細(xì)胞質(zhì)膜-ppt課件

1、 第四章第四章 細(xì)胞質(zhì)膜細(xì)胞質(zhì)膜細(xì)胞質(zhì)膜的構(gòu)造模型生物膜根本特征與功能膜骨架 第一節(jié)第一節(jié) 細(xì)胞質(zhì)膜的構(gòu)造模型細(xì)胞質(zhì)膜的構(gòu)造模型 細(xì)胞膜細(xì)胞膜(cell membrane),(cell membrane),又稱質(zhì)膜又稱質(zhì)膜(plasma (plasma membrane)membrane)指圍繞在細(xì)胞最外層指圍繞在細(xì)胞最外層, , 由脂類和蛋白質(zhì)組由脂類和蛋白質(zhì)組成的薄膜成的薄膜. . 細(xì)胞內(nèi)膜細(xì)胞內(nèi)膜 生物膜生物膜(biomembrane) (biomembrane) 。 細(xì)胞膜的構(gòu)造模型細(xì)胞膜的構(gòu)造模型( (流動(dòng)鑲嵌模型流動(dòng)鑲嵌模型) ) 膜脂膜脂生物膜的根本組成成分生物膜的根本組成成分

2、膜蛋白膜蛋白 一、生物膜的構(gòu)造模型一、生物膜的構(gòu)造模型 1890s,E.Overton 發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)容易透過發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)容易透過細(xì)胞細(xì)胞, 推測細(xì)胞膜由延續(xù)的脂類物質(zhì)組成。推測細(xì)胞膜由延續(xù)的脂類物質(zhì)組成。 1925年年, 荷蘭的兩位科學(xué)家荷蘭的兩位科學(xué)家E.Gorter和和F.Grendel根據(jù)對紅細(xì)胞的研討，提出質(zhì)膜根據(jù)對紅細(xì)胞的研討，提出質(zhì)膜的脂雙層的脂雙層(lipid bilayer)構(gòu)造構(gòu)造電鏡下的紅細(xì)胞電鏡下的紅細(xì)胞 實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明紅細(xì)胞膜脂與外表紅細(xì)胞膜脂與外表 積之比約為積之比約為1.81.82.212.21。 但細(xì)胞質(zhì)膜的外表張力比油水界但細(xì)胞質(zhì)膜的外表張力比油水

3、界面的外表張力小得多面的外表張力小得多, 參與蛋白質(zhì)那參與蛋白質(zhì)那么降低了外表張力么降低了外表張力.( ? )蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)- -脂類脂類- -蛋白質(zhì)三明治質(zhì)膜構(gòu)造模型蛋白質(zhì)三明治質(zhì)膜構(gòu)造模型J.F.Danielli&H.DavsonJ.F.Danielli&H.Davson(1935(1935年年) )單位膜模型單位膜模型蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)- -脂類脂類- -蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)暗暗- -亮亮- -暗暗 1959 1959年年, , J.D.RobertsonJ.D.Robertson在電子在電子顯微鏡下發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜是顯微鏡下發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜是暗暗-明明-暗的三層，暗的三層，總厚度為總厚度為7.5nm7.5nm，中

4、間，中間層為層為3.5nm3.5nm，內(nèi)外兩層，內(nèi)外兩層各為各為2.0nm2.0nm。并推測。并推測: :暗暗層是蛋白質(zhì)層是蛋白質(zhì), ,透明層是脂透明層是脂, ,這就是通用的單位膜模這就是通用的單位膜模型。型。 流動(dòng)鑲嵌模型流動(dòng)鑲嵌模型(Fluid mosaic model)1972年年, SJ Singer & G. Nicolson 根據(jù)免疫熒光技根據(jù)免疫熒光技術(shù)和冰凍蝕刻技術(shù)的研討結(jié)果術(shù)和冰凍蝕刻技術(shù)的研討結(jié)果, 在單位膜模型的根在單位膜模型的根底上提出的底上提出的, 強(qiáng)調(diào)膜的流動(dòng)性和膜蛋白分布的不對強(qiáng)調(diào)膜的流動(dòng)性和膜蛋白分布的不對稱性稱性.11Fluid mosaic model1 1

