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医学细胞生物学细胞外基质和其和细胞的相互作用
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细胞外基质extracellular matrix, ECM：是细胞分泌到细胞外空间 分泌蛋白和多糖 组成 精密有序 网状结构
组成 细胞外基质 大分子 种类繁多，大致分为三类：
①糖胺聚糖与蛋白聚糖；②胶原和弹性蛋白；③非胶原糖蛋白：纤连蛋白 和 层粘连蛋白
细胞外基质主要组成成份
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从结构表现形式上，细胞外基质 主要由 凝胶样基质 和纤维网架 组成
凝胶样基质：糖胺聚糖、蛋白聚糖
纤维网架：胶原、弹性蛋白
黏着作用：纤连蛋白、层粘连蛋白
细胞外基质含量 因组织种类而不一样，上皮、肌组织、脑 等含量较少； 结缔组织中 细胞外基质 含量最大
细胞外基质 组分、组装形式 由其产
生细胞决定，并与组织细胞 特殊功效 需要 相适应；如 角膜 透明柔软片层 细胞外基质
细胞外基质 不但支持、连接、保水、 保护，对细胞行为产生全方位影响
细胞外基质主要组成成份
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糖胺聚糖与蛋白聚糖
糖胺聚糖 glycosaminoglycan, GAG 与 蛋白聚糖proteoglycan, PG 是一些 高分子量 含糖化合物，组成细胞外高度亲水凝胶，赋予组织良好弹性和抗压性
糖胺聚糖是由重复二糖单位组成直链多糖
糖胺聚糖是由重复二糖单位组成直链多糖，过去称“黏多糖”
二糖单位之一：氨基己糖（N-乙酰氨基葡萄糖 / N-乙酰氨基半乳糖）
另一个 二糖单位：糖醛酸（葡萄糖醛酸 / 艾杜糖醛酸）
因糖残基上常有硫酸基团、羧基，故呈强负电性
细胞外基质主要组成成份
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据糖残基性质、连接方式、硫酸化数量和存在部位，可分为六种：①透明质酸 hyaluronic acid, HA ②硫酸软骨素 chondroitin sulfate, CS ③硫酸皮肤素 dermatan sulfate, DS ④硫酸乙酰肝素 heparan sulfate, HS ⑤肝素 heparin ⑥硫酸角质素 keratan sulfate, KS
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透明质酸
硫酸软骨素
硫酸皮肤素
硫酸乙酰肝素
滑液、玻璃体
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透明质酸 是氨基聚糖中 结构最简单一个，其二糖单位是 N-乙酰氨基葡萄糖 和 葡萄糖醛酸
5000~25 000个二糖重复单位排列组成，不发生硫酸化
透明质酸糖醛酸羧基 带有大量负电荷，其相斥作用使整个分子伸展膨胀，占据很大空间
其表面有大量亲水基团，可结合大量水分子，形成凝胶；一个透明质酸分子 能够占据1000倍于本身分子空间
在有限空间可产生 膨胀压，赋予组织良好 弹性和抗压性
透明质酸 是种主要糖胺聚糖，在组织创伤、早期胚胎中尤为丰富，促进细胞迁移和增殖；是胚胎发育早期空间填充物，用于定形，如 心脏形成；作为关节液主要成份，有润滑作用
任务完成后，可被透明质酸酶 降解
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蛋白聚糖是由糖胺聚糖和关键蛋白共价结合形成高分子量复合物
蛋白聚糖 proteoglycan, PG 是由 糖胺聚糖（透明质酸 除外）与 关键蛋白 共价形成 高分子复合物，是含糖量极高糖蛋白
其分子量大，含糖量高，可达分子量95%
关键蛋白 为单链多肽，一条关键蛋白 分子上 可连接1~100条以上 糖胺聚糖 （相同或不一样 糖胺聚糖；糖链普通 较短，300个糖基以下），形成 蛋白聚糖单体
细胞外基质主要组成成份
虚线框内 蛋白聚糖单体
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若干个 蛋白聚糖单体 经过 连接蛋白 linker protein，以 非共价键 与透明质酸 结合，形成 蛋白聚糖多聚体
软骨中蛋白聚糖复合体 是已知最巨大分子，其 糖胺聚糖 为硫酸软骨素 和 硫酸角质素，分子量 高达数百万，长达几微米，使软骨含有良好 弹性、抗压性
细胞外基质主要组成成份
软骨细胞
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细胞外基质主要组成成份
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关键蛋白 在粗面内质网 核糖体上合成，多糖侧链 在高尔基复合体中 装配到 关键蛋白上——蛋白聚糖 单体
装配时，首先一个 专一四糖(Xyl-Gal-Gal-GlcUA) 结合到 关键蛋白 丝氨酸残基上；然后在 糖基转移酶 作用下，一个个糖基依次 加上，形成 糖胺聚糖 糖链
细胞外基质主要组成成份
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