第四章 细胞质膜23636幻灯片.pptVIP

第一节 细胞质膜的结构模型 1 生物膜的结构模型 2 膜脂——生物膜的基本组成成分 3 膜蛋白 第二节 生物膜基本特征与功能 1 膜的流动性 2 膜的不对称性 3 细胞质膜的基本功能  膜的流动性是生物膜的基本特征之一, 是细胞进行生命活动的必要条件。 膜脂的流动性 膜蛋白的流动 膜脂的流动性 ? 膜脂的流动性的产生————膜脂分子的侧向运动. ? 膜脂流动性的影响因素 1 脂分子本身性质（脂肪酸链越短,不饱和程度越高,膜脂的流动性越大）。 2 温度（温度高，流动性大） 3 胆固醇（双重调节作用，稳定脂双层） 膜蛋白的流动性 ? 膜蛋白流动性的产生————自发的热运动 ?膜蛋白的流动实验证据 荧光抗体免疫标记实验 成斑现象(patching)或成帽现象(capping) 光脱色恢复技术 分子生物学技术在膜蛋白研究上的应用 ?膜蛋白流动性的影响因素 细胞骨架 膜蛋白与膜脂分子的相互作用 温度 第三节 膜骨架 1 膜骨架 2 红细胞的生物学特性 3 红细胞质膜蛋白及膜骨架 一、生物膜的结构模型 细胞质膜(plasma membrane),又称细胞膜(cell membrane)。 细胞内膜(intracellular membrane); 生物膜(biomembrane) ?研究简史 ?结构模型 ?生物膜结构 ?膜的化学组成： 膜的化学组成 结构模型 ?E.Gorter和F．Grendel（1925）: “蛋白质-脂类-蛋白质”三夹板质膜结构模型 ?J.D.Robertson（1959年）： 单位膜模型(unit membrane model) ?S.J.Singer和G.Nicolson（1972）： 生物膜的流动镶嵌模型(fluid mosaic model) ?K.Simons et al(1997): 脂筏模型（lipid rafts model） Functional rafts in Cell membranes. Nature 387:569-572 生物膜结构 ?具有极性头部和非极性尾部的磷脂分子在水相中具有自发形成封闭的膜系统的性质。磷脂分子以疏水尾部相对，极性头部向外形成脂双分子层，它是组成生物膜的基本结构成分,尚未发现膜结构中起组织作用的蛋白。 ?蛋白分子以不同方式镶嵌在脂双层分子中或结合在其表面, 膜蛋白是赋予生物膜功能的主要决定者。 ?生物膜是磷脂双分子层嵌有蛋白质的二维流体。 膜的不对称性 ?细胞质膜各部分的名称 ?膜脂与糖脂的不对称性 糖脂仅存在于质膜的ES面，是完成其生理功能的结构基础 ?膜蛋白与糖蛋白的不对称性 （1）膜蛋白的不对称性是指每种膜蛋白分子在细胞膜上都具有明确的方向性； （2）糖蛋白糖残基均分布在质膜的ES面； （3）膜蛋白的不对称性是生物膜完成复杂的在时间与空间上有序的各种生理功能的保证。 二、膜脂——生物膜的基本组成成分 ?成分：膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固 醇三种类型。 膜脂的4种热运动方式 ? 脂质体（liposome） 膜脂成分 ?磷脂：膜脂的基本成分（50％以上） ?分为二类: 甘油磷脂和鞘磷脂 ?主要特征：①具有一个极性头和两个非极性的尾(脂肪酸链) （心磷脂除外）；②脂肪酸碳链碳原子为偶数,多数碳链由 16,18或20个组成；③饱和脂肪酸(如软脂酸)及不饱和脂肪 酸(如油酸)； ?糖脂：糖脂普遍存在于原核和真核细胞的质膜上（5％以下）,神经细胞糖脂含量较高；ABO血型糖脂。 ?胆固醇：胆固醇存在于真核细胞膜上（30%以下），调节膜的流动性，增加膜的稳定性以及降低水溶性物质的通透性。细菌质膜不含有胆固醇，但某些细菌的膜脂中含有甘油脂等中性脂类。 运动方式 ?沿膜平面的侧向运动（基本运动方式）,其扩散系数为10-8cm2/s； ?脂分子围绕轴心的自旋运动； ?脂分子尾部的摆动（以及伸缩振荡）； ?双层脂分子之间的翻转运动，发生频率还不到脂分子侧向交换频率的10－10。但在内质网膜上,新合成的磷脂分子翻转运动发生频率很高。 脂质体（liposome） 脂质体是根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的人工膜。 ?脂质体的类型。 ?脂质体的应用 脂质体的类型 脂质体的应用