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1、第四章 细胞膜与物质跨膜运输概念n细胞膜Cell Membrane：n是细胞质与外界环境相隔开的一层界膜，又称质膜plasma membranen内膜系统endo membrane system ：n除质膜外，真核细胞内还有一些膜构造，称为细胞内膜系统n生物膜biological membrane：n细胞质膜和细胞内膜系统的统称生物膜的特性n构造特点：n两暗夹一明单位膜，unit membrane细胞膜存在的意义从以下方面学习细胞膜n细胞膜的化学组成n细胞膜生物膜的特性n细胞膜的模型第一节细胞膜的化学组成及构造脂类，蛋白质，糖类脂质双层一 膜脂membrane lipidn构造：n脂质双层Li
2、pid bilayern构成细胞膜的根本骨架，主要包括：n磷脂phospholipidn胆固醇Sterolsn糖脂Glycolipids磷脂的构造磷脂的构造丙三醇丙三醇+磷酸磷酸+胆碱胆碱+脂肪酸脂肪酸磷脂分类磷脂分类胆固醇的构造胆固醇的构造极性头部为羟基团极性头部为羟基团非极性构造非极性构造甾环和烃链甾环和烃链胆固醇的作用胆固醇的作用添加膜的稳定性。极性头部与磷脂的极性头部紧靠，甾环固定在磷脂分子临近头部的烃链上，使之不易活动，添加膜的稳定性。糖脂的构造糖脂的构造脂类脂类+寡糖寡糖半乳糖脑苷脂半乳糖脑苷脂神经节苷脂神经节苷脂N-乙酰神经氨酸乙酰神经氨酸NANA唾液酸残基唾液酸残基糖脂的分布糖
3、脂的分布膜脂分子特点膜脂分子特点Lipid micelle磷脂分子团Lipid bilayer脂双分子层电镜下磷脂双分子层的构造二、膜蛋白含量含量功能功能跨膜蛋白以单条跨膜蛋白以单条-螺旋贯穿脂质双层，称单次穿膜螺旋贯穿脂质双层，称单次穿膜跨膜蛋白以数条跨膜蛋白以数条-螺旋多次折返穿越脂双层，称多次穿膜螺旋多次折返穿越脂双层，称多次穿膜膜蛋白共价结合在膜的胞质单层内的羟链上膜蛋白共价结合在膜的胞质单层内的羟链上膜的非胞质面单层中含有磷脂酰肌醇，膜蛋白经过一寡糖链与之共价结合膜的非胞质面单层中含有磷脂酰肌醇，膜蛋白经过一寡糖链与之共价结合膜蛋白非共价结合在其它膜蛋白上膜蛋白非共价结合在其它膜蛋白
4、上分布分布膜蛋白的分类内在膜蛋白内在膜蛋白integral membrane protein此此类类蛋蛋白白与与膜膜共共价价衔衔接接，直直接接与与质质双双层层的的疏疏水水区区相相互互作作用用，与与脂脂肪肪酸酸共共价价衔衔接接，只只需需用用去去垢垢剂剂如如SDS、Triton才干破坏脂双层把蛋白提取出来才干破坏脂双层把蛋白提取出来外在膜蛋白外在膜蛋白peripheral membrane protein此此类类蛋蛋白白经经过过非非共共价价键键附附着着在在脂脂类类分分子子头头部部极极性性区区域域或或跨跨膜膜蛋蛋白白亲亲水水区区的的一一侧侧，间间接接与与膜膜结结合合，与与膜膜衔衔接接较较松松散散离离
5、子子键键，氢氢键键，只只需需较较轻轻柔柔方方法法置置于于高高、低低渗渗或或极极端端pH溶溶液液中中即即可可破破坏坏蛋蛋白白之之间间的的衔衔接接而而不损伤脂双层不损伤脂双层 脂锚定蛋白脂锚定蛋白lipid-linkedlipid-linked 类似外在膜蛋白，但以共价键与脂分子结类似外在膜蛋白，但以共价键与脂分子结合合两两类类去去垢垢剂剂蛋白质跨膜蛋白质跨膜典典型型的的单单次次跨跨膜膜蛋蛋白白右手螺旋右手螺旋三、膜糖类n真核细胞外表有糖类，占膜重110；它们以各种方式衔接于膜蛋白、膜脂分子上，位于膜的非胞质膜上一膜糖类存在的方式n1.以寡多糖链共价结合于膜脂分子上构成糖脂n2.以寡多糖链共价结合
6、于膜蛋白分子上构成糖蛋白n3.以多糖链共价结合于膜蛋白分子上构成蛋白多糖二膜糖类的功能 能够涉及细胞与其它细胞或细胞外物质的相互作用如识别、物质交换、接触抑制等第二节细胞膜的性质流动性不对称性一、生物膜的不对称性asymmetryn1.膜脂分布的不对称性膜的两个单层所含磷脂种类有极大不同膜的两个单层所含磷脂种类有极大不同 糖脂全部分布于膜的非胞质单层中糖脂全部分布于膜的非胞质单层中不同膜性细胞器中脂类成分组成不同不同膜性细胞器中脂类成分组成不同2.膜蛋白分布的不对称性膜蛋白分布的不对称性跨膜膜蛋白跨越脂双层有一定方向，如血型糖蛋白肽链的N端在细胞膜的非胞质面侧，而带蛋白的N端在细胞膜的胞质侧酶
