第七章细胞骨架与细胞的运动复习提纲

第一篇：第七章细胞骨架与细胞的运动复习提纲

细胞骨架

胶原细胞外基质非胶原糖蛋白氨基聚糖和蛋白聚糖弹性蛋白广义细胞骨架细胞膜骨架细胞质骨架微丝微管中间纤维细胞核骨架核基质核纤层染色体骨架微管

微管的一般特征

 微管的形状：为中空的管状结构。

 微管的组成：由微管蛋白和微管结合蛋白组成。 微管的基本结构：微管蛋白α、β异二聚体  微管的特性：极性。（头尾相接，以---方式排列，因而原纤维具有极性。增长速度快的为正端，另一端为负端。） 基本功能：细胞器的定位和物质运输。

 微管组成的细胞器：纤毛、鞭毛、基体、中心体、纺缍体等。 三种存在形式：单管、二联管、三联管 微管的装配与动力学

（一）体外装配：

成核期（延迟期）、聚合期（延长期）、稳定期（平衡期）

（二）体外装配动力学

1、动态不稳定性

主要因素：GTP是调节微管组装的动力学不稳定性行为的主要因素。微管蛋白浓度、pH值、温度 微管的组装过程：

① GTP-微管蛋白对微管末端的亲和性大，易在其末端结合。GDP-微管蛋白对微管末端的亲和力小，易从微管末端解聚。

② GTP-微管蛋白的聚合与其浓度有关，当GTP-微管蛋白的浓度高时，其在末端聚合的速度快，使微管延长。③ 当GTP-微管蛋白在末端聚合后，GTP水解为GDP，GTP-微管蛋白的聚合速度大于GTP的水解速度时，在微管末端形成一GTP帽，使微管能稳定的延长。

④ 随着GTP-微管蛋白的浓度的下降，微管末端聚合速度下降，GTP-微管蛋

鬼笔环肽

与微丝有强亲合作用, 稳定微丝, 抑制解聚 微丝的功能

1)构成细胞的支架，维持细胞的形态。2)作为肌纤维的组成成分，参与肌肉收缩 3)参与细胞分裂 4)参与细胞运动

5)参与细胞内的物质运输 6)参与细胞内的信号转导

中间纤维（非极性、组织特异性）

中间纤维的一般特征:  中间纤维的直径约为10nm，介于肌肉粗丝和肌肉细丝之间，因而得名； 其单体为杆状蛋白；  不存在可溶性蛋白库；

 其结构及组装均不表现极性、无踏车行为；  具有组织细胞特异性；  多分布于核的外侧；

 功能：赋予细胞强大的机械强度。中间纤维的组装

１、IF单体蛋白以平行,且相互对齐的方式形成双股超螺旋二聚体.2.二聚体以反相平行的四聚体

3.每个四聚体又进一步,组装成原丝

4.两根原丝相互缠绕,以半分子长度交错的原则形成原纤维,即八聚体 5.四根原纤维互相缠绕最终成为中间纤维

中间纤维的功能

1)中间纤维在细胞内形成一个完整的网状骨架系统。2)中间纤维提供细胞的机械强度作用 3)中间纤维参与细胞连接

4)中间纤维参与细胞内信息传递及物质运输 5)中间纤维维持细胞核膜稳定 6)中间纤维参与细胞分化。

第二篇：细胞生物学网络课程-第十章 细胞骨架与细胞运动

课程学习： 10.细胞骨架与细胞运动 >> 10.3.4 肌细胞: 特化的肌收缩功能

10.3.4 肌细胞: 特化的肌收缩功能

肌细胞在进化的过程中形成了一种高度特化的的功能:肌收缩(muscle

contraction)。在肌细胞中, 肌动蛋白和肌球蛋白联合形成一种复合物:称为肌动球蛋白(actomyosin), 一种高度有序的结构, 并能高效地工作。

■ 骨骼肌细胞的基本结构 ● 肌纤维(myofibers)

肌纤维(myofibers)是圆柱形的肌细胞(长度可达40mm, 宽为10-100μm), 并且含有许多核(可多达100个核)。每个肌纤维被一层细胞质膜包被，这种细胞膜称作肌纤维膜(sarcolemma)。扁平的细胞核位于肌纤维膜的下方，并沿细胞的长度多点分布。

● 肌原纤维(myofibril)

肌原纤维是横纹肌中长的、圆柱形的结构。肌原纤维有明暗相间的带，明带称为I带(I band)，暗带称为A带(A band)。在I带中有一条着色较深的线, 叫Z线。

● 肌节(sarcomere)

肌节是Z线将肌原纤维分成的一系列的重复单位,含有一个完整的A带和两个二分之一I带（图10-46）, 肌节是肌收缩的单位。

图10-46 肌细胞的结构 ■ 肌原纤维的结构

在电子显微镜下揭示肌原纤维是由两种类型的长纤维构成, 一种是细肌丝，直径为6nm；另一种是粗肌丝，直径为15nm。明带只含有细肌丝，所以比较亮，而暗带之所以暗，是因为有粗肌丝和细肌丝的重叠。粗肌丝的长度占据整个A带，而细肌丝没有伸展到A带的中央区，所以A带的中央区也比较明亮，该区叫H带(图10-47)。

图10-47 肌原纤维的结构

● 粗肌丝(think filament)组成肌节的肌球蛋白丝。

● 细肌丝(thin filament)组成肌节的肌动蛋白丝。细肌丝是由三种蛋白组成, 除了肌动蛋白外, 还有两个结合蛋白, 即原肌球蛋白和肌钙蛋白。

细肌丝的两端分别与两个不同的肌动蛋白加帽蛋白结合(图10-48),一个是CapZ蛋白, 另一个是原肌球调节蛋白(tropomodulin)。

图10-48 肌节中与细肌丝结合的加帽蛋白的结合部位和作用

CapZ蛋白结合在肌动蛋白的(+)端, 位于Z线。原肌球调节蛋白结合在肌动蛋白的(-)端。这两种蛋白的结合有利于细肌丝的稳定, 防止去聚合。

● Z线(Z disk)是纤维网状结构, 它的主要功能是锚定肌动蛋白纤丝的正端。至于肌动蛋白纤丝是如何同Z线结合的, 尚不清楚, 推测加帽蛋白Cap Z蛋白和交联蛋白α-辅肌动蛋白(α-actinin)都有作用。α-辅肌动蛋白是Z线提取物中的主要成份, 它很可能在I带中将细肌丝交联成束。● 原肌球蛋白(tropomyosin, Tm)