5、 膜的流動(dòng)性膜的流動(dòng)性 膜蛋白和膜脂均可側(cè)向運(yùn)動(dòng)膜蛋白和膜脂均可側(cè)向運(yùn)動(dòng)2 2 膜蛋白分布的不對稱性膜蛋白分布的不對稱性12冰凍蝕刻技術(shù)冰凍蝕刻技術(shù)提示的膜構(gòu)造提示的膜構(gòu)造 其他的細(xì)胞膜構(gòu)造模型其他的細(xì)胞膜構(gòu)造模型是對流動(dòng)鑲嵌模型的充實(shí)是對流動(dòng)鑲嵌模型的充實(shí) ，完善和補(bǔ)充，完善和補(bǔ)充液晶態(tài)模型液晶態(tài)模型板塊鑲嵌模型板塊鑲嵌模型脂筏模型脂筏模型脂筏模型脂筏模型脂筏區(qū)域富含膽固醇脂筏區(qū)域富含膽固醇 生物膜構(gòu)造的特征生物膜構(gòu)造的特征1 磷脂雙分子層是組成生物膜的根本構(gòu)呵斥分磷脂雙分子層是組成生物膜的根本構(gòu)呵斥分,尚未尚未發(fā)現(xiàn)膜構(gòu)造中起組織作用的蛋白；發(fā)現(xiàn)膜構(gòu)造中起組織作用的蛋白； 2 蛋白分子以不同

6、方式鑲嵌在脂雙層分子中或結(jié)合蛋白分子以不同方式鑲嵌在脂雙層分子中或結(jié)合在其外表在其外表,膜蛋白是賦予生物膜功能的主要決議者；膜蛋白是賦予生物膜功能的主要決議者； 3 膜的流動(dòng)性：生物膜可看成蛋白質(zhì)在雙層脂分子膜的流動(dòng)性：生物膜可看成蛋白質(zhì)在雙層脂分子中的二維溶液，其相互作用復(fù)雜并與膜蛋白和膜脂中的二維溶液，其相互作用復(fù)雜并與膜蛋白和膜脂的流動(dòng)性相關(guān)。是生物膜的根本特征之一的流動(dòng)性相關(guān)。是生物膜的根本特征之一, 是細(xì)胞進(jìn)是細(xì)胞進(jìn)展生命活動(dòng)的必要條件。展生命活動(dòng)的必要條件。 二、膜脂二、膜脂一成分一成分1.1.磷脂磷脂 50%50%以上以上2.2.糖脂糖脂 5%-10%5%-10%3.3.膽固醇和

7、中性脂膽固醇和中性脂1/31/3 是生物膜的根本組成成分是生物膜的根本組成成分, , 每個(gè)動(dòng)物每個(gè)動(dòng)物細(xì)胞膜上約有細(xì)胞膜上約有109109個(gè)脂分子個(gè)脂分子膜脂膜脂1.1.磷脂磷脂 phospholipids, 50%, phospholipids, 50%, 含有磷含有磷酸基團(tuán)酸基團(tuán) 甘油磷脂甘油磷脂, ,鞘磷脂鞘磷脂生物膜磷脂特征：生物膜磷脂特征：(1)1(1)1極性頭極性頭+2+2非極性尾；非極性尾；(2)(2)脂肪酸碳鏈為偶數(shù)脂肪酸碳鏈為偶數(shù)(14, 16, 18 (14, 16, 18 或或2020個(gè)碳原個(gè)碳原 子子) )；(3)(3)飽和脂肪酸根如軟脂酸飽和脂肪酸根如軟脂酸 常含不飽

