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1、 细胞膜与跨膜运输细胞膜与跨膜运输 内容提要内容提要3.1 红细胞膜结构红细胞膜结构q红细胞的生物学红细胞的生物学q红细胞的结构研究红细胞的结构研究q红细胞质膜红细胞质膜3.2 膜的化学组成膜的化学组成q膜脂膜脂q膜糖膜糖q膜蛋白膜蛋白 细胞质膜细胞质膜 (Plasma Membrane) 内膜系统内膜系统 （Endomembrane System) 生物膜生物膜(Biomembrane)(Biomembrane) 细胞的膜结构细胞的膜结构细细胞胞的的生生物物膜膜体体系系3.1.1 红细胞的生物学红细胞的生物学3.1.2 红细胞膜脂双层结构的研究红细胞膜脂双层结构的研究3.1.3 红细胞膜红细
2、胞膜3.2 3.2 红细胞膜结构红细胞膜结构3.1.1 红细胞的生物学红细胞的生物学红细胞的基本性质红细胞的基本性质成成熟熟的的红红细细胞胞呈呈双双面面凹凹或或单单面面凹凹陷陷的的盘盘状状，直直径径约为约为7m,7m,厚度厚度1.7m,1.7m,表面积为表面积为145m145m2 2； 红红细细胞胞的的主主要要功功能能是是携携带带O O2 2和和运运输输COCO2 2，红红细细胞胞的的寿命约为寿命约为120120天，一生中要行走天，一生中要行走500500，000000米。米。 电镜下的红细胞电镜下的红细胞红细胞血影红细胞血影3.1.2 3.1.2 红细胞膜红细胞膜 存在膜骨架，存在膜骨架，依
3、据？依据？ 行程行程500,000500,000米米 要多次穿过小于自身直径一半的微小通要多次穿过小于自身直径一半的微小通 道道; ; 要在脾脏内经受少氧、低要在脾脏内经受少氧、低pHpH值的不利条值的不利条 件件; ; 又要经过心脏内瓣膜涡流冲击，但始终又要经过心脏内瓣膜涡流冲击，但始终 保持结构的完整。保持结构的完整。 红细胞膜的主要蛋白红细胞膜的主要蛋白 红细胞膜红细胞膜( (含膜骨架部分含膜骨架部分) )大约有大约有1515种种 主要的蛋白带主要的蛋白带: : 其中有三种主要的蛋白其中有三种主要的蛋白: : 血影蛋白血影蛋白(Spectrin)(Spectrin)、血型糖蛋白、血型糖蛋
4、白(Glycophorin)(Glycophorin)、 带带3 3蛋白蛋白(Band 3 protein)(Band 3 protein)。红红细细胞胞膜膜蛋蛋白白？红细胞膜骨架红细胞膜骨架 Band 3 Protein带带3 3蛋白约为红细胞膜蛋白的蛋白约为红细胞膜蛋白的25%;25%;阴离子跨膜运输的通道阴离子跨膜运输的通道 H20 + CO2 H2CO3 HCO-3 + H+Band 3 protein is present as a dimer composed of two identical subunits; 多次跨膜多次跨膜 ;6-8%的糖基的糖基 带带3蛋蛋白白的的功功能能
5、Glycophorin膜骨架蛋白的主要成分包括膜骨架蛋白的主要成分包括: : 血影蛋白、肌动蛋白、锚定蛋白、血影蛋白、肌动蛋白、锚定蛋白、 带带4.14.1蛋白等，这些都是外周蛋白。蛋白等，这些都是外周蛋白。血影蛋白、肌动蛋白、带血影蛋白、肌动蛋白、带4.14.1蛋白连接方式蛋白连接方式红细胞膜骨架组织红细胞膜骨架组织3.2 3.2 膜的化学组成膜的化学组成3.2.1 膜脂膜脂 Phosphoglycerides(磷酯磷酯）；）； Sphingolipids（鞘脂）（鞘脂）； Cholesterol（胆固醇）。（胆固醇）。 磷脂酰乙醇胺、磷脂酰胆碱、磷脂酰肌醇磷脂酰乙醇胺、磷脂酰胆碱、磷脂酰肌