原肌球蛋白是细肌丝中肌动蛋白的结合蛋白，由两条平行的多肽链组成α螺旋构型，每条原肌球蛋白首尾相接形成一条连续的链同肌动蛋白细肌丝结合, 正好位于双螺旋的沟(grooves)中。每一条原肌球蛋白有7个肌动蛋白结合位点，因此Tm同肌动蛋白细肌丝中7个肌动蛋白亚基结合(图10-49a,b)。

● 肌钙蛋白(troponin.Tn)

肌钙蛋白由3个多肽，即肌钙蛋白T(Tn-T)、肌钙蛋白I(Tn-I)、肌钙蛋白C(Tn-C)组成的复合物。Tn-T是一种长形的纤维状分子(图10-49c), Tn-I和Tn-C都是球形分子。Tn-I能够同肌动蛋白以及Tn-T结合, 它同肌动蛋白的结合就抑制了肌球蛋白与肌动蛋白的结合。Tn-C是肌钙蛋白的Ca结合亚基，Tn-C控制着原肌球蛋白在肌动蛋白纤维表面的位置。在细肌丝上大约每隔40nm就结合有一个肌钙蛋白。

2+

图10-49 原肌球蛋白及其结合蛋白

(a)原肌球蛋白的螺旋结构;(b)原肌球蛋白的序列特征, C是保守区, V是可变区, 不同来源的原肌球蛋白的V区序列可能不同;非肌细胞中的原肌球蛋白的长度要短些, 但保守区的组成相同;(c)原肌球蛋白、肌钙蛋白和肌动蛋白的结合关系。

肌联蛋白(titin)与伴肌动蛋白(nebulin)在肌节中除了上述的蛋白成分外,还有两种重要的蛋白:肌联蛋白和伴肌动蛋白(图10-50)。

图10-50 肌联蛋白-伴肌动蛋白纤维系统对粗肌丝和细肌丝的稳定作用(a)每条粗肌丝都有肌联蛋白纤维维持它的稳定,跨度起自Z线到M线;每条细肌丝的(+)端到(-)都结合有伴肌动蛋白纤维；(b)用凝溶脚蛋白（一种纤维切割蛋白）处理肌细胞, 破坏了肌节中的细肌丝, 没有了肌动蛋白的支持, 伴肌动蛋白凝缩在Z

线。

■ 肌收缩的滑动丝模型(sliding filament model)及分子基础 ● 实验依据

研究发现:肌收缩过程中，肌节几乎缩短50%，但是肌节的A带的长度并没有发生变化。肌节的缩短只是伴随着I带的缩短，在整个收缩的肌纤维中，I带几乎消失了。

● 滑动丝模型

两个英国研究小组的科学家们提出滑动丝模型解释肌收缩的机理。他们推测:肌节的缩短并不是因纤丝的缩短而引起, 而是由纤丝互相滑动所致。细肌丝向肌节中央滑动, 肌丝滑进了A带之中导致重叠部分增加, 使得I带和H带的宽度缩小, 其结果是缩短了肌节，减少了肌纤维的长度(图10-51)。

图10-51 肌收缩时肌节的收缩

(a)肌收缩时肌节长度变化及肌节结构差异示意图。在肌收缩时,肌球蛋白的交联桥(cross-bridge)与周围的细肌丝接触, 细肌丝被推动滑向肌节的中心。(b)肌

收缩时的电子显微镜照片。

● 肌球蛋白Ⅱ的作用

粗肌丝同细肌丝之间的滑动主要涉及粗肌丝中肌球蛋白Ⅱ的头部同肌动蛋白细肌丝接触，产生细肌丝与粗肌丝之间的交联桥(crossbridges)，才能产生滑动。研究发现: 肌收缩时,每个肌球蛋白的头都向外伸出, 并与细肌丝紧紧地结合, 形成细肌丝与粗肌丝间的交联桥。肌球蛋白Ⅱ的头部一旦同细肌丝结合, 头部就会快速向中心部位弯曲，使细肌丝沿粗肌丝向肌节中央移动5～15nm。

● 旋转升降臂(swinging lever arm)假说

1993年Ivan Rayment 等提出旋转升降臂假说解释肌球蛋白与肌动蛋白之间滑动的机理:他们认为ATP水解释放出的能量诱导肌球蛋白头部构型发生少许改变, 然后通过旋转使肌球蛋白α螺旋的颈部伸展,实际上,肌球蛋白的颈部作为强度极高的升降臂(lever arm),引起肌动蛋白纤维快速的远距离滑动(图10-52)。

图10-52 肌球蛋白颈部作为旋转升降臂开关的模型, 详见正文

什么是滑动丝模型和旋转升降臂假说? ■ Ca离子在肌收缩中的作用 2+● 原肌球蛋白的抑制作用

原肌球蛋白能够同7个肌动蛋白单体结合，并封闭了肌动蛋白上同肌球蛋白结合的位点。在这种情况下，肌节中的粗肌丝和细肌丝之间不可能形成交联桥，只有解除原肌球蛋白对肌动蛋白纤维的抑制，才有可能形成交联桥(图10-53)。

图10-53 原肌球蛋白在肌收缩中的作用

当原肌球蛋白处于b位时,抑制了肌球蛋白头部与肌动蛋白的结合, 当原肌球蛋白移动到a位时, 解除了抑制的肌球蛋白的头部得以同肌动蛋白接触。● Ca离子对肌收缩的调节作用

细胞中Ca离子浓度能够调节原肌球蛋白对肌动蛋白的抑制作用, 因为高浓度的Ca离子能够同肌钙蛋白的Tn-C亚基结合，改变原肌球蛋白同肌动蛋白结合的位置，解除原肌球蛋白对肌动蛋白的抑制，露出与肌球蛋白结合的位点(图10-54)。2+2+2+

图10-54 Ca离子对原肌球蛋白与肌动蛋白结合的影响

当Ca离子很低时, 肌动蛋白上与肌球蛋白结合的位点被原肌球蛋白占据, Ca2+

2+

2+离子浓度高时, 通过与肌钙蛋白Tn-C亚基的结合, 改变原肌球蛋白在肌动蛋白纤维中的结合部位,暴露出与肌球蛋白结合的位点。

● Ca离子浓度调节:肌收缩与神经兴奋相偶联

神经系统的电信号传递是以膜电位的形式沿着神经细胞传递的,这种膜电位叫动作电位(action potentials)。当动作电位到达神经细胞末梢时，它触发神经递质扩散，穿过轴突，并同相邻靶细胞的质膜结合，使细胞质膜去极化，最后信号通过与肌质网相邻的T管激发肌质网向胞质溶胶释放贮存的Ca2+离子, 从而使胞质溶胶中的Ca2+离子浓度快速升高, 使电信号转变成化学信号(图10-55)。2+