8、和脂肪酸如油酸常含不飽和脂肪酸如油酸, 300, 300彎彎曲曲磷脂酰膽堿磷脂酰膽堿, (, (卵磷脂卵磷脂) )甘油磷脂包括甘油磷脂包括: :磷脂酰絲氨酸磷脂酰絲氨酸磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺磷脂酰肌醇等磷脂酰肌醇等分為分為: : 甘油磷脂和鞘磷脂甘油磷脂和鞘磷脂2.2.糖脂糖脂glycolipidglycolipid, 5%-10%, , 5%-10%, 含糖含糖 不同細(xì)胞中所含糖脂的種類不同不同細(xì)胞中所含糖脂的種類不同 如：神經(jīng)細(xì)胞的神經(jīng)節(jié)苷脂類，如：神經(jīng)細(xì)胞的神經(jīng)節(jié)苷脂類， 人紅細(xì)胞外表的人紅細(xì)胞外表的ABOABO血型糖脂血型糖脂糖脂糖脂細(xì)菌、植物細(xì)胞糖脂：由甘油酯類衍生來。細(xì)菌、植物細(xì)

9、胞糖脂：由甘油酯類衍生來。動(dòng)物細(xì)胞糖脂：幾乎由鞘氨醇衍生來動(dòng)物細(xì)胞糖脂：幾乎由鞘氨醇衍生來- -鞘糖脂鞘糖脂糖基糖基-頭、兩條烴鏈頭、兩條烴鏈-尾尾半乳糖腦苷脂半乳糖腦苷脂神經(jīng)節(jié)苷脂神經(jīng)節(jié)苷脂糖脂糖脂(Glycolipid)(Glycolipid) 糖脂普遍存在于原核和真核細(xì)胞膜上糖脂普遍存在于原核和真核細(xì)胞膜上,含量含量約占膜脂的約占膜脂的5%-10%; 最簡單的糖脂是半乳糖腦苷脂最簡單的糖脂是半乳糖腦苷脂,它僅有一個(gè)它僅有一個(gè)半乳糖作為極性頭部半乳糖作為極性頭部; 變化最多、最復(fù)雜的是神經(jīng)節(jié)苷脂變化最多、最復(fù)雜的是神經(jīng)節(jié)苷脂,它是神它是神經(jīng)原質(zhì)膜具特征性的成分經(jīng)原質(zhì)膜具特征性的成分; gl

10、ycolipidsGlycolipids半乳糖腦甘脂半乳糖腦甘脂 GM1神經(jīng)節(jié)甘脂神經(jīng)節(jié)甘脂 唾液酸唾液酸 Blood group antigens. ABOABO血型抗原是血型抗原是一種糖脂一種糖脂, , 其寡其寡糖部分決議抗原糖部分決議抗原特異性特異性3.3.膽固醇和中性脂膽固醇和中性脂1/31/3膽固醇存在于動(dòng)物和少數(shù)植物細(xì)胞膜上，膽固醇存在于動(dòng)物和少數(shù)植物細(xì)胞膜上，細(xì)菌細(xì)胞不含膽固醇，某些細(xì)菌膜中含甘油細(xì)菌細(xì)胞不含膽固醇，某些細(xì)菌膜中含甘油作用：作用：調(diào)理膜的流動(dòng)性調(diào)理膜的流動(dòng)性加強(qiáng)膜的穩(wěn)定性加強(qiáng)膜的穩(wěn)定性降低水溶性物質(zhì)的通透性降低水溶性物質(zhì)的通透性* Steroid* Amphipa

11、thic(兩性分子兩性分子)* Animal cells* Membrane fluidity “buffer膽固醇膽固醇固醇環(huán)固醇環(huán)膜脂的功能膜脂的功能構(gòu)成膜的根本骨架構(gòu)成膜的根本骨架,去除膜脂去除膜脂,那么使膜解那么使膜解體體; 是膜蛋白的溶劑，一些蛋白經(jīng)過疏水端同是膜蛋白的溶劑，一些蛋白經(jīng)過疏水端同膜脂作用，使蛋白鑲嵌在膜上，得以執(zhí)行膜脂作用，使蛋白鑲嵌在膜上，得以執(zhí)行特殊的功能特殊的功能; 膜脂為某些膜蛋白膜脂為某些膜蛋白(酶酶)維持構(gòu)象、表現(xiàn)活維持構(gòu)象、表現(xiàn)活性提供環(huán)境性提供環(huán)境, 普通膜脂本身不參與反響普通膜脂本身不參與反響(細(xì)細(xì)菌的膜脂參與反響菌的膜脂參與反響); 膜上有很多酶的

