广东医学院之医学生物细胞学课件.pptVIP

膜脂 生物膜 基本骨架 膜蛋白 多种方式 与脂双层结合 膜糖 质膜外表面 （一） 细胞膜及其表面 细胞膜(cell membrane)又称质膜 (plasma membrane)是包围在细胞外的一层界膜，使细胞质与外界环境相隔开来 细胞膜的形成是非细胞的原始生命演化为细胞生物的转折点和重要标志 细胞膜的功能：构成边界屏障、保持内环境稳定、物质运输、能量和信息传递、免疫应答等 细胞内膜 (endo-membrane): 在真核细胞内除了质膜以外的其他膜相结构 生物膜 (biological membrane): 细胞质膜和细胞内膜在起源、结构和化学组成等方面具有相似性，统称为生物膜 单位膜 (unit membrane) : 生物膜在透射 电镜下有共同的 “二暗夹一明” 的形态 结构特征，也叫三夹板式结构 细胞膜及其表面 细胞膜的分子结构和特性 膜的化学组成 膜脂(membrane lipid)：最基本成分，有磷脂(phospholipid)、胆固醇(cholesterol) 和糖脂 (glycolipid)，组成膜的基本骨架 膜脂 磷脂 胆固醇 糖脂 甘油磷脂 鞘磷脂 磷脂: 形成脂双层构成细胞膜的基本成分 胆固醇: 调节膜的流动性和稳定性 糖脂: 与细胞识别和信号转导有关 膜脂分子结构的共同特点: 具有亲水和疏水两部分，即一头亲水一头疏水，称为 兼性分子或双亲媒性分子 (amphipathic molecule) 细胞膜的分子结构和特性 磷脂是细胞膜最重要的脂类，主要磷脂 有甘油磷脂 (磷酸甘油酯) 和鞘磷脂 约占膜脂的 50% 以上 主要特征：一个极性头、两个非极性尾(脂肪酸链) 脂肪酸碳链为偶数16、 18或20个碳原子 常含有不饱和脂肪酸 (如油酸) 细胞膜的分子结构和特性 甘油磷脂由磷脂酰碱基 (胆碱、乙醇胺)和脂肪酸链通过甘油基团结合 以甘油为骨架，在骨架两端分别结合两个脂肪酸链和一个磷酸基团，胆碱等分子籍磷酸基团连接到脂分子上 磷脂酰胆碱(卵磷脂; PC)、磷脂酰乙醇胺(脑磷脂; PE)、磷脂酰丝氨酸(PS)、磷脂酰肌醇(PI) 细胞膜的分子结构和特性 鞘磷脂在脑和神经细胞膜中特别丰富 以鞘胺醇为骨架，与一条脂肪酸链组成疏水尾部，亲水头部为磷酸化胆碱 双亲媒性分子 细胞膜的分子结构和特性 胆固醇 主体由四个联合在一起的碳环构成，与一条脂肪酸链组成疏水尾部 双亲性分子，极性头为羟基团，非极性疏水结构为甾环和烃链 降低水溶性物质的通透性，与磷脂的碳氢链有相互作用，阻止磷脂凝集成晶体结构，调节脂双层流动性，提高脂双层的力学稳定性 细胞膜的分子结构和特性 糖脂由脂类和寡糖组成，含糖而不含磷酸，由一个或多个糖残基与鞘氨醇的羟基结合，结构与鞘磷脂相似 糖脂结构变化复杂，神经节苷脂是神经细胞膜中的特征性成分 最简单的糖脂是半乳糖脑苷脂，它只有一个半乳糖残基作为极性头部；变化最多、最复杂的糖脂是神经节苷脂 细胞膜的分子结构和特性 糖脂存在于膜的非胞质面，糖基暴露于细胞表面，可作为受体参与细胞识别及信号转导的过程 细胞膜的分子结构和特性 膜脂的结构特点决定了其独特的物理性质 在水环境中磷脂分子相互聚集，极性头部与水接触，非极性疏水的尾部避开水而向着分子团内面，形成小球形的分子团 在水量适宜时磷脂等分子能自发排列成双层片层形式或称液晶形式，又称脂双分子层，也可自我封合形成双层脂分子的球形脂质体 (liposome)，直径 25 ~ 1000 nm 细胞膜的分子结构和特性 膜蛋白(membrane protein )：膜功能的主要体现者，具有双亲性(amphipathic) 占核基因组编码蛋白质的 30%，与膜脂分子的结合方式以及所在位置不同分为跨膜蛋白(transmembrane protein)、周边蛋白(peripheral protein)、脂锚定蛋白(lipid-anchored protein) 细胞膜的分子结构和特性 跨膜蛋白也称膜整合内在蛋白 (integral protein) 或镶嵌蛋白 (mosaic protein)， 占膜蛋白的 70% ~ 80% 通过非极性氨基酸与膜脂双层的疏水区 相互作用而嵌入膜内，多为兼性分子 多肽链的疏水区(α螺旋) 跨越脂双层的疏水区，亲水的极性部分位于膜的内外表面，可跨膜一次或多次 与膜的结合非常紧密 细胞膜的分子结构和特性 周边蛋白 (peripheral protein) 通过非共价键如静电作用、离子键、氢键或其它较弱的键与膜脂的极性头部或膜内在蛋白结合 主要分布在膜的内表面，水溶性，占膜蛋白的 20% ~ 30% 改变溶液的离子强度、提高温度等较温和条件下就可以从膜上分离下来 细胞膜的分子结构和特