細(xì)胞膜醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)

細(xì)胞膜醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)兩暗

一明

“單位膜”結(jié)構(gòu)

第一節(jié)

細(xì)胞膜得結(jié)構(gòu)

和物質(zhì)運(yùn)輸功能脂類

蛋白質(zhì)

糖類磷脂糖脂膽固醇內(nèi)在膜蛋白外在膜蛋白脂錨定蛋白糖蛋白糖脂細(xì)胞膜得成分水、無機(jī)鹽、金屬離子一、膜脂膜脂得化學(xué)成分:磷脂膽固醇糖脂雙親性分子1、磷脂占細(xì)胞膜脂質(zhì)一半以上,就是細(xì)胞膜得基本成分類型:代表:甘油磷脂(卵磷脂、腦磷脂等)膽堿磷酸基甘油脂肪酸鏈?zhǔn)杷猜蚜字Y(jié)構(gòu)模式圖飽和脂肪酸鏈不飽和脂肪酸鏈親水頭雙親性分子(兼性分子)親水端疏水端雙親性分子在水中得結(jié)構(gòu)形式水2、膽固醇真核細(xì)胞質(zhì)膜中含量較高雙親性分子,由極性頭部和非極性尾部組成膽固醇分子與磷脂分子以特殊方式組合排列,從而降低膜得流動(dòng)性膽固醇在脂雙層中與磷脂分子結(jié)合得方式極性頭部(羥基)非極性尾部12大家應(yīng)該也有點(diǎn)累了，稍作休息大家有疑問的，可以詢問和交流存在得

方式內(nèi)在膜蛋白/整合膜蛋白外在膜蛋白/外周蛋白脂錨定蛋白①②二、膜蛋白細(xì)胞膜得功能得主要體現(xiàn)者。

膜內(nèi)在蛋白(整合型蛋白)根據(jù)跨膜蛋白空間結(jié)構(gòu)分為:α-螺旋—多數(shù)跨膜蛋白共同得結(jié)構(gòu)特征β-片層(孔蛋白)兩性分子。與膜得結(jié)合非常緊密,只有用去垢劑才能從膜上洗滌下來。外在膜蛋白以非共價(jià)鍵或共價(jià)鍵與脂質(zhì)分子頭側(cè)極性區(qū)或穿膜型蛋白在膜表面連接得蛋白,可以用離子溶液分離提取。膜周蛋白在細(xì)胞膜呈動(dòng)態(tài)分布。脂錨定蛋白①,②內(nèi)在膜蛋白(跨膜蛋白)③,④脂錨定蛋白⑤,⑥外周蛋白單次貫穿多次貫穿

三、膜糖類糖類與脂質(zhì)和膜蛋白以共價(jià)鍵方式結(jié)合,在真核細(xì)胞表面形成一層很厚得包被,這層由糖分子側(cè)鏈在細(xì)胞表面形成得結(jié)構(gòu)叫細(xì)胞外被,又叫糖萼。類型:糖蛋白=糖+膜蛋白糖脂=糖+脂質(zhì)跨膜多糖蛋白(粘蛋白)跨膜糖蛋白糖脂吸附得糖蛋白功能:保護(hù)、潤滑、識(shí)別、黏附發(fā)炎細(xì)胞膜得分子結(jié)構(gòu)模型

1972年,S、J、Singer&G、Nicolson根據(jù)免疫熒光技術(shù)、冰凍蝕刻技術(shù)得研究結(jié)果,提出了“液態(tài)鑲嵌模型”。

流動(dòng)鑲嵌模型流動(dòng)鑲嵌模型得特點(diǎn)膜脂就是由雙層脂質(zhì)分子構(gòu)成脂質(zhì)雙層就是流動(dòng)得,脂質(zhì)和蛋白質(zhì)分子都可以流動(dòng)蛋白質(zhì)嵌入細(xì)胞膜得方式包括:膜外在蛋白/脂錨定蛋白膜內(nèi)在蛋白膜蛋白片層結(jié)構(gòu)模型