12、活性依賴于膜脂的存在。膜上有很多酶的活性依賴于膜脂的存在。有些膜蛋白只需在特異的磷脂頭部基團(tuán)存有些膜蛋白只需在特異的磷脂頭部基團(tuán)存在時(shí)才有功能。在時(shí)才有功能。二膜脂的運(yùn)動(dòng)方式二膜脂的運(yùn)動(dòng)方式六種主要方式六種主要方式側(cè)向分散運(yùn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)側(cè)向分散運(yùn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)伸縮震蕩運(yùn)動(dòng)；翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)異構(gòu)化伸縮震蕩運(yùn)動(dòng)；翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)異構(gòu)化運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。 是根據(jù)磷脂分子可在水相中構(gòu)成穩(wěn)定的脂是根據(jù)磷脂分子可在水相中構(gòu)成穩(wěn)定的脂雙層的趨勢而制備的人工膜雙層的趨勢而制備的人工膜. 分子分子團(tuán)團(tuán)脂質(zhì)脂質(zhì)體體(a)(a)水溶液中的磷脂分子團(tuán)；水溶液中的磷脂分子團(tuán)；(b)(b)球形脂質(zhì)體；球形脂質(zhì)體；

13、(c)(c)平面脂質(zhì)體膜；平面脂質(zhì)體膜；(d(d用于疾病治療的脂質(zhì)體的表示圖用于疾病治療的脂質(zhì)體的表示圖脂質(zhì)體的運(yùn)用脂質(zhì)體的運(yùn)用研討膜生物學(xué)性質(zhì)研討膜生物學(xué)性質(zhì)基因轉(zhuǎn)移基因轉(zhuǎn)移作為藥物載體作為藥物載體 三、膜蛋白三、膜蛋白 是膜功能的主要表達(dá)者是膜功能的主要表達(dá)者 占核基因組編碼蛋白質(zhì)的占核基因組編碼蛋白質(zhì)的30%30%。一、類型：一、類型： 外在外在( (外周外周) )膜蛋白膜蛋白(extrinsic/peripheral membrane (extrinsic/peripheral membrane proteins )proteins )內(nèi)在整合膜蛋白：內(nèi)在整合膜蛋白：(intrinsi

14、c/ integral (intrinsic/ integral membrane proteins) membrane proteins) 脂錨定蛋白脂錨定蛋白lipid-anchored proteinlipid-anchored proteinHow Proteins Associate with the membrane、整合蛋白；、脂錨定蛋白；、外周蛋白、整合蛋白；、脂錨定蛋白；、外周蛋白 外周蛋白靠離子鍵或其它較弱的鍵與膜外表蛋白外周蛋白靠離子鍵或其它較弱的鍵與膜外表蛋白或脂分子結(jié)合，改動(dòng)溶液的離子強(qiáng)度、提高溫度或脂分子結(jié)合，改動(dòng)溶液的離子強(qiáng)度、提高溫度就可以從膜上分別下來。就可以

15、從膜上分別下來。 一個(gè)蛋白可以由多個(gè)亞基構(gòu)成，有的亞基為跨膜一個(gè)蛋白可以由多個(gè)亞基構(gòu)成，有的亞基為跨膜蛋白，有的那么結(jié)合在膜的外部。蛋白，有的那么結(jié)合在膜的外部。外周蛋白外周蛋白離子鍵離子鍵氫鍵氫鍵1. 膜蛋白的跨膜構(gòu)造域與脂雙層分子的疏水中心相互作用膜蛋白的跨膜構(gòu)造域與脂雙層分子的疏水中心相互作用(1)1至多個(gè)至多個(gè)a-螺旋構(gòu)成跨膜構(gòu)造域螺旋構(gòu)成跨膜構(gòu)造域(2)b片層構(gòu)成疏水通道片層構(gòu)成疏水通道 2. 跨膜構(gòu)造域兩端攜帶正電荷的氨基酸殘基與帶負(fù)電荷的磷脂跨膜構(gòu)造域兩端攜帶正電荷的氨基酸殘基與帶負(fù)電荷的磷脂分子頭部結(jié)合分子頭部結(jié)合, 或帶負(fù)電荷的氨基酸殘基經(jīng)過鈣離子等與磷或帶負(fù)電荷的氨基酸殘基

