中間絲
2024-10-11 01:50:25
作者: 特倫斯·艾倫
動物對運動性生活方式的需求推動了不同的機械強度的產生。不管是貝殼、昆蟲與甲殼動物的外骨骼,還是魚類、兩棲動物、爬行動物、鳥類以及哺乳動物的內骨骼,總之生命體需要組建一個骨架。在任何情況下,骨骼物質都是由細胞所分泌的蛋白質構成的。而在某些情況下,這些物質還會發生礦化以實現進一步的剛性特性。這種物質便是細胞外基質。在單個的動物細胞內,其機械強度由一組被稱為中間絲的蛋白所提供。中間絲宛如一條高強度卻柔韌的電纜,貫穿整個細胞中。位於組織中的細胞則通過一種被稱為橋粒(desmosome)的強化膜連接結構與其鄰近細胞相連接。橋粒可被中間絲錨定,在整個組織中提供一個張力網絡。
中間絲之所以被這樣命名,是因為它們的直徑長度(10納米)介於微絲(6納米)與微管(25納米)之間。肌動蛋白絲與微管在每個細胞(包括植物)中都具有相同的結構,細胞核中的中間絲(核纖層蛋白)也具有相同的結構,但細胞質中的中間絲會根據其組織類型及胚胎起源的不同而發生特化。結締組織中的細胞表達有特徵性的波形蛋白(一種特化的中間絲),神經組織中表達神經絲,而結蛋白則是脊椎動物肌肉的特徵。角蛋白是在上皮細胞中所發現的一大類中間絲,它們參與形成了皮膚的結構蛋白。細胞分泌至胞外的角蛋白形成了頭髮、羊毛、指甲、角以及蹄。這些「硬的」角蛋白是相當穩定的細胞外分泌物,因此不具備生命特徵。而在細胞內,還存在許多其他類型的細胞質角蛋白,它們則呈現出動態的特點。角蛋白的突變會引起皮膚受損,導致一種被稱為大皰性表皮鬆解症的疾病發生。患有此病後,即使是輕微的摩擦也會導致皮膚起泡,對於新生兒而言甚至會引發生命危險。