图10-55 肌质网对骨骼肌胞质溶胶中Ca离子浓度的调节作用

(a)肌纤维的三维结构图;(b)SR释放Ca离子。①神经信号传递到肌纤维的细胞质膜,经T管靠近肌质网;②诱导肌质网释放Ca离子, 使胞质溶胶中Ca离子浓度升高。

释放出来的Ca离子同肌钙蛋白结合，解除原肌球蛋白对肌动蛋白的抑制，使得粗肌丝肌球蛋白的头部得以同肌动蛋白接触，形成交联桥。然后再由ATP同肌球蛋白头部的ATP结合位点结合，并通过ATP的水解提供能量，以及肌球蛋白头部构型的变化，引起粗肌丝与细肌丝间的滑动，产生肌肉的收缩。

怎样通过Ca离子浓度调节使肌收缩与神经兴奋相偶联?

2+

2+

2+2+2+2+

第三篇：《医学细胞生物学》第07章 细胞骨架与细胞的运动讲解

一、名词解释

1、细胞骨架

2、应力纤维

3、微管

4、微丝

5、中间纤维

6、踏车现象

7、微管组织中心（MTOC）

8、胞质分裂环

二、填空题

1、_____是一种复杂的蛋白质纤维网络状结构，能使真核细胞适应多种形状和协调的运动。

2、肌动蛋白丝具有两个结构上明显不同的末端，即_____极和_____极。

3、在动物细胞分裂过程中，两个子细胞的最终分离依赖于质膜下带状肌动纤维束和肌球蛋白分子的活动，这种特殊的结构是_____。

4、小肠上皮细胞表面的指状突起是_____，其中含有_____细胞质骨架成分。

5、肌动蛋白单体连续地从细纤维一端转移到另一端的过程称为_____。

6、微管由_____分子组成的，微管的单体形式是_____和_____组成的异二聚体。

7、外侧的微管蛋白双联体相对于另一双联体滑动而引起纤毛摆动，在此过程中起重要作用的蛋白质复合物是_____。

8、基体类似于_____，是由9个三联微管组成的小型圆柱形细胞器。

9、_____位于细胞中心，在间期组织细胞质中微管的组装和排列。

10、_____药物与微管蛋白紧密结合能抑制其聚合组装。

11、_____具有稳定微管，防止解聚，协调微管与其他细胞成分的相互关系的作用。

12、驱动囊泡沿着轴突微管从细胞体向轴突末端单向移动的蛋白质复合物是_____。

13、在细胞内永久性微丝有，临时性微丝有 ；永久性微管有，临时性微管有。

14、细胞骨架普遍存在于 细胞中，是细胞的 结构，由细胞内的 成分组成。包括、和 三种结构。

15、中心体由 个相互 排列的圆筒状结构组成。结构式为。主要功能是与细胞的 和 有关。

16、鞭毛和纤毛基部的结构式为，杆状部的结构式为，尖端部的结构式为

三、选择题

1、细胞骨架是由哪几种物质构成的（）。A、糖类 B、脂类 C、核酸 D、蛋白质 E.以上物质都包括 2.下列哪种结构不是由细胞中的微管组成（）。A、鞭毛 B、纤毛 C、中心粒 D、内质网 E、以上都不是 3.关于微管的组装，哪种说法是错误的（）。A、微管可随细胞的生命活动不断的组装与去组装 B、微管的组装分步进行 C.微管的极性对微管的增长有重要意义 D、微管蛋白的聚合和解聚是可逆的自体组装过程 E、微管两端的组装速度是相同的 4.在电镜下可见中心粒的每个短筒状小体（）。A、由9组二联微管环状斜向排列 B、由9组单管微管环状斜向排列 C、由9组三

联微管环状斜向排列 D、由9组外围微管和一个中央微管排列 E、由9组外围微管和二个中央微管排列

5、组成微丝最主要的化学成分是（）。A、球状肌动蛋

白 B、纤维状肌动蛋白 C、原肌球蛋白 D、肌钙蛋白 E、锚定蛋白

6、能够专一抑制微丝组装的物质是（）。A、秋水仙素 B、细胞松弛素B C、长春花碱 D、鬼笔环肽 E、Mg+ 7.在非肌细胞中，微丝与哪种运动无关（）。A、支持作用 B、吞噬作用 C、主动运输 D、变形运动 E、变皱膜运动 8.对中间纤维结构叙述错误的是（）。A、直径介于微管和微丝之间 B、为实心的纤维状结构 C、为中空的纤维状结构 D、两端是由氨基酸组成的化学性质不同的头部和尾部 E、杆状区为一个由310个氨基酸组成的保守区

9、在微丝的组成成分中，起调节作用的是（）。A、原肌球蛋白 B、肌球蛋白 C、肌动蛋白 D、丝状蛋白 E、组带蛋白

10、下列哪种纤维不属于中间纤维（）。A、角蛋白纤维 B、结蛋白纤维 C、波形蛋白纤维 D、神经丝蛋白纤维 E、肌原纤维

四、判断题

1、细胞松弛素B是真菌的一种代谢产物，可阻止肌动蛋白的聚合，结合到微丝的正极，阻止新的单体聚合，致使微丝解聚。（）

2、永久性结构的微管有鞭毛、纤毛等，临时性结构为纺锤体等。（）

3、纺锤体微管可分为动粒微管和非极性微管。（）

4、核骨架不象胞质骨架那样由非常专一的蛋白成分组成，核骨架的成分比较复杂，主要成分是核骨架蛋白及核骨架结合蛋白，并含有少量RNA。（）

五、简答题

1、微丝的化学组成及在细胞中的功能。

2、什么是微管组织中心，它与微管有何关系。

3、简述中间纤维的结构及功能。

4、比较微管、微丝和中间纤维的异同。

5、试述微管的化学组成、类型和功能。参考答案

一、名词解释

1、细胞骨架：细胞骨架(Cytoskeleton是指存在于真核细胞质内的中的蛋白纤维网架体系。包括狭义和广义的细胞骨架两种概念。广义的细胞骨架包括：细胞核骨架、细胞质骨架、细胞膜骨架和细胞外基质。狭义的细胞骨架指细胞质骨架，包括微丝、微管和中间纤维。

2、应力纤维：应力纤维是真核细胞中广泛存在的微丝束结构，由大量平行排列的微丝组成，与细胞间或细胞与基质表面的粘着有密切关系，可能在细胞形态发生、细胞分化和组织的形成等方面具有重要作用。