16、經(jīng)過鈣離子等與磷脂頭部相互作用脂頭部相互作用.3. 某些膜蛋白在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)惻的半胱氨酸殘基上結(jié)合脂肪酸分某些膜蛋白在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)惻的半胱氨酸殘基上結(jié)合脂肪酸分子子, 插入脂雙層間插入脂雙層間, 加強(qiáng)膜蛋白與膜脂的結(jié)合加強(qiáng)膜蛋白與膜脂的結(jié)合二內(nèi)在蛋白與膜脂結(jié)合的方式二內(nèi)在蛋白與膜脂結(jié)合的方式膜內(nèi)在蛋白膜內(nèi)在蛋白intrinsic proteins兩親分子兩親分子螺螺旋旋如如: : 帶三蛋白帶三蛋白 脂錨定蛋白分為兩類：脂錨定蛋白分為兩類： 糖磷脂酰肌醇糖磷脂酰肌醇(GPI)銜接的蛋白位于細(xì)胞膜的外銜接的蛋白位于細(xì)胞膜的外小葉，用磷脂酶小葉，用磷脂酶C處置細(xì)胞，能釋放出結(jié)合蛋白。處置細(xì)胞，能釋放出結(jié)

17、合蛋白。許多細(xì)胞外表的受體、酶、細(xì)胞粘附分子都是許多細(xì)胞外表的受體、酶、細(xì)胞粘附分子都是這類蛋白。這類蛋白。 另一類脂錨定蛋白與插入質(zhì)膜內(nèi)小葉的長碳?xì)淞硪活愔^定蛋白與插入質(zhì)膜內(nèi)小葉的長碳?xì)滏溄Y(jié)合。鏈結(jié)合。 脂錨定蛋白脂錨定蛋白GPI三去垢劑三去垢劑detergent)detergent) 去垢劑是一端親水一端疏水的兩性小分子去垢劑是一端親水一端疏水的兩性小分子, ,是分別與研討膜是分別與研討膜蛋白的常用試劑。蛋白的常用試劑。 離子型去垢劑離子型去垢劑(SDS)(SDS)和非離子型去垢劑和非離子型去垢劑Triton X-100Triton X-100 離子型離子型 十二烷基磺酸鈉十二烷基磺酸鈉

18、SDS) SDS) 作用猛烈，引起蛋白量變性作用猛烈，引起蛋白量變性 非離子型非離子型 Triton X-100 Triton X-100 作用較溫暖作用較溫暖H3CCCH3CH2CH3CCH3CH3(OCH2CH2)10OHH3CCCH3CH2CH3CCH3CH3(OCH2CH2)10OHH3C(CH2)11OSO3Na+SDSTriton X-100Triton X-100膜蛋白的功能膜蛋白的功能1、轉(zhuǎn)運(yùn)分子進(jìn)出細(xì)胞、轉(zhuǎn)運(yùn)分子進(jìn)出細(xì)胞2、接受并傳送信號、接受并傳送信號3、支撐銜接細(xì)胞骨架成分和細(xì)胞間質(zhì)成分、支撐銜接細(xì)胞骨架成分和細(xì)胞間質(zhì)成分4、與細(xì)胞分化及細(xì)胞間銜接有關(guān)、與細(xì)胞分化及細(xì)胞間

