? 质子顺梯度回流并释放出能量，驱动结合在内膜上的ATP合酶，催化ADP磷酸化合
成ATP。
? mtDNA突变与疾病
? 线粒体含有自身独特的环状DNA，但其DNA是裸露的，易发生突变且很少能修复。 ? 以线粒体结构和功能缺陷为主要疾病原因的疾病常称为线粒体疾病（mitochondrial
disorders）。
? 疾病过程中的线粒体变化
? 线粒体对外界环境因素的变化很敏感，一些环境因素的影响可直接造成线粒体功能
的异常。
? 随着年龄的增长，线粒体的氧化磷酸化能力下降。 ? 线粒体脑肌病（Kearns-Sayre syndrome）
? 病症：从眼部到心脏
? 影像学特征：CT可发现基底节区对称性钙化，脑萎缩；MRI发现中枢神经系统高代
谢区多发、游走性的信号异常，长T1长T2信号，FLAIR及DWI 为高信号，病变区脑回肿胀，但无水肿及占位效应，不按血管分布；MRS是发现本病的最早方法，可见NAA降低和Lac 升高。 ? 病因：mtDNA的缺失
【第七章 细胞骨架与细胞的运动】
1. 掌握细胞骨架的概念及基本组成成分。
2. 掌握微管、微丝、中间纤维的结构、组成、装配及其功能。 3. 熟悉微管、微丝、中间纤维的形态及影响其组装的因素。
细胞骨架 (cytoskeleton)：
是指真核细胞质中的蛋白纤维网架体系，对于细胞的形状、细胞的运动、细胞内物质的运输、染色体的分离和细胞分裂等均起着重要作用。细胞骨架的多功能性依赖于三类蛋白质纤维：微管、微丝和中间纤维。
细胞骨架研究方法 考马斯亮蓝染色
荧光抗体标记 电子显微镜
第一节 微管（microtubule） 一、微管蛋白与微管的结构 1、电镜下的微管(24～26nm) 2、微管蛋白（tubulin）
α-微管蛋白、 β-微管蛋白 、γ-微管蛋白
? 在α-微管蛋白和β-微管蛋上各有一个GTP结合位点、Mg2+、Ca2+结合位点和一个秋水
仙素结合位 ? γ-微管蛋白
定位于微管组织中心（microtubule organizing center ，MTOC）
MTOC 在空间上为微管装配提供始发区域，控制着细胞质中微管的形成、数量、位置、
极性确定和细胞分裂。
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3、微管的结构
微管以微管蛋白α、β异二聚体为基本构件。
微管中微管蛋白二聚体头尾相接形成原纤维，再经过原纤维的两端和侧面增加二聚体扩展成为片层，当片层达到13根原纤维时即合拢成一段微管，然后新的异二聚体再不断增加到微管的两端使之不断延长。
微管蛋白异二聚体
A． 微管的结构模式图； B． 微管横切面电镜图像（右）
和其模式图
4、微管的三种存在形式
单管微管
二联管
Cilia(纤毛)、 flagella(鞭毛)
三联管
Centriole（中心粒）basal body（基体）
单管： 由13根原纤维组成，是细胞质中主要的存在形式，分散或成束分布，但不稳定，
易受低温、钙离子等因素的影响而发生解聚。
二联管：由A、B两根单管组成，A管有13根原纤维，B管有10根原纤维，与A管公用3
根原纤维，主要分布于纤毛和鞭毛内。
三联管：由A、B、C三根单管组成，A管有13跟原纤维，B管和C管均由10根原纤维组成，
分别与A管和B管公用3根原纤维，主要分布于中心粒及鞭毛和纤毛的基体中。
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? 二联管和三联管是比较稳定的微管结构 5.微管的极性
微管具有极性，正端（+）生长速度快，负端（-）生长速度慢，微管蛋白在正端的添加速度高于负端。
二．微管结合蛋白(microtubule associated protein，MAP)
这是一类以恒定比例与微管结合，调节微管活性的 一类蛋白，是维持微管结构和功能的必需成份。
1．微管结合蛋白的种类和特点
MAP-1、MAP-2、tau 主要存在于神经元中 MAP-4 广泛存在于各种细胞中
各种MAP的活性主要通过蛋白激酶和磷酸酶控制
不同的微管结合蛋白在细胞中有不同的分布区域，执行特殊功能
例：在神经细胞中，tau只存在于轴突中，而MAP-2则分布于胞体和树突中。
三、微管的装配与动力学 （一）微管装配的特点
1、微管的装配主要表现为动态不稳定性 ? 该模型认为，微管组装过程不停地在增长和缩短两种状态中转变，表现动态不稳定 性；
? 微管组装时，游离微管蛋白的浓度和GTP水解成GDP的速度决定微管的稳定性： 2、微管的装配过程可分三个时期： ? 成核期（nucleation phase）
管蛋白聚合成短的寡聚体（核心） 片状 微管
