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1、费费 瑞瑞2013 年年 11 月月第一节第一节 膜的形态及分布膜的形态及分布细胞膜细胞膜内膜系统内膜系统生物膜生物膜单位膜单位膜膜脂膜脂、膜蛋白、膜糖类、膜蛋白、膜糖类水水、无机盐和金属离子无机盐和金属离子 第二节第二节 膜的化学组成膜的化学组成1. 形态分布形态分布一、膜一、膜 脂脂 2. 种种 类类 结结 构构 磷脂磷脂 固醇固醇 糖脂糖脂 1) 磷磷 脂脂磷脂酰碱基磷脂酰碱基 磷脂磷脂碱基碱基磷酸磷酸磷脂酰肌醇（磷脂酰肌醇（肌醇磷脂）肌醇磷脂） 磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸;磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）磷脂酰乙醇胺（脑磷脂） 磷脂酰胆碱（卵磷脂）磷脂酰胆碱（卵磷脂）;鞘磷脂鞘磷脂;甘油甘油脂肪酸
2、脂肪酸 2) 胆固醇胆固醇 羟基羟基 碳氢链碳氢链类固醇甾环类固醇甾环胆固醇胆固醇3) 糖糖 脂脂单糖单糖脂类脂类糖脂糖脂 3.膜脂的特性膜脂的特性 成簇和自动闭合性成簇和自动闭合性 4.膜脂的功能膜脂的功能1）构成分隔屏障，以保障细胞内物质环）构成分隔屏障，以保障细胞内物质环 境的稳定性境的稳定性2）使膜具有柔韧性，以保障细胞膜功能）使膜具有柔韧性，以保障细胞膜功能二二、膜蛋白膜蛋白1. 形态分布形态分布2. 类型类型1）跨膜蛋白）跨膜蛋白 （镶嵌蛋白，整合蛋白，内在蛋白）（镶嵌蛋白，整合蛋白，内在蛋白）单次跨膜单次跨膜 多次跨膜多次跨膜 多亚基跨膜多亚基跨膜2）附着蛋白）附着蛋白（膜周蛋白
3、，外在蛋白）（膜周蛋白，外在蛋白）3）脂锚定蛋白）脂锚定蛋白（脂连接蛋白）（脂连接蛋白）红细胞血影红细胞血影(erythrocyte ghost) 红细胞丢失细胞质后仍维持原样的质膜。红细胞丢失细胞质后仍维持原样的质膜。 红细胞也称红血球，是脊椎动物血液中数量最红细胞也称红血球，是脊椎动物血液中数量最多的含血红蛋白的细胞。多的含血红蛋白的细胞。特点特点: :结构简单无核及细胞器的细胞结构简单无核及细胞器的细胞质膜是红细胞惟一的膜结构质膜是红细胞惟一的膜结构可改变形状，可改变形状，功能功能: :运输和交换氧和二氧化碳运输和交换氧和二氧化碳 ( (一一) )红细胞的形态结构红细胞的形态结构 膜骨架
4、膜骨架（图）（图） 由由膜蛋白膜蛋白和和纤维蛋白纤维蛋白组成的网架组成的网架.位于质膜内侧，参位于质膜内侧，参与维持质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。与维持质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。(二二)红细胞质红细胞质膜膜带带3蛋白蛋白血型糖蛋白血型糖蛋白跨膜蛋白跨膜蛋白纤维蛋白纤维蛋白血影蛋白血影蛋白锚定蛋白锚定蛋白带带4.14.1蛋白蛋白肌动蛋白肌动蛋白原肌球蛋白原肌球蛋白内收蛋白内收蛋白骨架骨架1)1)蛋白组成蛋白组成血影蛋白与带4.1蛋白、肌动蛋白相互作用；带4.1蛋白同血型糖蛋白相互作用；锚定蛋白与血影蛋白、带3蛋白相互作用。2)2)膜骨架形成膜骨架形成去垢剂去垢剂(deterg
