细胞质膜与细胞外基质x.pptxVIP

细胞膜与细胞外基质 ; 一、细胞质膜 二、细胞外被与细胞外基质 ;一、细胞质膜;（一）细胞膜的化学组成;1 膜脂; ②胆固醇：整个分子分3部分：羟基团组成的亲水的极性头部、疏水的非极性的类固醇环结构和一个非极性的碳氢尾部。胆固醇的分子较其他膜脂要小，双亲性较低。;（2）膜脂在细胞膜中的4种热运动方式 ①脂分子的侧向运动； ②脂分子的自旋运动； ③脂分子的尾部摆动； ④脂分子的翻转运动。;（3）脂质体 脂质体（liposome）是根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双膜的趋势而制备的一种人工膜。 单层脂分子铺展在水面上时，其极性亲水头部插入水相，而非极性尾部面向空气界面，搅动后形成极性端向外而非极性端在内部的脂分子团或双层脂分子的球形脂质体，直径25~1000nm不等。 脂质体不但是研究膜脂与膜蛋白及其生物学性质的好材料，而且可利用能与细胞膜融合的特点，将基因或药物送入细胞内部进行转基因或疾病治疗。;(a)水溶液中的磷脂分子团； (b)平面脂质体膜； (c)球形脂质体； (d）用于靶向药物治疗的脂质体的示意图。;2 膜蛋白;整合蛋白又称内在膜蛋白，可能全为跨膜蛋白（tansmembrane proteins），为两性分子，疏水部分位于脂双层内部，亲水部分位于脂双层外部。由于存在疏水结构域，整合蛋白与膜的结合非常紧密。;外周蛋白为水溶性，靠（非共价键）离子键或其它较弱的键与膜表面的蛋白质分子或脂分子的亲水部分结合，因此只要改变溶液的离子强度甚至提高温度就可以从膜上分离下来。;脂锚定蛋白又称脂连接蛋白，通过共价键与脂分子或通过一个糖分子间接与脂分子结合。这类蛋白多为膜受体、酶及一些细胞粘着分子。;（2）膜蛋白与膜脂的结合方式 ?膜蛋白的跨膜结构域与脂双层分子的疏水核心的相互作用。 ?跨膜结构域两端携带正电荷的氨基酸残基与磷脂分子带负电的极性头形成离子键，或带负电的氨基酸残基通过Ca2+、Mg2+等阳离子与带负电的磷脂极性头相互作用。 ?某些膜蛋白在细胞质基质一侧的半胱氨酸残基共价结合脂肪酸分子,插入脂双层之间,进一步加强膜蛋白与脂双层的结合力,还有少数蛋白与糖脂共价结合。;（3）去垢剂 整合蛋白为跨膜蛋白（tansmembrane proteins），是两性分子。与膜的结合非常紧密，只有用去垢剂才能从膜上洗涤下来。 离子型去垢剂SDS (十二烷基磺酸钠) 非离子型去垢剂（Triton X -100）;脂肪栅的膜结构设想： 1895年 Overton发现溶于脂肪的物质易透过植物的细胞膜，不溶于脂肪的物质不易透过细胞膜，推测细胞膜由连续的脂类物质组成。 脂双层结构：1925年，Gorter Grendel 用有机溶剂提取了人的红细胞质膜的脂类成分铺展在水面，测出膜脂展开的面积二倍于细胞表面积，推测细胞膜由双层脂分子组成。;单位膜模型：1959年，Robertson 用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜照片，显示暗-明-暗三层结构，它由厚约3.5nm的双层脂分子和内外表面各厚约2nm的蛋白质构成，总厚约7.5nm。;流动镶嵌模型：1972年，Singer Nicolson 　根据免疫荧光技术、冰冻蚀刻技术的研究结果，提出了“流动镶嵌模型” ，认为膜是一种动态结构，强调膜的流动性和不对称性。;脂筏模型(lipid rafts model)：K.Simons et al 1997提出脂筏模型，即在生物膜上胆固醇富集而形成有序脂相,如同脂筏一样载着各种蛋白。脂筏是质膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域。脂筏就像一个蛋白质停泊的平台，与膜的信号转导、蛋白质分选均有密切的关系。;公认生物膜结构应具有的特点 细胞膜由流动双脂层和嵌在其中蛋白质组成。 具有极性头部和非极性尾部的磷脂分子在水相中自发形成生物膜的性质。以疏水性尾部相对，极性头部朝向水相组成生物膜骨架。 蛋白质或嵌在双脂层表面，或嵌在其内部，或横跨整个双脂层，表现出分布的不对称性。;（三）细胞膜的基本特征与功能;膜脂分子的运动 1. 侧向扩散：同一平面上相邻的脂分子交换位置。 2. 旋转运动：膜脂分子围绕与膜平面垂直的轴进行快速旋转。 3. 摆动运动：膜脂分子围绕与膜平面垂直的轴进行左右摆动。 4. 伸缩震荡：脂肪酸链沿着与纵轴进行伸缩震荡运动。 5. 翻转运动：膜脂分子从脂双层的一层翻转到另一层。是在翻转酶（flippase）的催化下完成。 6. 旋转异构：脂肪酸链围绕C-C键旋转，导致异构化运动。 ;Ⅱ 膜蛋白的分子运动 主要有侧向扩散和旋转扩散两种运动方式。可用光脱色恢复技术（fluorescence recovery after photobleaching，FRAP）和细胞