7、作用于膜时，结合于膜的一侧细胞骨架蛋白结合于胞质侧糖蛋白不对称性表达在糖基位于膜的非胞质侧，在细胞质侧无低聚糖3.膜糖的不对称性膜糖的不对称性糖脂、糖蛋白只分布在质膜的非胞质侧，而在内膜系统，寡糖侧链都分布在膜腔的内侧面4、脂双层侧向分布的不对称性n脂筏：富含鞘脂类和胆固醇的区域，聚集一些特定种类的膜蛋白，参与细胞的内吞、囊泡和信号转导等生理活动。二、生物膜的流动性fluidityn1.脂双层是二维流体荧荧光光恢恢复复实实验验1.侧向分散侧向分散laternal deffusion:同一单分子层内脂类分子与其相同一单分子层内脂类分子与其相邻分子交换位置邻分子交换位置2.翻转运动翻转运动flip
8、-flop:膜脂分子从脂双层一层翻转至另膜脂分子从脂双层一层翻转至另一层的运动一层的运动3.旋转运动旋转运动rotation:膜脂分子绕与膜平面垂直的纵轴膜脂分子绕与膜平面垂直的纵轴进展快速的旋转进展快速的旋转4.弯曲运动弯曲运动flexion:膜脂分子尾端发生摆动，普通尾膜脂分子尾端发生摆动，普通尾端摆动幅度大，头部区摆动幅度小端摆动幅度大，头部区摆动幅度小四种运动方式四种运动方式n概念：n相变phase transition:n由同一种类型磷脂合成的脂双层，可在一个凝固点上由液态转变为凝胶形状，这种物态的转变叫相变n相变温度越低，膜从液态转变为固态的速度越慢，膜的流动性越能坚持影响脂双层流
9、动性的要素影响脂双层流动性的要素影响脂双层流动性的要素影响脂双层流动性的要素要素一要素一影响脂双层流动性的要素影响脂双层流动性的要素要素二要素二影响脂双层流动性的要素影响脂双层流动性的要素要素三要素三卵硷脂所含蛋白的不饱和脂肪酸高卵硷脂所含蛋白的不饱和脂肪酸高,相变温度低相变温度低 影响脂双层流动性的要素影响脂双层流动性的要素要素四要素四影响脂双层流动性的要素影响脂双层流动性的要素其他要素其他要素2.膜蛋白具有流动性由于耗能大，膜蛋白在细胞膜中不能发生翻转运动，以旋转运动和侧向分散运动为主膜膜蛋蛋白白的的流流动动性性细胞膜的流动也有限制细胞膜的流动也有限制膜蛋白被限制的四种能够性膜蛋白被限制的
10、四种能够性细胞膜功能概述1. Define the boundaries of the cell and its organelles. 2. Serve as loci for specific functions. 3. provide for and regulate transport processes. 4. contain the receptors needed to detect external signals. 5. provide mechanisms for cell-to-cell contact, communication and adhesion第三节细胞膜的
11、简史级构造模型质膜构造研讨简史nOverton(1890s): E.Overton 1895年发现凡是溶于脂肪的物质很容易透过植物的细胞膜，而不溶于脂肪的物质不易透过细胞膜，因此推测细胞膜由延续的脂类物质组成50010000nE.Gorter & F. Grendel 1925用有机溶剂提取了人类红细胞膜的脂类成分，将其铺展在水面，测出膜脂展开的面积二倍于细胞外表积，因此推测细胞膜由双层脂分子组成。nJ.Danielli & H. Davson 19351959年在此根底上进展了修正，以为膜上还具有贯穿脂双层的蛋白质通道，供亲水物质经过。nJ.D.Robertson 1959用超薄切片技术获得
12、了明晰的细胞照片，显示暗-明-暗的三层构造，厚约7.5nm。这就是所谓的单位膜模型。它由厚约3.5nm的双层脂分子和内外外表各厚约2nm的蛋白质构成。缺乏之处在于把膜的动态构造描写成静止不变的。单位膜模型unit membrane modelnS.J.Singer & G. Nicolson 1972根据免疫荧光技术、冰冻蚀刻技术的研讨结果，在单位膜模型的根底上提出“液态镶嵌模型fluid mosaic model。强调膜的流动性和膜蛋白分布的不对称性。强调了膜的流动性 强调了膜的不对称性 3-1.晶格镶嵌模型 crystal mosaic model3-2.板块镶嵌模型 block mosaic model4.脂筏模型 lipid rafts model
