的骨骼�。４�??３??

?第一章緒論???多數(shù)哺乳動物的非肌肉肌球蛋白ＩＩ?（非肌肉重鏈ＩＩＡ，?ＩＩＢ和ＩＩＣ）組裝成１０至３０??個單體的ＢＴＦ，而盤基網(wǎng)柄菌肌球蛋白ＩＩ被認為組裝成具有７０個單體的ＢＴＦ。對??于雙歧桿菌，認為組裝過程是通過將兩種單體形成平行二聚體而發(fā)生的，并且這些??平行二聚體中的兩個連接在一起以形成反平行四聚體。一旦形成了反平行四聚體（穩(wěn)??定的核），ＢＴＦ就會通過并排（橫向）添加二聚體而生長，隨著更多二聚體的添加，??ＢＴＦ不會額外延長（圖１．３）?［ＩＧ］。在粗絲中，肌球蛋白ＩＩ分子被認為將它們的桿尾??平行堆疊在一起，并具有小的重疊，其中亞基通過靜電相互作用結(jié)合在一起［１１］。因??此，與肌肌球蛋白ＩＩ的粗絲在組裝時長度會增加時不同，Ｄｉｃｔｙｏｓｔｅｌｉｕｍ肌球蛋白單??體的長度為２５０?ｎｍ，而粗絲的長度僅為４００?ｎｍ，與組裝的單體數(shù)量無關(guān)。組裝過??程由肌球蛋白重鏈激酶（ＭＨＣＫｓ）調(diào)節(jié)，它使尾部區(qū)域中的三個關(guān)鍵蘇氨酸磷酸化??。這種磷酸化阻止了肌球蛋白單體組裝成ＢＴＦ，這對于維持盤基網(wǎng)柄菌細胞中單??體肌球蛋白的自由區(qū)（占總肌球蛋白ＩＩ的８０－９０％）是必需的。??ｍｏｎｏｍｅｒ?＾??ｄｉｍｅｒ?丫??ｔｅｔｒａｍｅｒ?—???ｂｉｐｏｌａｒ?ｔｈｉｃｋ??ｆｉｌａｍｅｎｔ??圖１．３非肌肉肌球蛋白ＩＩ組裝過程的圖示。??ＡＣＬＰ可以將肌動蛋白絲組織成束和分支網(wǎng)絡，這取決于它們的分子結(jié)構(gòu)（如??圖１．４所示），動力學特性和濃度［１３】。束狀ＡＣＬＰ包括肌成束蛋白，ｆｏｒｋｅｄ，ｖｉｍｎ，??ｆｉｍｂｒｉｎ，?ｅｓｐｉｎ，?ｓｃｒｕｉｎ，?ｐｌａｓｔｉｎ，?ｃｏｒｔｅｘｉｌｌｉｎ


本文編號：3485489