? 聚合期（polymerization phase）
聚合速度大于解聚速度，微管延长
? 稳定期（steady state phase）
聚合速度等于解聚速度（游离管蛋白达到临界浓度） （二）微管的体外装配
微管蛋白异二聚体达到临界浓度(1mg/ml)、有Mg2+存在，（无Ca2+）、pH6.9、37℃、异二聚体即聚合成微管，同时需要由GTP提供能量。
极性装配 ：
装配快的一端（β微管蛋白）为（+）极， 装配慢的一端（α微管蛋白）为（-）极 踏车现象：组装和去组装达到平衡 （三）微管的体内装配
? 微管的装配起始于微管组织中心，主要作用是帮助细胞质微管装配过程中成核
? γ-TuRC可形成含有10-13个γ微管蛋白分子的环状结构，可刺激微管核心形成， 并包裹微管负端，阻止微管的掺入
? 微管组织中心在中心体中，是微管装配的起始结构
? 微管组织中心主要存在部位：中心体和纤毛、鞭毛的基体
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A.中心体的无定形蛋白基质中含有γ微管蛋白环,它是微管生长的起始部位; B.中心体上的γ微管蛋白环;
C.中心体与附着其上的微管,负端被包围在中心体中,正端游离在细胞质中;
(四)影响微管组装和解聚的因素
2+ pH、37 ℃ 、 GTP、Mg
2+ 0～ 4 ℃ 、Ca
微管蛋白的临界浓度
微管特异性药物：
抑制微管组装的药物：秋水仙素、长春新碱 稳定微管的药物 ：紫衫醇
四、微管的功能
（一）构成网状支架，支持和维持细胞的形态 （二）参与中心粒、纤毛和鞭毛的形成 （三）参与细胞内物质的运输
微管为细胞内物质的运输提供轨道，通过马达蛋白完成物质运输任务: 1、马达蛋白（motor protein）
? 指介导细胞内物质沿细胞骨架运输的蛋白质 (利用ATP水解产生的能量驱动自携 带运载物沿着微管或肌动蛋白丝运动的蛋白) ? 可分为三个不同的家族： （1）驱动蛋白（kinesin） 以微管作为运行轨道
（2）动力蛋白（dynein） （3）肌球蛋白（myosin） 肌动蛋白纤维作为运行轨道
微管为细胞内物质的运输提供轨道，通过马达蛋白完成物质运输任务.
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头部：具有ATP酶活性，水解ATP产生能量 尾部：与被转运组分结合
（四）维持细胞内细胞器的空间定位和分布
参与内质网、高尔基复合体 、纺锤体的定位 （五）参与染色体的运动，调节细胞分裂 （六）参与细胞内信号传导
微管参与 Hedgehog、 JNK 、 Wnt 、 ERK及 PAK蛋白激酶信号传导通路。信号分 子可直接与微管作用或通过马达蛋白和一些支架蛋白来与微管作用；
第二节 微 丝（microfilament，MF）
概 述:微丝（microfilament，MF）是由肌动蛋白组成的细胞丝，因此又称肌动蛋白丝（actin filament）
一、肌动蛋白与微丝的结构 1.肌动蛋白的结构
微丝主要成分是肌动蛋白（G-actin）,有多种亚型。单体外观呈哑铃形，称G-肌动蛋白, 由2个亚基组成，具有阳离子（M2+和K+ 或 Na+）、ATP（或ADP）和肌球蛋白结合位 点；
2、肌动蛋白具有极性
微丝是由两条肌动蛋白单链聚合而成的双螺旋结构。肌动蛋白单体具有极性，装配时首尾相接形成螺旋状纤维，因此微丝也有极性，一端为相对迟钝和生长慢的负端（minus end）；另一端为生长快的正端（plus end）;
二．肌动蛋白结合蛋白(actin-binding protein）
是细胞内存在的一大类能与肌动蛋白单体或肌动蛋白纤维结合的、能改变其特性的蛋白 （有100多种）
按其功能可分为三大类：
①?? F-肌动蛋白的聚合有关的蛋白； ②?? 与微丝结构有关的蛋白； ③?? 微丝收缩有关的蛋白 ；
三、微丝的装配机制
（一）微丝的组装过程分为三个阶段
成核期：微丝组装的限速过程。
聚合期：肌动蛋白在核心两端聚合，正端快，负端慢。 稳定期：聚合速度与解离速度达到平衡。 （二）微丝组装的踏车模型和非稳态动力学模型
1 、踏车模型
在微丝装配时，当G-肌动蛋白达到一定浓度时，微丝出现一端因添加G-肌动蛋白单 体而延长，另一端因解聚释放肌动蛋白而缩短，微丝长度不变，表现踏车行为； 2、非稳态动力学模型
认为ATP是调节微丝组装的动力学不稳定性行为的主要因素,ATP-肌动蛋白浓度与其 聚合速度呈正比,其长度总是在延长和缩短的变化之中,呈动力学不稳定状态
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