3、微管：在真核细胞质中，由微管蛋白构成的，可形成纺锤体、中心体及细胞特化结构鞭毛和

纤毛的结构。

4、微丝：在真核细胞的细胞质中，由肌动蛋白和肌球蛋白构成的，可在细胞形态的支持及细胞肌性收缩和非肌性运动等方面起重要作用的结构。

5、中间纤维：存在于真核细胞质中的，由蛋白质构成的，其直径介于微管和微丝

之间，在支持细胞形态、参与物质运输等方面起重要作用的纤维状结构。

6、踏车现象：在一定条件下，细胞骨架在装配过程中，一端发生装配使微管或微丝延长，而另一端发生去装配而使微管或微丝缩短，实际上是正极的装配速度快于负极的装配速度，这种现象称为踏车现象。

7、微管组织中心（MTOC）：微管在生理状态及实验处理解聚后重新装配的发生处称为微管组织中心。动物细胞的MTOC为中心体。MTOC决定了细胞中微管的极性，微管的（-）极指向MTOC，（+）极背向MTOC。

8、胞质分裂环：在有丝分裂末期，两个即将分裂的子细胞之间产生一个收缩环。收缩环是由大量平行排列的微丝组成，由分裂末期胞质中的肌动蛋白装配而成，随着收缩环的收缩，两个子细胞被分开。胞质分裂后，收缩环即消失。

二、填空题

1、细胞质骨架；

2、正极、负极；

3、收缩环；

4、微绒毛、微丝；

5、踏车行为；

6、微管蛋白、α、β微管蛋白；

7、动力蛋白；

8、中心粒；

9、中心体；

10、细胞松弛素B；

11、微管结合蛋白；

12、驱动蛋白；

13、肌细胞中的细肌丝、小肠微绒毛中的轴心微丝，胞质分裂环；鞭毛、纤毛，纺锤体；

14、、真核，支撑，蛋白质，微管，微丝，中间纤维；

15、2，垂直蛋白，9×3+0，分裂，运动；

16、9×3+0，9×2+2，9×1+2；

三、选择题

1、D；

2、D；

3、E；

4、C；

5、A；

6、B；

7、C；

8、B；

9、A；

10、E。

四、判断题

1、√；

2、√；

3、×；

4、√。

五、简答题

1、微丝的化学组成及在细胞中的功能。答：微丝的化学组成：主要成分为肌动蛋白和肌球蛋白，肌球蛋白起控制微丝的形成、连接、盖帽、切断的作用，也可影响微丝的功能。其他成分为调节蛋白、连接蛋白、交联蛋白。微丝的功能：（1）与微管共同组成细胞的骨架，维持细胞的形状。（2）具有非肌性运动功能，与细胞质运动、细胞的变形运动、胞吐作用、细胞器与分子运动、细胞分裂时的膜缢缩有关。（3）具有肌性收缩作用（4）与其他细胞器相连，关系密切。（5）参与细胞内信号传递和物质运输。

2、什么是微管组织中心，它与微管有何关系。答：微管组织中心是指微管装配的发生处。它可以调节微管蛋白的聚合和解聚，使微管增长或缩短。而微管是由微管蛋白组成的一个结构。二者有很大的不同，但又有十分密切 的关系。微管组织中心可以指挥微管的组装与去组装，它可以根据细胞的生理需要，调节微管的活动。如在细胞有丝分裂前期，根据染色体平均分配的需要，从

微管组织中心：中心粒和染色体着丝粒处进行微管的装配形成纺锤体，到分裂末期，纺锤体解聚成微管蛋白。所以说，微管组织中心是微管活动的指挥

3、简述中间纤维的结构及功能。答：中间纤维的直径约7～12nm的中空管状结构，由4或8个亚丝组成。单独或成束存在于细胞中。中间纤维具有一个较稳定的310个氨基酸的α螺旋组成的杆状中心区，杆状区两端为非螺旋的头部区（N端）和尾部区（C端）。头部区和尾部区由不同的氨基酸构成，为高度可变区域。功能：（1）支持和固定作用：支持细胞形态，固定细胞核。（2）物质运输和信息传递作用：在细胞质中与微管、微丝共同完成物质的运输，在细胞核内，与DNA的复制和转录有关。（3）细胞分裂时，对纺锤体和染色体起空间支架作用，负责子细胞内细胞器的分配与定位。（4）在细胞癌变过程中起调控作用。

4、比较微管、微丝和中间纤维的异同。答：微管、微丝和中间纤维的相同点：（1）在化学组成上均由蛋白质构成。（2）在结构上都是纤维状，共同组成细胞骨架。（30在功能都可支持细胞的形状；都参与细胞内物质运输和信息的传递；都能在细胞运动和细胞分裂上发挥重要作用。微管、微丝和中间纤维的不同点：（1）在化学组成上均由蛋白质构成，但三者的蛋白质的种类不同，而且中等纤维在不同种类细胞中的基本成分也不同。（2）在结构上，微管和中间纤维是中空的纤维状，微丝是实心的纤维状。微管的结构是均一的，而中等纤维结构是为中央为杆状部，两侧为头部或尾部。（3）功能不同：微管可构成中心粒、鞭毛或纤毛等重要的细胞器和附属结构，在细胞运动时或细胞分裂时发挥作用：微丝在细胞的肌性收缩或非肌性收缩中发挥作用，使细胞更好的执行生理功能；中等纤维具有固定细胞核作用，行使子细胞中的细胞器分配与定位的功能，还可能与DNA的复制与转录有关。总之，微管、微丝和中间纤维是真核细胞内重要的非膜相结构，共同担负维持细胞形态，细胞器位置的固定及物质和信息传递重要功能。

5、试述微管的化学组成、类型和功能。答：微管的化学组成：主要化学成分为微管蛋白，为酸性蛋白。其他化学成分为微管结合蛋白包括为微管相关蛋白、微管修饰蛋白、达因蛋白。微管的类型：单微管、二联管、三联管。微管的功能：（1）构成细胞的网状支架，维持细胞的形态。（2）参

与细胞器的分布与运动，固定支持细胞器的位置（3）参与细胞收缩和伪足运动，是鞭毛纤毛等细胞运动器官的基本组成成分。（4）参与细胞分裂时染色体的分离和位移。（5）参与细胞物质运输和传递。

