11、细胞骨架与细胞运动：微丝和微管的奥秘

细胞骨架与细胞运动：微丝和微管的奥秘

1. 光合系统 I 相关组件

在光合系统 I 中，其核心捕光系统包含 90 个叶绿素和 22 个类胡萝卜素。铁氧还蛋白是一种小的水溶性蛋白质，质量为 11kDa，大约由 100 个氨基酸组成，在叶绿体基质中发挥作用。它含有一个 F2S2 簇，由四个半胱氨酸残基连接。铁氧还蛋白将两个电子从光合系统 I 转移到光合链的末端环节——铁氧还蛋白：NADP⁺氧化还原酶。该氧化还原酶是一个质量为 35kDa 的单外周蛋白分子，结合在类囊体膜的基质侧，其电子载体是持续结合的黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）。

2. 细胞骨架概述

细胞骨架由微丝、微管和中间丝通过三维微梁晶格连接而成。中间丝和微梁晶格主要起结构支撑作用，使细胞质膜和细胞间连接相对刚性。而微丝和微管除了结构功能外，在细胞运动中起着主要作用。

3. 微丝的结构与功能

• 微丝的组成 ：微丝由肌动蛋白分子组成。单体形式的肌动蛋白是一种球状蛋白质，由 375 个氨基酸组成。其结构高度保守，横纹肌的肌动蛋白与平滑肌的肌动蛋白仅有几个氨基酸的差异，不同物种间的差异也不超过十几个氨基酸。肌动蛋白分子能结合 ATP 以及 Mg²⁺和 K⁺离子，从酶学角度看，它是一种 ATP 酶，核苷酸结合位点位于两个相似结构域之间的裂隙中。ATP 水解会导致肌动蛋白分子发生较大的构象变化。
• 微丝的形成 ：在足够高浓度的 Mg²⁺和 K⁺离子条件下，结合 ATP 的肌动蛋白分子会自发聚合形成微丝。微丝由两条螺旋缠绕的链组成，总直径约 9nm，重复周期约 36nm，相当于每条链