19、銜接有關(guān)糖脂與糖蛋白糖脂與糖蛋白糖糖- -共價(jià)鍵共價(jià)鍵- -脂脂糖糖- -共價(jià)鍵共價(jià)鍵- -蛋白蛋白 第二節(jié)第二節(jié) 生物膜根本特征與功能生物膜根本特征與功能膜的流動(dòng)性膜的流動(dòng)性膜的不對稱性膜的不對稱性根本功能根本功能一一 膜的流動(dòng)性膜的流動(dòng)性 膜脂的流動(dòng)性和膜蛋白的流動(dòng)性膜脂的流動(dòng)性和膜蛋白的流動(dòng)性 , 主要由膜主要由膜脂雙層的變化引起脂雙層的變化引起一膜脂的流動(dòng)一膜脂的流動(dòng)脂分子的側(cè)向運(yùn)動(dòng)脂分子的側(cè)向運(yùn)動(dòng) 1. 脂肪酸鏈長短脂肪酸鏈長短 越短，流動(dòng)性越大越短，流動(dòng)性越大2. 脂肪酸不飽和度脂肪酸不飽和度 越高，流動(dòng)性越大越高，流動(dòng)性越大3. 相變溫度相變溫度 在細(xì)菌和動(dòng)物細(xì)胞中常經(jīng)過添在細(xì)菌

20、和動(dòng)物細(xì)胞中常經(jīng)過添加不飽和脂肪酸的含量來調(diào)理膜脂的相加不飽和脂肪酸的含量來調(diào)理膜脂的相變溫度以維持膜脂的流動(dòng)性。變溫度以維持膜脂的流動(dòng)性。4. 膽固醇膽固醇: 防止膜脂由液相防止膜脂由液相 固相。固相。 在動(dòng)物細(xì)胞中，膽固醇對膜的流動(dòng)性起在動(dòng)物細(xì)胞中，膽固醇對膜的流動(dòng)性起 重要的雙向調(diào)理作用。重要的雙向調(diào)理作用。5. 卵磷脂卵磷脂/鞘磷脂：該比例高那么膜流動(dòng)鞘磷脂：該比例高那么膜流動(dòng)性添加，是由于鞘磷脂粘度高于卵磷性添加，是由于鞘磷脂粘度高于卵磷脂。脂。 其他要素其他要素:酸堿度、離子強(qiáng)度等。酸堿度、離子強(qiáng)度等。The structure of the lipid bilayer depen

21、ds on the temperature. 二、膜蛋白的流動(dòng)性二、膜蛋白的流動(dòng)性主要有側(cè)向分散和旋轉(zhuǎn)分散兩種運(yùn)動(dòng)方式。主要有側(cè)向分散和旋轉(zhuǎn)分散兩種運(yùn)動(dòng)方式。質(zhì)膜的流動(dòng)性是保證其正常功能的必要條件質(zhì)膜的流動(dòng)性是保證其正常功能的必要條件鼠、人細(xì)胞交融實(shí)驗(yàn)鼠、人細(xì)胞交融實(shí)驗(yàn)淋巴細(xì)胞的成帽效應(yīng)淋巴細(xì)胞的成帽效應(yīng)光脫色恢復(fù)技術(shù)光脫色恢復(fù)技術(shù) 1970年，年，Larry Frye和和Michael Edidin 進(jìn)展了鼠、人細(xì)胞交融實(shí)驗(yàn)，令人服氣地進(jìn)展了鼠、人細(xì)胞交融實(shí)驗(yàn)，令人服氣地證明膜的流動(dòng)性。證明膜的流動(dòng)性。人鼠細(xì)胞交融實(shí)驗(yàn)人鼠細(xì)胞交融實(shí)驗(yàn)淋巴細(xì)胞的成帽效應(yīng)淋巴細(xì)胞的成帽效應(yīng) 經(jīng)過抗體交聯(lián)經(jīng)過抗體