6、醇胆固醇胆固醇(Cholesterol)(Cholesterol)胆固醇存在于真核细胞膜中：胆固醇存在于真核细胞膜中：动物细胞膜胆固醇的含量较高动物细胞膜胆固醇的含量较高Cholesterol is absent from the plasma membranes of most plant. 酵母细胞膜中是麦角固醇酵母细胞膜中是麦角固醇; ;胆固醇分子包括三部分胆固醇分子包括三部分: : 极性的头部：羟基极性的头部：羟基非极性的类固醇环结构非极性的类固醇环结构一个非极性的碳氢尾部。一个非极性的碳氢尾部。Typical CholesterolSphingolipids(鞘鞘脂脂)鞘氨醇鞘氨醇神
7、经酰胺神经酰胺鞘磷脂鞘磷脂脑苷脂脑苷脂神经节苷脂神经节苷脂 The Nature the Lipid 膜膜脂脂的的基基本本性性质质是是两两性性物物质质, , 能能够够自自我我装装配配成成双双层层结结构构或或自自我我封封闭闭成成球状。球状。Self Assemble of Lipid Bilayer膜脂的功能膜脂的功能 p81p81脂质体脂质体(Liposome)(Liposome) p82 p82膜蛋白的种类膜蛋白的种类整合蛋白整合蛋白(Integral Proteins) 3.2.2 3.2.2 膜蛋白膜蛋白p85p85外外周周蛋蛋白白(peripheral (peripheral prot
8、eins)proteins) 脂锚定蛋白脂锚定蛋白(Lipid-anchored proteins ) 膜蛋白的功能膜蛋白的功能 膜糖的膜糖的种类种类自自然然界界存存在在的的单单糖糖及及其其衍衍生生物物有有200200多多种种, ,但但存存在在于于膜膜的的糖糖类类只只有有其其中中的的9 9种种, , 而而在在动动物物细细胞胞膜上的主要是膜上的主要是7 7种：种： D-D-葡萄糖葡萄糖（D-Glucose) D- D-半乳糖半乳糖 (D-galactose) D- D-甘露糖甘露糖 (D-mannose) L- L-岩藻糖岩藻糖 (L-fucose) N- N-乙酰半乳糖胺乙酰半乳糖胺 (N-a
9、cetyl-D-galactosamine) N- N-乙酰基葡萄糖胺乙酰基葡萄糖胺 (N-acetyl-glucosamine) 唾液酸唾液酸 (sialic acid)。3.2.3 3.2.3 膜糖膜糖 p82七七种种主主要要的的膜膜糖糖膜糖的存在方式膜糖的存在方式糖蛋白糖蛋白糖同氨基酸的连接主要有两种形式：糖同氨基酸的连接主要有两种形式：N-N-连接：连接： 即糖链与肽链中天冬酰胺的即糖链与肽链中天冬酰胺的氨基氨基相连相连 O-O-连接：连接： 则则是是糖糖链链与与肽肽链链中中的的丝丝氨氨酸酸或或苏苏氨氨酸酸的的羟基羟基相连相连O-O-连连接接糖糖链链较较短短, ,约约含含4 4个个糖糖基基, ,而而N-N-连连接接糖链一般有糖链一般有1010个以上的糖基。个以上的糖基。两两种种方方式式连连接接的的膜膜糖糖 ABOABO血血型型抗抗原原是是一一种种糖糖脂脂, , 其其寡寡多多糖部分具有决定抗原特异性的作用。糖部分具有决定抗原特异性的作用。 q糖脂糖脂膜糖的生物学功能膜糖的生物学功能 细胞与环境的相互作用细胞与环境的相互作用 接触抑制接触抑制 信号转导信号转导 蛋白质分选蛋白质分选 保护作用等。保护作用等。