第四篇：细胞凋亡时细胞骨架的结构改变的研究

细胞凋亡时细胞骨架结构改变的研究

【摘要】细胞骨架是细胞重要的组成成分，维持着细胞正常形态和功能。凋亡时多种细胞骨架蛋白(如actin，myosin等)由于受凋亡因素作用，蛋白结构发生改变，进而引起凋亡细胞的形态改变。因而细胞骨架的改变在细胞凋亡发生过程中具有重要作用，提示可通过改变细胞骨架结构来诱导细胞凋亡，以达到治疗肿瘤及其他疾病的目的。【关键词】 细胞骨架

细胞凋亡

细胞骨架蛋白 0、引言

细胞骨架(cytoskeleton)是细胞内不同蛋白质纤维的聚合物和各种调控蛋白交错连接的网络结构，在维持真核细胞的形态、胞内运输、变形运动等方面发挥着重要的作用。细胞骨架主要有3个功能：细胞结构的空间组织作用；建立细胞内外环境中物理联系；协同细胞移动和改变细胞形态的作用。细胞骨架是动态结构，组成它的聚合物和调控蛋白处于连续不断地变化中，将细胞质蛋白和细胞器的活动整合为一个有机体。[1] 细胞凋亡是机体清除衰老、畸变或恶化细胞的一种主动、程序化的生理过程，是多细胞生物维系其结构稳定和内环境功能平衡及生长发育必须的最基本的生物学过程[2]

本文中就凋亡时细胞骨架蛋白的改变的研究进展作一综述。

1、细胞骨架的组成成分

细胞骨架聚合物控制着真核细胞的形态和动力学特征，包括3种主要形式：肌动蛋白丝(actin filament，AF)、微管(microtubule，MT)和中间丝(intermediate filament，IF)，三者被组装成网络结构来抵制细胞变形，但在响应外应力时能够重新组装，在维持细胞完整性方面发挥着重要功能。肌动蛋白丝和微管的聚合与解聚是细胞形态变化的直接因素，与此同时分子马达在细胞各种组分的装配过程中发挥重要功能。1.1微管

微管是由微管蛋白原丝组成的不分支的中空管状结构。直径约25 nm，是细胞骨架成分，与细胞支持和运动有关。纺锤体、真核细胞纤毛、中心粒等均系由微管组成的细胞器。微管有最复杂的聚合和解聚特征，在细胞内的压力下会弯曲，在分裂间期，许多细胞会集合放射状排列的微管以便利用其稳定性，这些微管担当起中心轮毅和细胞内运输功能。有丝分裂过程中，微管骨架会自发地重新排列形成纺锤体，把染色体排列在一条线上[3]。一条微管能在两种状态之问交换：延伸和收缩。其动力学不稳定性使得微管骨架能快速地重组[4] 1.2微丝

微丝(microfilaments，MF)是由肌动蛋自分子螺旋状聚合成的纤丝，又称肌动蛋白丝，是细胞骨架的主要成分之一。微丝对细胞贴附、铺展、运动、内吞、细胞分裂等许多细胞功能具有重要作用。它没有微管稳固，但绑定肌动蛋自丝的交联蛋自具有高度稳定性，装配形成的束状网络结构和树突状网络结构高度稳定。成束的微丝对伸出的丝状伪足起支持作用，丝状伪足使细胞具有趋化性以及参与细胞间的通讯，并能够产生像在吞噬过程中细胞形态的变化。肌动蛋白丝能响应细胞信号系统的作用发生连续的聚合和解聚。如吞噬细胞伸出的伪足是在细胞表面接受趋化性的受体传递下来的信号刺激后，在细胞活跃的边缘带聚合成的。成纤维细胞的收缩作用是在肌动蛋白束的装配过程中，细胞表面的跨膜蛋白与配体结合时触发的。当肌动蛋白纤维和一些解聚因子(比如切割蛋白家族成员)或与一些聚合因子相互作用时，会发生更加复杂的动力学变化[2] 1.3中间丝

中间丝是存在于真核细胞中介于微丝和微管之间，直径约10 nm的纤丝，是最稳定的细胞骨架成分，主要起支撑作用，因组成的蛋白质不同而有不同的命名。它们抵制拉力的能力比抵制压力要强的多，它们能被交联蛋白彼此或与肌动蛋白丝和微管交联在一起，通过和微管或肌动蛋白丝相互作用来形成细胞外应力响应结构，如上皮细胞中的中间丝组装成一个致密的网络抵御外力作用。近年来的研究表明，由核纤层蛋白聚合而成的中间丝，能维持真核细胞胞核结构的完整；核纤层蛋白被细胞周期蛋自依赖的激酶磷酸化从而促进有丝分裂开始时核膜的溶解 [5-6]。不同于微管及肌动蛋白丝，中间丝无极性，不能支持分子马达有方向性的运动。

2、凋亡时细胞骨架蛋白的改变 2.1.细胞凋亡的形态学改变

在细胞发生凋亡的过程中，其形态结构可发生一系列改变，如细胞与周围细胞群脱离，表面原有的微绒毛、细胞间连接消失，核糖体逐渐从粗面内质网上脱离，内质网囊腔扩胀，染色质固缩，核膜孔扩大及细胞出芽，凋亡小体形成。有研究显示，这些形态学改变与细胞骨架的变化关系密切[7]。

2.2 Caspase酶对细胞骨架的作用

细胞凋亡是受细胞内源性基因、酶类和多种信号转导途径控制,激活后呈一个“瀑布式”的信号转导过程。各种凋亡刺激信号如病毒感染、生长因子缺乏、Fas/Apo-1配体、TNF-Ⅱ/TNF-ⅡR等,启动凋亡的发生,由p53、Caspases、Fas相关死亡结构域蛋白(fas-associ-ated death-domain, FADD)及TNF-ⅡR相关死亡结构域蛋白(TNF-Ⅱrassociated death-domain,TRADD)等介导凋亡信号转导,由Bcl-2蛋白家族、细胞色素C及Caspases蛋白酶3个效应器所参与的调控、执行阶段,最后导致内源性核酸激酶激活,核细胞骨架重新组合,细胞骨架结构降解。