5、ent)(detergent)是一种一端亲水一端疏水的两性小脂分子是一种一端亲水一端疏水的两性小脂分子 离子型去垢剂：离子型去垢剂：SDS;SDS; 非离子型去垢剂：非离子型去垢剂：Triton X-100Triton X-100当当与与膜膜蛋蛋白白作作用用时时, ,其其疏疏水水端端与与膜膜蛋蛋白白的的疏疏水水区区域域相相结结合合, ,极极性性端端指指向向水水中中, ,形形成成溶溶于于水水的的去去垢垢剂剂- -膜膜蛋蛋白白复复合合物物, ,从从而而使使膜膜蛋白在水中溶解、变性、沉淀蛋白在水中溶解、变性、沉淀 当去除去垢剂并加入磷脂后当去除去垢剂并加入磷脂后, ,可使膜蛋白复性并恢复功能。可使膜
6、蛋白复性并恢复功能。 膜中膜中NaNa+ +-K-K+ +-ATP-ATP酶的功能酶的功能, ,即用这种方法研究即用这种方法研究3.3.膜蛋白研究方法膜蛋白研究方法( (用去垢剂分离小的跨膜蛋白用去垢剂分离小的跨膜蛋白) )1 1、转运分子进出细胞（转运蛋白）、转运分子进出细胞（转运蛋白）2 2、接受周围环境中激素或其他化学物质的信号（受体）、接受周围环境中激素或其他化学物质的信号（受体）3 3、支撑连接细胞骨架成分和细胞间质成分（连接体）、支撑连接细胞骨架成分和细胞间质成分（连接体）4 4、与细胞分化和细胞连接有关、与细胞分化和细胞连接有关5 5、催化各种化学反应（酶）、催化各种化学反应（酶
7、）4. 膜蛋白的功能膜蛋白的功能 三三、膜糖类膜糖类1. 形态结构形态结构2. 类类 型型糖蛋白糖蛋白糖糖 脂脂 3.膜糖的膜糖的种类种类 自自自自然然然然界界界界存存存存在在在在的的的的单单单单糖糖糖糖及及及及其其其其衍衍衍衍生生生生物物物物有有有有200200200200多多多多种种种种, , , ,但但但但存存存存在在在在于于于于膜膜膜膜的的的的糖糖糖糖类类类类只只只只有有有有其其其其中中中中的的的的9 9 9 9种种种种, , , , 而而而而在在在在动动动动物物物物细细细细胞胞胞胞膜上的主要是膜上的主要是膜上的主要是膜上的主要是7 7 7 7种：种：种：种： D-D-D-D-葡萄糖葡
8、萄糖葡萄糖葡萄糖（D-Glucose)D-Glucose) D- D- D- D-半乳糖半乳糖半乳糖半乳糖 (D-(D-galactosegalactose) ) D- D- D- D-甘露糖甘露糖甘露糖甘露糖 (D-mannose)(D-mannose) L- L- L- L-岩藻糖岩藻糖岩藻糖岩藻糖 (L-(L-fucosefucose) ) N- N- N- N-乙酰半乳糖胺乙酰半乳糖胺乙酰半乳糖胺乙酰半乳糖胺(N-acetyl-D-(N-acetyl-D-galactosaminegalactosamine) ) N- N- N- N-乙酰基葡萄糖胺乙酰基葡萄糖胺乙酰基葡萄糖胺乙酰基葡
9、萄糖胺 (N-acetyl-glucosamine)(N-acetyl-glucosamine) 唾液酸唾液酸唾液酸唾液酸 ( (sialicsialic acid) acid)。4.膜糖的作用膜糖的作用1)有助于蛋白质在细胞膜上的定位有助于蛋白质在细胞膜上的定位2)在细胞识别在细胞识别 、粘着和迁移中起作用、粘着和迁移中起作用 3)决定决定 ABO血型血型 （二）流动性（二）流动性（一）不对称性（一）不对称性第三节第三节 膜的主要特性膜的主要特性（一）不对称性（一）不对称性2. 膜蛋白（分部和功能）膜蛋白（分部和功能） 1. 膜脂（分部和功能）膜脂（分部和功能） 3. 膜糖膜糖不对称性的生物