22、交聯(lián)膜蛋白分子聚集成膜蛋白分子聚集成斑斑(patching)、成帽、成帽(capping)的景象也的景象也是膜蛋白在膜平面是膜蛋白在膜平面?zhèn)认蚍稚⒌睦?。?cè)向分散的例子。55FRAP) 光脫色恢復(fù)技術(shù)光脫色恢復(fù)技術(shù)二、膜的不對稱性二、膜的不對稱性 質(zhì)膜內(nèi)外兩層的組分和功能的差別，稱為膜的不質(zhì)膜內(nèi)外兩層的組分和功能的差別，稱為膜的不對稱性。對稱性。 樣品經(jīng)冰凍斷裂處置后，細(xì)胞膜可從脂雙層中央樣品經(jīng)冰凍斷裂處置后，細(xì)胞膜可從脂雙層中央斷 開 ， 各 斷 面 命 名 為 ：斷 開 ， 各 斷 面 命 名 為 ： E S ， 細(xì) 胞 外 外 表， 細(xì) 胞 外 外 表extrocytoplasmic s

23、urface；EF，細(xì)胞外小頁斷，細(xì)胞外小頁斷面面extrocytoplasmic face；PS，原生質(zhì)外表，原生質(zhì)外表protoplasmic surface；PF，原生質(zhì)小頁斷面，原生質(zhì)小頁斷面protoplasmic face 。 1 膜脂的不對稱膜脂的不對稱同一種膜脂在膜的雙分子層中呈不均勻分布同一種膜脂在膜的雙分子層中呈不均勻分布糖脂的分布完全不對稱糖脂的分布完全不對稱磷脂在紅細(xì)胞膜上的分布不對稱性磷脂在紅細(xì)胞膜上的分布不對稱性質(zhì)膜內(nèi)小頁質(zhì)膜內(nèi)小頁質(zhì)膜外小頁質(zhì)膜外小頁SM:鞘磷脂鞘磷脂PC: 卵磷脂卵磷脂PS:磷脂酰絲氨酸磷脂酰絲氨酸PE: 磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺PI: 磷脂酰肌

24、醇磷脂酰肌醇CI:膽固醇膽固醇2 膜蛋白的分布不對稱膜蛋白的分布不對稱 在膜兩側(cè)分布不對稱，如：在膜兩側(cè)分布不對稱，如： 紅細(xì)胞的血型糖蛋白分子伸向膜內(nèi)、外側(cè)紅細(xì)胞的血型糖蛋白分子伸向膜內(nèi)、外側(cè)面的氨基酸殘基的數(shù)目不對稱。面的氨基酸殘基的數(shù)目不對稱。 血影蛋白分布在紅細(xì)胞膜的內(nèi)側(cè)面。血影蛋白分布在紅細(xì)胞膜的內(nèi)側(cè)面。 普通說普通說,細(xì)胞質(zhì)面的蛋白比外外表少細(xì)胞質(zhì)面的蛋白比外外表少,一些酶一些酶和受體多處于外外表和受體多處于外外表,如：如： 5-核苷酸酶、磷酸脂酶、核苷酸酶、磷酸脂酶、Mg2+ -ATP酶、酶、激素受體、生長因子受體位于外外表；激素受體、生長因子受體位于外外表； 腺苷酸環(huán)化酶那么處

25、于膜的內(nèi)外表。腺苷酸環(huán)化酶那么處于膜的內(nèi)外表。3 膜糖的不對稱膜糖的不對稱 The biological role of asymmetry 膜脂、膜蛋白及膜糖分布的不對稱性導(dǎo)致了膜功能的不對稱性和方向性,保證了生命活動(dòng)的高度有序性。 膜不僅內(nèi)外兩側(cè)的功能不同, 不同區(qū)域的功能也不一樣。呵斥這種功能上的差別,主要是膜蛋白、膜脂和膜糖分布不對稱引起的。 細(xì)胞間的識別、運(yùn)動(dòng)、物質(zhì)運(yùn)輸、信號傳送等都具有方向性。這些方向性的維持就靠分布不對稱的膜蛋白、膜脂和膜糖來提供。三、細(xì)胞質(zhì)膜的根本功能三、細(xì)胞質(zhì)膜的根本功能 為細(xì)胞的生命活動(dòng)提供相對穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境為細(xì)胞的生命活動(dòng)提供相對穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境; 選擇性的物質(zhì)