Caspase对细胞骨架的影响是通过裂解具有细胞骨架调节功能的蛋白质,如成簇黏附激酶(focaladhesion kinase, FAK), p21活性激酶(p21-activatedkinase,PAK2)等,达到间接地重组细胞骨架结构的作用,由此影响到细胞骨架蛋白发生结构及形态上的变化,导致细胞骨架结构破坏。研究显示,Caspase-3活化后,可使细胞肌动蛋白(actin)、层黏连蛋白(laminin,LN)、胞衬蛋白(fodrin)等多种作为细胞骨架的底物蛋白发生裂解,导致细胞从所黏附的基质或周围细胞群中脱离,同时细胞形态出现染色质浓缩、边集、细胞膜皱缩、凋亡小体形成等凋亡特征性改变。Kothakota等发现,由Fas和肿瘤坏死因子α(TNF-α)介导的人中性粒细胞凋亡过程中,Caspase-3激活后对其底物多聚腺苷二磷酸-核糖聚合酶(PARP)的裂解作用晚于对丝的作用,凝溶胶蛋白(gelsolin)蛋白裂解后产生一个352个氨基酸的NH2-末端。该末端可在细胞内以Ca2+非依赖方式对肌纤蛋白细胞骨架产生快速解聚会诱导细胞变圆,从其所黏附平板上脱落,并出现核碎裂等现象。其他研究也显示,表达该末端片段的腺病毒载体可导致黑色素瘤细胞A7、M2和NIH3T3多种细胞的快速死亡。因此,裂解的凝溶胶蛋白可能是细胞凋亡过程中形态变化的重要因素。

近年来,用砷剂(常用As2O3)治疗白血病和某些肿瘤,取得良好的临床效果。其机制就是影响bcl-2蛋白家族表达,通过Fas/FasL依赖的途径激活Caspase-8。研究显示,As2O3能阻滞细胞的增殖,促进细胞凋亡,用As2O3诱导后细胞内Ezrin(一种能与细胞骨架发生相互作用的关键蛋白)、肌动蛋白和细胞骨架均减少,细胞形态发生改变,从而产生凋亡。[2] 2.3 细胞骨架蛋白的改变

2.3.1微丝和肌动蛋白(actin)的改变

F-actin的解聚是凋亡过程中所必须的，其解聚出现在凋亡小体形成之前。actin是Caspases蛋白水解酶的作用底物，当Caspases攻击actin时，可将其切断降解为15kD和31kD两个片段，使之不能重新聚合，并由于15kD片段的形成而引起细胞凋亡形态的改变。Caspases除了可直接切断actin外，还可通过切断微丝系统中的调节蛋白来引起actin的变化。β-catenin是细胞间粘附调节蛋白，凋亡时被Caspase-3切断，去除了其N-末端和C-末端区的蛋白，而残余蛋白产物不能与α-catenin结合，影响actin组建，从而破坏了相邻细胞间actin微丝连接结构。胆固醇氧化物也可干扰actin的重组，表现为F-actin的解聚，应力纤维消失，微丝完全靠近细胞边缘并成块状等凋亡形态。微丝网络的重组也是凋亡小体形成中所必须，在凋亡小体中可见完好的微丝网络。用微丝干扰因子可以阻断凋亡小体的形成。2.3.2 肌球蛋白(myosin)的改变

细胞皱缩和细胞膜发泡是凋亡的重要形态改变。这一形态改变受肌球蛋白轻链(myosin light chain，MLC)磷酸化调节。当MLC磷酸化增加时，膜发泡增加。MLC激酶抑制可阻断MLC磷酸化，同时MLC磷酸化受Rho信号途径调节。actin也参与了膜发泡，actin皮质环中的myosin II可使actin环产生向心力，内陷而引起actin和质膜连接较弱处形成突起发泡，因此当actin受破坏时，膜发泡也受到抑制。Lechler等在研究酵母I型myosins功能时，发现myosins直接参与actin聚合过程。actin的聚合依赖myosin动力区的磷酸化，此过程受cdc42调节。myosin I联系质膜与actin微丝，它的运动可使质膜突起并使微丝延长。2.3.3 凝胶素(gelsolin)的改变

gelsolin是凋亡的调节蛋白和效应蛋白。Gelsolin是Caspase-3的底物，在Fas刺激下，Caspase-3可切断gelsolin，形成39kD的N-末端和41kD的C-末端两个片段，其中N-末端片段产物作用于actin丝，引起actin解聚、细胞变圆，粘附力丧失，进而核碎裂等凋亡改变。2.3.4 Gas 2的改变

Gas 2(growth-arrest-specific 2peptide)是gas基因表达的蛋白产物，是微丝系统的组成成分是微丝相关蛋白，也是Caspases的死亡底物。凋亡时，Caspase-3特异地切断Gas 2的C端区，引起微丝的重排，继而细胞发生明显凋亡改变。2.3.5 Fodrin的改变

α-fodrin是膜相关骨架蛋白，在Fas和TNF引起的凋亡中被快速而特异地切断。Fodrin的被切是由Caspases介导的，实验证实α-fodrin的切割必须有Caspase-3参加。细胞色素C可引起Caspase-3活化，进而Caspase-3切断fodrin引起凋亡。Fodrin的切断可能与膜发泡有关。Fodrin蛋白在actin微丝的末端交叉连接，将其连在质膜上，被Caspases降解后，影响actin结构致质膜发泡。2.3.6 PAK2的改变

PAKs(p21-activated kinases)是一类丝氨酸-苏氨酸激酶，其活性受小GTP酶如Rac，cdc42等调节。PAKs分子量为62kD，Jarkat T细胞凋亡时由Caspase-3介导的PAK2蛋白水解。将PAK2切成34kD的C端区片段，该片段的活性作用引起凋亡细胞形态和膜的改变。2.3.7 微管和微管蛋白(tubulin)的改变

许多破坏微管的药物如Dolastatin，可直接引起Bcl-2磷酸化而导致Bcl-2失活，并攻击微管，抑制微管和tubu-lin的装配，抑制有丝分裂的纺锤体形成而引起细胞凋亡。也有些药物可活化一些酶类使bcl-2磷酸化如Taxol可活化CAMP依赖的蛋白激酶(PKA)引起细胞bcl-2磷酸化和凋亡。Taxol也可引起Caspase3的活化，启动凋亡。AS2O3的作用也日益引起重视。AS2O3有微管蛋白增强剂和微管蛋白抑制剂两种特征，在体外实验中，AS2O3能显著抑制GTP引起的聚合作用，并攻击微管蛋白，影响微管形成。资料显示，AS2O3连结tubulin的2个半胱氨酸残基，阻断GTP结合位点，干扰有丝分裂中微管的正常动力学。2.3.8 细胞角蛋白(cytokeratin)和波形蛋白(vimentin)的改变

凋亡早期，中间丝的主要蛋白cytokeratin和vimentin发生解聚和蛋白水解而断裂，其蛋白水解也是由Caspases介导的，中间丝由原来的长丝状解聚成短粗的聚集物，同时伴随膜磷脂酰丝氨酸(PS)的暴露和染色质凝集。胆固醇氧化也可引起vimentin的重排，vimentin丝在细胞边缘形成块状聚集物或在核与胞浆外周之间形成环状网架，这时vimentin丝与核的紧密关系完全或部分消失。[8]