10、学意义不对称性的生物学意义使细胞生命活动高度有序使细胞生命活动高度有序保证了膜功能的方向性保证了膜功能的方向性 （二）流动性（二）流动性 膜蛋白膜蛋白1.1.组成成分组成成分 膜糖膜糖膜脂膜脂2.分子运动形式分子运动形式旋旋 转转翻翻 转转伸缩振荡伸缩振荡摆摆 动动侧向扩散侧向扩散1)膜脂膜脂2)膜蛋白膜蛋白侧向扩散侧向扩散旋转旋转3.3.影响因素影响因素 胆固醇、脂肪酸、卵磷脂鞘磷脂胆固醇、脂肪酸、卵磷脂鞘磷脂 膜蛋白、膜蛋白、 温度温度脂脂双层的流动有一定影响因素双层的流动有一定影响因素流动性增加流动性增加流动性减小流动性减小短的脂肪酸链短的脂肪酸链不饱和脂肪酸链不饱和脂肪酸链胆固醇含量降
11、低胆固醇含量降低卵磷脂卵磷脂/鞘磷脂比值上升鞘磷脂比值上升结合膜蛋白少结合膜蛋白少温度升高温度升高长的脂肪酸链长的脂肪酸链饱和脂肪酸链饱和脂肪酸链胆固醇含量升高胆固醇含量升高卵磷脂卵磷脂/鞘磷脂比值下降鞘磷脂比值下降结合膜蛋白多结合膜蛋白多温度降低温度降低1. 片层结构模型片层结构模型 2. 单位膜模型单位膜模型 3. 流动镶嵌模型流动镶嵌模型 4. 脂筏模型脂筏模型第四节第四节 膜的分子结构膜的分子结构 脂筏脂筏（lipid raftlipid raft）: : 是膜脂双层内富含有特殊脂质和蛋白质的微区。是膜脂双层内富含有特殊脂质和蛋白质的微区。 脂筏模型脂筏模型1.1.脂筏形成与结构脂筏形
12、成与结构外层外层: :鞘脂鞘脂, ,胆固醇胆固醇, ,糖肌醇磷脂锚固蛋白糖肌醇磷脂锚固蛋白(GPI-)(GPI-)内层内层: :酰化蛋白酰化蛋白2.2.脂筏种类脂筏种类瓶型瓶型管型管型囊泡型囊泡型富含鞘脂膜区富含鞘脂膜区富含多磷酸肌醇膜区富含多磷酸肌醇膜区小窝小窝小窝的化学组成小窝的化学组成胆固醇胆固醇小窝蛋白小窝蛋白鞘脂鞘脂糖化神经鞘脂糖化神经鞘脂神经鞘磷脂神经鞘磷脂 小窝蛋白小窝蛋白基因定位基因定位 分分 布布 作作 用用1(, ) 7q31.1（+19kb)膜整合蛋白膜整合蛋白促进形成小窝蛋白寡聚促进形成小窝蛋白寡聚体和与其他蛋白作用体和与其他蛋白作用2(, ,)7q31.1内皮细胞、平
13、滑肌细内皮细胞、平滑肌细胞、骨骼肌细胞、纤胞、骨骼肌细胞、纤维母细胞和脂肪细胞维母细胞和脂肪细胞蛋白蛋白1的附属蛋白，调的附属蛋白，调节小窝组装。节小窝组装。33p25骨骼肌、心肌和平滑骨骼肌、心肌和平滑肌细胞肌细胞与与T管的功能和管的功能和肌细胞肌细胞发育密切相关发育密切相关,小窝蛋白为小窝的标记蛋白小窝蛋白为小窝的标记蛋白小窝的组装小窝的组装鞘脂鞘脂胆固醇胆固醇脂质核脂质核高尔基体高尔基体GPIGPI小窝蛋白小窝蛋白运往细胞表面运往细胞表面4. 蛋白质聚集在脂筏内蛋白质聚集在脂筏内,便于相互作用和便于相互作用和 形成有效构象形成有效构象.3.3.脂筏特性脂筏特性1.液态有序相被液态无序相所
14、包围液态有序相被液态无序相所包围2.在非离子去污剂中不融解在非离子去污剂中不融解 3.一个脂筏微区只含有一小部分可利用一个脂筏微区只含有一小部分可利用 的信号蛋白的信号蛋白4.脂筏的功能脂筏的功能1.1.参与信号转导参与信号转导2.2.参与蛋白质转运参与蛋白质转运参与跨细胞转运参与跨细胞转运参与跨胞饮作用参与跨胞饮作用参与细胞分选参与细胞分选脂筏与疾病脂筏与疾病1.1.与感染性疾病与感染性疾病2.2.与心血管疾病与心血管疾病3.3.与肿瘤与肿瘤4.4.与肌营养不良症与肌营养不良症5.5.与朊病毒病与朊病毒病6.6.与肺部疾病与肺部疾病 1.1.生物膜的化学组成和结构生物膜的化学组成和结构 2.2.生物膜特性和影响膜脂流动性因素生物膜特性和影响膜脂流动性因素 3.3.脂筏模型脂筏模型 思考题思考题
