之細胞膜的分子結構和特性

關于之細胞膜的分子結構和特性第一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日（cellmembrane)①使細胞具有相對獨立和穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境；細胞膜概念包圍在細胞質外周的一層界膜，又稱質膜（plasmamembrane)。功能②調(diào)控細胞內(nèi)外物質、信息、能量的流動。第二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日

細胞中除質膜外，胞內(nèi)還有豐富的膜性結構。由于這些膜與質膜在化學組成、分子結構和功能運作上具有很多共性，故把質膜和細胞內(nèi)各種膜性結構的膜統(tǒng)稱為生物膜。（P59）（biologicalmembrane)生物膜第三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日一、膜的化學組成生物膜脂類、蛋白質、糖類

水、無機鹽、金屬離子——主要成分——少量成分第一節(jié)細胞膜的分子結構和特性第四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日蛋白質/脂類:在不同種類生物膜中有所不同

表：各種生物膜中蛋白質與脂類的含量比功能多而復雜的膜，蛋白質/脂類

大；功能少而簡單的膜，蛋白質/脂類

小。生物膜的種類蛋白質/脂類神經(jīng)髓鞘(軸突部分的細胞膜）0.23血小板0.70Hela細胞1.50人紅細胞膜1.10線粒體內(nèi)膜3.20線粒體外膜1.10第五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日(一)膜脂(membranelipid)

膜脂磷脂(phospholipid)糖脂(glycolipid)膽固醇(cholesterol)第六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日1、磷脂鞘磷脂磷脂酰膽堿（卵磷脂）√磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）磷脂酰絲氨酸磷脂磷酸甘油酯第七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日◆第八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日疏水性尾部

親水性頭部X第九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日2、膽固醇極性頭部固醇環(huán)結構非極性尾部生物膜中磷脂和膽固醇的結合關系第十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日3、糖脂糖脂分子與鞘磷脂相似，只是頭部不同，由糖基取代磷脂酰堿基。常見糖脂：腦苷脂（含1個單糖殘基）神經(jīng)節(jié)苷脂（含7個單糖殘基）鞘胺醇第十一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日雙親媒性分子（兼性分子）(amphipathicmolecule)

既有親水性一端，又有疏水性一端的分子，如磷脂、膽固醇、糖脂。第十二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日脂分子團(lipidmicell)脂雙分子層(lipidbilayer)雙親媒性分子在水溶液中可形成兩種排列方式:水水脂質體(lipidbilayer)第十三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日（二）膜蛋白

根據(jù)膜蛋白與膜脂的結合方式及其在膜中

位置的不同，分為：

膜功能的主要承擔者與體現(xiàn)者。膜內(nèi)在蛋白（70%～80%）膜周邊蛋白脂錨定蛋白（20%～30%）第十四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日1、膜內(nèi)在蛋白(integralprotein)

是兼性分子，可以不同程度地嵌入脂雙分子層，不易分離。（1）貫穿脂雙層，兩端露出膜內(nèi)外——跨膜蛋白（2）一端嵌入膜內(nèi)，另一端露出膜外——半嵌入蛋白鑲嵌蛋白①單次穿膜②多次穿膜單次穿膜的跨膜蛋白多次穿膜的跨膜蛋白第十五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日2、膜周邊蛋白(peripheralprotein)

大多附著在膜的胞質面，易于分離。

不是兼性分子；與膜脂極性頭部或膜內(nèi)在蛋白露出膜外的親水部分非共價結合；膜周邊蛋白第十六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日3、脂錨定蛋白(lipid-anchoredprotein)

不是兼性分子；與膜脂分子共價結合；方式一：直接與脂雙分子層結合；方式二：通過糖脂的寡糖鏈間接與脂雙分子層結合。

大多附著在膜的非胞質面，易于分離。直接與脂雙分子層結合通過糖鏈與脂雙層結合第十七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日細胞內(nèi)脂雙層細胞被（糖萼）細胞膜的糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂的糖鏈向外伸展交織成的一層多糖物質，稱細胞被或糖萼。與細胞識別功能有關。細胞被cellcoatglycocalyx單糖或多聚糖+膜脂共價鍵糖脂

(glycolipid)單糖或多聚糖+膜蛋白糖蛋白

(glycoprotein)共價鍵（三）膜糖分布于膜的非胞質面第十八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日二、膜的分子結構