——“三明治”學(xué)說1935年,J、Danielli&H、Davson發(fā)現(xiàn)質(zhì)膜得表面張力比油－水界面得張力低得多,推測膜中含有蛋白質(zhì),而且覆蓋在膜得內(nèi)外兩側(cè),脂質(zhì)頭部與蛋白質(zhì)側(cè)鏈以離子鍵形式結(jié)合。單位膜模型J、D、Robertson1959用超薄切片技術(shù)獲得了清晰得細(xì)胞膜照片,顯示暗-明-暗三層結(jié)構(gòu),她由厚約3、5nm得明帶和內(nèi)外表面各厚約2nm得暗帶構(gòu)成,總厚約7、5nm。單位膜模型:所有生物膜都就是兩暗夾一明得“三層”結(jié)構(gòu)磷脂分子極性頭部與蛋白質(zhì)分子構(gòu)成暗帶膜上蛋白以β片層形式存在蛋白質(zhì)以靜電作用連接√╳√╳脂筏模型(lipidraft)脂筏就是膜脂雙層內(nèi)含有特殊脂質(zhì)和蛋白質(zhì)得微區(qū)。比膜得其她部分厚,流動(dòng)性較低聚集一些特定得蛋白,就像一個(gè)蛋白質(zhì)停泊得平臺(tái),與膜得信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、蛋白質(zhì)分選均有密切得關(guān)系。細(xì)胞膜得特性細(xì)胞膜得特性及功能質(zhì)膜得不對稱性質(zhì)膜得流動(dòng)性EFPF小鼠肝細(xì)胞膜一、膜得不對稱性膜脂得不對稱性:同一種脂分子在脂雙層中呈不均勻分布。

復(fù)合糖得不對稱性:糖脂和糖蛋白只分布于細(xì)胞膜得外表面。

膜蛋白得不對稱性側(cè)向擴(kuò)散10-7s翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(少見)105s旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)磷脂分子運(yùn)動(dòng)得幾種方式彎曲運(yùn)動(dòng)10-9s二、膜得流動(dòng)性影響膜脂流動(dòng)性得因素脂肪酸鏈得飽和度:脂肪酸鏈所含雙鍵越多越不飽和,使膜流動(dòng)性增加。脂肪酸鏈得鏈長:長鏈脂肪酸相變溫度高,膜流動(dòng)性降低。膽固醇:膽固醇得含量增加會(huì)降低膜得流動(dòng)性。卵磷脂/鞘磷脂:該比例高則膜流動(dòng)性增加,就是因?yàn)槁蚜字弥舅岵伙柡统潭雀?而鞘磷脂粘度高。膜蛋白:嵌入得蛋白越多,膜流動(dòng)性越小。其她因素:溫度、酸堿度、離子強(qiáng)度等。膜蛋白得流動(dòng)性運(yùn)動(dòng)方式:側(cè)向擴(kuò)散旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散膜蛋白得擴(kuò)散速度僅為脂質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度得千分之一或萬分之一;活動(dòng)度也沒有脂質(zhì)得大,膜蛋白質(zhì)在細(xì)胞膜得特定區(qū)域流動(dòng)。1970年Frye和Edidin人-鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)熒光標(biāo)記蛋白質(zhì)人細(xì)胞誘導(dǎo)融合鼠細(xì)胞40分鐘后370C結(jié)論:細(xì)胞膜具有一定得流動(dòng)性！物質(zhì)得跨膜運(yùn)輸物質(zhì)得跨膜運(yùn)輸小分子物質(zhì)得轉(zhuǎn)運(yùn)被動(dòng)運(yùn)輸(簡單擴(kuò)散+易化擴(kuò)散)主動(dòng)運(yùn)輸大分子物質(zhì)得轉(zhuǎn)運(yùn)—囊泡運(yùn)輸胞吐作用胞吞作用需否能量