26、運(yùn)輸選擇性的物質(zhì)運(yùn)輸,包括代謝底物的輸入與代謝包括代謝底物的輸入與代謝 產(chǎn)物的排除產(chǎn)物的排除,并伴隨著能量的傳送并伴隨著能量的傳送; 提供細(xì)胞識別位點(diǎn)提供細(xì)胞識別位點(diǎn),并完成細(xì)胞內(nèi)外信息跨膜傳送并完成細(xì)胞內(nèi)外信息跨膜傳送; 為多種酶提供結(jié)合位點(diǎn)為多種酶提供結(jié)合位點(diǎn),使酶促反響高效而有序使酶促反響高效而有序 地進(jìn)展地進(jìn)展; 介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞、細(xì)胞與基質(zhì)之間的銜接介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞、細(xì)胞與基質(zhì)之間的銜接; 質(zhì)膜參與構(gòu)成具有不同功能的細(xì)胞外表特化構(gòu)造。質(zhì)膜參與構(gòu)成具有不同功能的細(xì)胞外表特化構(gòu)造。第三節(jié)第三節(jié) 膜骨架膜骨架 細(xì)胞外表的特化構(gòu)造如：細(xì)胞外表的特化構(gòu)造如： 膜骨架膜骨架(溶膠層溶膠層) 鞭毛和纖

27、毛鞭毛和纖毛 微絨毛微絨毛 細(xì)胞變形足細(xì)胞變形足 分別與細(xì)胞形狀的維持、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞分別與細(xì)胞形狀的維持、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞的物質(zhì)交換等功能有關(guān)。的物質(zhì)交換等功能有關(guān)。 膜骨架的概念：指細(xì)胞質(zhì)膜下與膜蛋白相連的膜骨架的概念：指細(xì)胞質(zhì)膜下與膜蛋白相連的由纖維蛋白組成的網(wǎng)架構(gòu)造由纖維蛋白組成的網(wǎng)架構(gòu)造,位于細(xì)胞質(zhì)膜下約位于細(xì)胞質(zhì)膜下約0.2m厚的溶膠層。它參與維持細(xì)胞質(zhì)膜的外形并厚的溶膠層。它參與維持細(xì)胞質(zhì)膜的外形并協(xié)助質(zhì)膜完成多種生理功能。協(xié)助質(zhì)膜完成多種生理功能。一、膜骨架生物學(xué)功能和意義：膜骨架賦予細(xì)胞質(zhì)膜既生物學(xué)功能和意義：膜骨架賦予細(xì)胞質(zhì)膜既有很好的彈性又具有較高強(qiáng)度。維持質(zhì)膜有很好的彈性又具有較高強(qiáng)度。維持質(zhì)膜的外形并協(xié)助質(zhì)膜完成多種生理功能。的外形并協(xié)助質(zhì)膜完成多種生理功能。 成熟的哺乳動(dòng)物血紅細(xì)胞沒有核和內(nèi)膜系統(tǒng)，成熟的哺乳動(dòng)物血紅細(xì)胞沒有核和內(nèi)膜系統(tǒng)，是研討膜骨架的理想資料。是研討膜骨架的理想資料。1. 1. 紅細(xì)胞的生物學(xué)特性紅細(xì)胞的生物學(xué)特性 無核和內(nèi)膜體系無核和內(nèi)膜體系 膜強(qiáng)度大且有彈性膜強(qiáng)度大且有彈性 質(zhì)膜與膜骨架易分別質(zhì)膜與膜骨架易分別2. 2. 血影血影 (ghost) (ghost) 紅細(xì)胞紅細(xì)胞 低滲處置低滲處置 質(zhì)膜破裂質(zhì)膜破裂釋放內(nèi)容物釋放內(nèi)容物 紅細(xì)胞仍堅(jiān)持原來外表形狀構(gòu)造紅細(xì)胞仍堅(jiān)持原來外表形狀構(gòu)造