3、细胞骨架改变诱导细胞凋亡 3.1 肌动蛋白可能是凋亡早期的调控物之一

肌球蛋白是构成细胞骨架的主要成分，其表达水平的变化与细胞形态变化密切相关。有研究表明，细胞凋亡时，肌动蛋白细丝发生断裂，肌动蛋白网络结构遭到破坏。这是细胞凋亡时形态改变的一个典型特征。那么，通过改变这一典型特征是否就能导致细胞凋亡呢?对此，White等作了深入的研究。他们用细胞松弛剂D抑制气管1HAEo细胞和主支气管上皮细胞肌动蛋白的延伸，或通过Jasp-akinol-ide促进肌动蛋白的聚集，发现改变肌动蛋白的整体性会导致细胞在5 h内出现典型的凋亡形态学改变。细胞松弛剂D会阻碍黏附蛋白的表达，尽管纤维黏连蛋白受体是聚合在一起的，其诱导的细胞凋亡与前述的Caspase-8裂解有关，而Jasplakinolide诱导的细胞凋亡并不破坏细胞的黏连蛋白，与前Caspase-8裂解无关。它们都不受Caspase家族抑制物z-VAD-fmk和Ac-DEVD-cho的抑制，但受死亡受体Fas(CD95)抑制物的抑制，诱导的凋亡与细胞内复杂信号紊乱有关。有研究显示，尽管两种方法诱导的细胞凋亡机制有所不同，但都引起了细胞肌动蛋白网络结构的改变，提示肌动蛋白可能是细胞凋亡早期的调控物之一。用酵母菌所做的实验研究表明，肌动蛋白与细胞凋亡关系密切，破坏肌动蛋白的药物能导致线粒体膜的去极化，诱导酵母菌的衰老。临床上也应用肌动蛋白稳定剂的药物来防止细胞凋亡和预防器官老化。

3.2 任何能使微管结构或功能改变的物质都能导致细胞凋亡

微管与其他细胞器的关系密切，临床常用的一些抗肿瘤药物尽管机制不同，却均可引起微管结构的损伤，导致细胞发生凋亡。它们大致可分为两类：一类是阻滞微管结构聚合，从而抑制肿瘤细胞的增殖。如长春新碱能影响细胞中纺锤体的形成，通过阻滞微管蛋白的聚合，使有丝分裂停止在中期，同时对细胞增殖周期的M期有延滞或阻滞作用。秋水仙碱能与粒细胞的微管蛋白结合，妨碍粒细胞的活动，抑制粒细胞浸润，抑制细胞有丝分裂和结缔组织细胞外基质的合成和分泌，其结构中的C环与微管蛋白结合，阻止其聚合成纺锤体，使细胞分裂停止与中期。另一类是促进微管聚合，并与微管结合，抑制其解聚的抗癌药。其代表药是紫杉醇(Paclitaxel)，它能特异地结合到微管的β位上，导致微管聚合成团块状或束条状，抑制微管网的解聚，而对正常的细胞基本无影响。因此，紫杉醇是第一种作用独特的微管稳定型抗癌药，它可明显减少G1期细胞群，增加G2期和M期细胞数，其作用具有时间和浓度依赖性。临床应用发现，紫杉醇对卵巢癌、乳腺癌、肺癌及恶性黑色素瘤有独特的疗效，倍受临床关注。[9] 3.3 细胞骨架结构与功能相关的蛋白

细胞膜骨架和肌动蛋白骨架的改变在细胞表面的形态改变中起关键作用。细胞骨架蛋白是Caspase和钙结合蛋白酶(Calpain)家族的作用底物，它的破坏对细胞骨架的影响很大，易导致细胞凋亡。肌动蛋白细胞骨架的解体是骨架蛋白经Caspase和Calpain家族蛋白水解作用后的结果。

PIN又称动力蛋白轻链(dyein light chain，DLC)，是动力蛋白复合物和肌球蛋白V的组分，广泛分布于生物体内，藻类的鞭毛，动物成年个体的各组织和整个胚胎均可表达，定位于细胞质和细胞核。PIN作为动力蛋白和肌球蛋白V的组分，参与微管和肌动蛋白为基础的分子驱动器作用，与两种运动蛋白的导向和调节作用有关。动力蛋白是多亚基ATP酶，由多个重、中、轻链组成的分子运动原，作用于细胞鞭毛。实验表明，PIN部分失去功能的果蝇，应起刚毛、翅膀发育等严重的多效性形态缺陷和雌性不育，当功能全部丧失，则引起大量的凋亡和胚胎死亡。胚胎期PIN的缺失导致细胞骨架排列紊乱，说明PIN活性对改变和维持细胞骨架结构和空间分布起到一定作用。PIN的表达可影响细胞发育和分化，与抑制细胞凋亡有关。动力蛋白通过动力激活蛋白连接肌动蛋白相关的细胞骨架，说明PIN可通过肌动蛋白细胞骨架调节细胞反应。

3.4死亡相关蛋白激酶信号通路将细胞骨架和细胞凋亡联系起来 死亡相关蛋白激酶(death-associ-ated protein kinase，DAPK)是受钙调蛋白控制的丝氨酸/苏氨酸激酶。它由多个结构组成，包括1个典型的激酶结构域、1个钙调蛋白连接区、8个锚蛋白的重复序列、1个细胞骨架连接区和1个死亡区。这个前凋亡激酶的作用与肿瘤抑制基因相似，能诱导细胞凋亡。肌浆球蛋白Ⅱ轻链是DAPK在体内作用的第一个底物，通过部分磷酸化作用，DAPK作为有效的肌动蛋白细胞骨架的控制物，能导致细丝和结合点错误连接。另外，DAPK能通过内外机制使整合素活性降低，诱导细胞凋亡。有一些蛋白可通过细胞与细胞之间的相互作用以控制DAPK，如激酶、磷酸酶、编码蛋白等。因此，这些也对细胞骨架和凋亡有一定影响[10-11]。

4、展望及存在问题

综上所述，细胞骨架与细胞凋亡密切相关。利用这一点，我们可通过改变细胞骨架诱导细胞凋亡，提高对抗肿瘤药物的敏感性，达到治疗肿瘤的目的。另一方面也可通过纠正细胞骨架的异常改变，阻滞细胞凋亡，治疗机体组织细胞过度凋亡所致的疾病，延缓衰老。