“脂雙分子層”的提出

1925年，Gorter

和Grendel

首次提出細胞膜是由連續(xù)的脂雙分子層組成的?！於四し肿咏Y構的科學基礎第十九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日（一）片層結構模型（lamellastructuremodel）蛋白質

脂雙分子層

1935年,Danielli和Davson通過實驗判定細胞膜中除脂類外，還含有蛋白質,提出了片層結構模型。（球狀）（球狀）（雙分子層）“蛋白質---脂類---蛋白質”三夾板式結構背景主要論點第二十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日（二）單位膜模型（unitmembranemodel）蛋白質：單層肽鏈β－折疊結構脂雙層細胞膜暗明暗2.0nm

3.5nm2.0nm

1959年,Robertson利用電子顯微鏡觀察，發(fā)現(xiàn)所有生物膜都呈“暗-明-暗”三層結構，故而把“兩暗一明”的結構模型稱為單位膜模型。

此模型認為覆蓋在脂雙分子層內(nèi)外表面的是呈

?-折疊的薄片狀蛋白質，而非球狀蛋白質。背景主要論點蛋白質：單層肽鏈β－折疊結構第二十一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日（三）液態(tài)鑲嵌模型（fluidmosaicmodel）①流動的脂雙分子層構成生物膜的連續(xù)主體；②球狀膜蛋白不同程度地鑲嵌在脂雙分子層中或附著在膜表面；①此模型能解釋生物膜中發(fā)生的很多現(xiàn)象，為闡述膜功能奠定了基礎；②忽視了蛋白質分子對脂分子流動性的限制作用以及膜各部分流動性的不均勻性。③強調(diào)了生物膜的流動性和不對稱性。背景單位膜模型存在明顯缺陷，人們對它的異議越來越多。1972年，Singer

和Nicolson提出了液態(tài)鑲嵌模型。主要論點客觀評價第二十二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日第二十三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日三、膜的理化特性——流動性和不對稱性第二十四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日1、膜蛋白分布的不對稱性第一：

膜蛋白在脂雙分子層中的分布位置是不對稱的。

（包括膜內(nèi)在及膜周邊蛋白）第三：

糖蛋白均分布于細胞膜的外層（非胞質面）

。第二：

膜蛋白顆粒在膜內(nèi)外層中的分布數(shù)量是不對稱的。

（細胞膜內(nèi)層多于外層）（一）膜的不對稱性第二十五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日

第三：糖脂

全部分布在細胞膜的外層（非胞質面）。第一：磷脂

磷脂酰膽堿和鞘磷脂多分布在細胞膜的外層（非胞質面）；磷脂酰乙醇胺和磷脂酰絲氨酸多分布在細胞膜的內(nèi)層（胞質面）。

∵磷脂酰絲氨酸帶有負電荷◆

∴細胞膜內(nèi)層負電荷多于外層。

第二：膽固醇

因其與磷脂酰膽堿及鞘磷脂的親和力較大，故主要分布在細胞膜的外層。

（非胞質面）

2、膜脂分布的不對稱性第二十六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日

膜脂及膜蛋白分布的不對稱性決定了膜功能的方向性，使膜兩側具有不同的功能。（P68）第二十七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日1、膜脂的流動性（1）側向擴散（2）旋轉運動（3）彎曲運動（4）翻轉運動

膜脂的特性——液晶態(tài)晶態(tài)液晶態(tài)液態(tài)相變相變溫度

膜脂分子的運動方式（二）膜的流動性第二十八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日影響膜脂流動性的因素（P70-72）1.脂肪酸鏈的飽和程度2.脂肪酸鏈的長度

3.膽固醇的含量

4.卵磷脂/鞘磷脂的比例5.其它因素飽和程度高，流動性??；········低，······大。鏈長，流動性?。弧ぁざ?，······大。調(diào)節(jié)膜的流動性。此比例小，流動性?。弧ぁぁぁぁぁご?，······大。環(huán)境溫度、pH、金屬離子及膜內(nèi)在蛋白含量等。第二十九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日2、膜蛋白的運動性膜蛋白分子的運動方式（1）側向擴散（2）旋轉擴散第三十頁，共三十二頁，編輯于2