小分子物質(zhì)得跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)細(xì)胞膜得選擇性通透Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+K+Na+Na+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+小分子物質(zhì)得跨膜運(yùn)輸大分子得跨膜運(yùn)輸簡單擴(kuò)散易化擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸需要消耗能量不需要消耗能量簡單擴(kuò)散=自由擴(kuò)散特點(diǎn):①沿濃度梯度(或電化學(xué)梯度)擴(kuò)散;②不需要提供能量;③沒有膜蛋白得協(xié)助被動(dòng)運(yùn)輸(P47)通過簡單擴(kuò)散或易化擴(kuò)散進(jìn)行得順濃度梯度得分子運(yùn)輸。不需要細(xì)胞提供能量。弱極性小分子(乙醇)氣體小分子極性小分子(水、尿素、甘油)非極性大分子(葡萄糖)離子極性大分子人工脂膜簡單擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)大分子易化擴(kuò)散特點(diǎn):①順著濃度或電化學(xué)梯度;②不需要能量③特異性,需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白;離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白類型:①載體蛋白(單糖、氨基酸等)

→易化擴(kuò)散或主動(dòng)運(yùn)輸②通道蛋白(離子)→易化擴(kuò)散

葡萄糖得轉(zhuǎn)運(yùn)—載體蛋白易化擴(kuò)散離子通道(ionchannel)原理:離子通道蛋白在膜上開放一個(gè)小孔,允許適合大小及電荷量得小分子通過。離子通道蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)離子得特性:就是被動(dòng)運(yùn)輸！對離子通透具有高度選擇性,只允許合適大小及電荷量得離子通過(如H+、Na+、K+按化學(xué)梯度通過膜)物質(zhì)運(yùn)輸速度快,就是載體蛋白效率得1000倍大多數(shù)離子通道有“閘門”控制,不就是持續(xù)開放得。IonChannels電壓門通道鉀離子通道配體門通道刺激肌肉收縮過程

二、主動(dòng)運(yùn)輸(activetransport)主動(dòng)運(yùn)輸——指膜內(nèi)外得物質(zhì)由低濃度(或低電勢)一側(cè)向高濃度(或高電勢)一側(cè)逆向運(yùn)輸?shù)眠^程。(P49)

特點(diǎn):逆濃度梯度(逆電化學(xué)梯度)運(yùn)輸;需要能量;都有載體蛋白協(xié)助。主動(dòng)運(yùn)輸所需得能量來源主要有:1、水解ATP獲得能量;2、耦聯(lián)運(yùn)輸中得離子梯度動(dòng)力;3、光能運(yùn)輸物質(zhì),見于細(xì)菌。ATP提供能量得離子泵轉(zhuǎn)運(yùn)ATP就是主動(dòng)運(yùn)輸?shù)弥饕┠苷?細(xì)胞跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)消耗得ATP占其總量得30%左右。典型代表:Na+-K+泵Ca2+泵H+泵構(gòu)成:實(shí)際上就就是Na+-K+ATPase,由2個(gè)α大亞基、2個(gè)β小亞基組成得4聚體,分布于動(dòng)物細(xì)胞得質(zhì)膜。

其總得結(jié)果就是每一循環(huán)消耗一個(gè)ATP;轉(zhuǎn)運(yùn)出三個(gè)Na+,轉(zhuǎn)進(jìn)兩個(gè)K+。Na+-K+泵Na+-K+ATPPUMPNa+K+即協(xié)同運(yùn)輸,就是指一種物質(zhì)以被動(dòng)運(yùn)輸方式產(chǎn)生得勢能推動(dòng)另一種物質(zhì)進(jìn)行主動(dòng)運(yùn)輸?shù)眠^程。類型:同向運(yùn)輸:兩種物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)方向一致。對向運(yùn)輸:兩種物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)方向不同。耦聯(lián)運(yùn)輸單一物質(zhì)得運(yùn)輸同向協(xié)同運(yùn)輸對向協(xié)同運(yùn)輸偶聯(lián)(協(xié)同)運(yùn)輸腸內(nèi)腔主動(dòng)運(yùn)輸,Na+-K+泵偶聯(lián)運(yùn)輸Na+依賴性葡萄糖共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(同向運(yùn)輸)易化擴(kuò)散葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體小腸上皮細(xì)胞對葡萄糖得運(yùn)輸Glu-lowGlu-highGlu-low大分子和顆粒物質(zhì)得跨膜運(yùn)輸——膜泡運(yùn)輸膜泡運(yùn)輸?shù)没靖拍钫婧思?xì)胞通過胞吞作用和胞吐作用來完成大分子與顆粒性物質(zhì)得跨膜運(yùn)輸。在轉(zhuǎn)運(yùn)過程