怎样才能使特定的细胞或细胞群骨架发生改变，怎样才能使发生特定改变的细胞骨架恢复正常，或通过细胞骨架对细胞凋亡进行精确的调控，很值得进行深入的研究。

【参考文献】

[1] 谢朝晖、陈兰英，细胞骨架研究进展，《癌变 畸变 突变》2011年04期 [2] 高清、吴波，细胞凋亡与细胞骨架的改变，《医学研究生学报》2008年08期

[3] Jordan MA,Wilson L Microtubules as a target for anticancer drugs[J].Nature Rev Cancer, 2004.4(4):253-265 [4] Holy TE, Ieibler S.Dynamic instability of microtubules as an efficient way to search in space[J].Proc Natl Acad Sci, 1994, 91(12), 5682-5685.[5]陈兰英，唐剑，牛竞文，等，环六亚甲基双乙酞胺诱导人肝癌 SMMG-7721细胞分化过程中核基质一中问纤维系统的构型变化[J].《电子显微学报》，2007, 26(3): 212-217.[6] 陈兰英，杨海波，李祺福，等，姜黄素对人食管癌EC9706细胞凋亡的诱导作用[J]，《现代生物医学进展》，2008, 8(9)：1601一1604.[7] 吴波、马捷、孟奎 等.肝细胞凋亡的超微结构观察[J].《电子显微学报》，2000, 19(6): 791-797.[8]蔡军、姜叙诚，凋亡时细胞骨架结构的改变，《国外医学 生理、病理科学与临床分册》，2001年04期

[9] 王金惠、善亚君、从玉文.人体肝癌细胞急性低氧及低氧习服差异表达基因分析[J].《生理学报》, 2003, 55(3): 324-33 [10] 潘敏鸿、姜少军、吴波,等，海水浸泡对表皮细胞凋亡和增殖的影响[J].《医学研究生学报》, 2007, 20(9): 916-919.[11] 戴锴、田德英，瘦素通过调控细胞周期蛋白促进人肝癌细胞增殖[J].《医学研究生学报》，2007, 20(4): 339-342

第五篇：细胞实验细胞骨架组分的荧光染色观察

细胞生物学实验

细胞骨架组分的荧光染色观察

一、实验目的

1、掌握细胞骨架的显示方法

2、掌握荧光显微镜的使用方法

3、了解荧光显微镜下细胞骨架的基本形态结构

4、了解荧光探针Hoechst 33342（Ho.33324）与细胞成分的结合特性和光谱特性

二、实验原理

1、微丝股价是一种高度动态的三维网状结构，与细胞的多种生理活动如细胞运动、胞质分离、细胞器的定位、细胞内物质的运输、吞噬作用、细胞极性生长等密切相关。

2、鬼笔环肽(phalloidin)是从一种毒性菇类中分离的剧毒生物碱，它同细胞松弛素的作用相反, 只与聚合的微丝结合, 而不与肌动蛋白单体分子结合。它同聚合的微丝结合后, 抑制了微丝的解体, 因而破坏了微丝的聚合和解聚的动态平衡。

3、由于鬼笔环肽非常特异地结合并稳定聚合态肌动蛋白, 因而对肌动蛋白的动态平衡造成严重影响.此外, 较高浓度的鬼笔环肽对细胞有毒害作用.因此, 用鬼笔环肽标记微丝并不是用于研究活体细胞的理想方法。

三、实验材料

1、材料：CHO（中国仓鼠卵巢细胞）

2、试剂：

（1）PEM：50mM pipes(pH6.9), 5mM

EGTA, 5mM MgSO4, 0.225M 山梨醇

（2）0.5% Triton X-100溶于PEM缓冲液中。

（3）4%多聚甲醛溶于PEM缓冲液中。

四、实验步骤

1、取出上次实验爬片于小盖玻片上的CHO细胞；

2、取出培养有CHO细胞的盖片，于小平皿中37℃预温 PEM洗3次(每次 1mL)； 3、37℃预温 4%多聚甲醛固定细胞15min(1mL)4、37℃预温 PEM洗3次

5、加入0.5%Triton X-100处理约10min(1mL)；

6、取一洁净的载玻片，按照其的大小在其上放置一条封口膜，在封口膜上滴加20μL 60nM Alex-phalloidin 10L湿盒中室温染色30min；

7、在parafilm 膜上加PEM，待盖玻片被冲起后，再轻轻揭下盖玻片； 8、37℃预温 PEM洗数3次；

9、滴加10L Ho.33342复染色；

10、荧光镜下观察。【注意事项】

1、注意不要弄碎盖片，分清细胞所在面；

2、各步洗细胞要轻，勿使细胞脱落；

3、荧光观察注意避光操作

4、节约试剂。

五、实验结果

图一：CHO细胞微丝荧光染色图

图二：CHO细胞细胞核荧光染色图

图三：CHO细胞微丝与细胞核荧光染色叠加图

六、实验结果分析

染色后微丝呈绿色，细胞核为蓝色，染色较为清晰。但细胞数量较多，导致有些染色结果重叠。

七、思考题

1、PEM缓冲液的作用是什么？

细胞内的微丝在含有ATP和Ca2+及低浓度的Na+，K+等阳离子溶液中，趋于解聚成G-actin；而在Mg2+和高浓度的Na+，K+等阳离子溶液中，G-actin则装配为F-actin。PEM缓冲液提供高Mg环境，让单体肌动蛋白（G-actin）聚合成丝状肌动蛋白（F-actin）。同时，EGTA能螯合Ca2+，使G-actin装配成F-actin，微丝骨架保持聚合状态且较为舒张。用PEM缓冲液处理细胞，能够模拟体内环境并提高细胞骨架的稳定性。2、0.5%Triton X-100处理细胞的作用是什么？

0.5%Triton X-100处理细胞的作用是溶解细胞膜上的脂类和蛋白质，增加细胞膜的通透性，使荧光染料能够更容易地透过细胞膜与F-actin特异性结合。

3、鬼笔环肽用于细胞骨架研究的优缺点是什么？

（1）鬼笔环肽用于细胞骨架研究的优点：鬼笔环肽的分子量小，很容易通过细胞，不需要对细胞进行冷丙酮和TRITON X-100处理。鬼笔环肽可以与聚合的微丝结合，通过让这种毒素吸附于荧光染料上面，可以研究细胞的内部工作机制，窥视细胞如何分裂。（2）鬼笔环肽用于细胞骨架研究的缺点：对细胞有毒性，价格昂贵。

参考文献：细胞生物学实验(桑建利, 谭信)