细胞生物学--第三章 细胞质膜与跨膜运输.ppt

Chapter 3 细胞质膜与跨膜运输 纲 要 3.1 概述 3.2 红细胞膜结构 3.3 膜的化学组成 3.4 膜的分子结构及特点 3.5 物质跨膜运输 ? 细胞质膜 (Plasma Membrane) ? 内膜 (internal membrane) ? 生物膜 (Biomembrane) ◆红细胞是结构最简单的细胞: ■成熟的红细胞没有细胞器； ■质膜是红细胞惟一的膜结构； ■红细胞质膜易于提纯和分离； ◆红细胞是研究膜结构的最好材料。 3.2.1 红细胞的生物学 ?红细胞的基本性质 ◆成熟的红细胞呈双面凹或单面凹陷的盘状，直径约为7μm,厚度1.7μm,表面积为145μm2； ◆红细胞的主要功能是携带O2和运输CO2，红细胞的寿命约为120天，一生中要行走500，000米。 ? 血影（Erythrocyte Ghost） 将红细胞分离后放入低渗溶液中，水很快渗入到细胞内部，使红细胞膨胀、破裂，从而释放出血红蛋白，当红细胞的内容物渗漏之后，它的质膜可以重新封闭起来，此时的红细胞被称为血影 （ghost）。 3.2.2 红细胞膜结构的研究 ?问题提出的依据∶ ◆行程∶500,000米 ◆要多次穿过小于自身直径一半的微小通道; ◆要在脾脏内经受少氧、低pH值的不利条件; ◆又要经过心脏内瓣膜涡流冲击，但始终保持结构的完整。 ？ ◆血型糖蛋白A ■第一个被测定氨基酸序列的膜蛋白（由131个氨基酸组成）； ■ 决定血型，除A外，还有B、C、D ，其中A含量最多 ■ 单次跨膜, ■ 其亲水的氨基端露在膜的外侧, 结合16个低聚糖侧链。 ◆血影蛋白(Spectrin) 肌动蛋白纤维链长约35nm（结合有原肌球蛋白）， 在肌动蛋白纤维上有多个(一般为5个左右)与血影蛋白结合的位点, 通过与血影蛋白游离端相连，参与膜骨架结构的形成； ●由两个亚基组成的球状蛋白; ●在膜骨架中的作用是通过同血影蛋白结合，促使血影蛋白同肌动蛋白结合; ●4.1蛋白本身不同肌动蛋白相连，因为它没有与肌动蛋白连接的位点。 又称2.1蛋白,与血影蛋白相连; 与跨膜的带3蛋白的细胞质区域相连, 锚定蛋白借助于带3蛋白将血影蛋白连接到细胞膜上，也就将骨架固定到质膜上。 ●是由两个亚基组成的二聚体，形态似不规则的盘状物，高5.4nm,直径12.4nm; ● 内收蛋白可与肌动蛋白及血影蛋白复合体结合，并且通过ca2+和钙调蛋白的作用影响骨架蛋白的稳定性，从而影响红细胞的形态。 3.3 膜的化学组成 3.3.1 膜脂 （大约 50% ） 3.3.2 膜糖 3.3.3 膜蛋白 ■一类含量较少的膜脂，是鞘氨醇的衍生物。 ■ 鞘氨醇通过氨基连接一个脂肪酸链，构成神经酰胺。 ■ 鞘氨醇羟基末端连接不同的基团，形成不同的鞘氨醇酯。 ■胆固醇存在于真核细胞膜中： ●动物细胞膜胆固醇的含量较高 ●植物和细菌细胞膜中一般没有 ●酵母细胞膜中是麦角固醇; ?膜脂的特性 膜脂的基本性质是两性物质, 能够自我装配成双层结构或自我封闭成球状。 ?膜脂的功能 ◆构成膜的基本骨架; ◆是膜蛋白的溶剂，一些蛋白通过疏水端同膜脂作用，使蛋白镶嵌在膜上，得以执行特殊的功能; ◆脂质体(Liposome) ■将少量的磷脂放在水溶液中,它能够自我装配成脂双层的球状结构,这种结构称为脂质体，脂质体是人工制备的连续脂双层的球形脂质小囊。 ■脂质体可用作生物膜的研究模型，并可作为生物大分子与药物的运载体。 3.3.2 膜糖 ■共价连接在膜脂和膜蛋白（90％）上，占细胞膜重量的2－10％，含量的多少与细胞的类型有关，如红细胞膜上糖占8％，蛋白52％，脂40％。 ◆细胞质膜上的膜糖都位于细胞质膜的外表面，内膜系统中的膜糖则面向膜的腔面★。 ?膜糖的种类 ◆自然界存在的单糖及其衍生物有200多种,但存在于膜的糖类只有其中的9种, 而在动物细胞膜上的主要是7种： ● D-葡萄糖（D-Glucose) ● D-半乳糖 (D-galactose) ● D-甘露糖 (D-mannose) ● L-岩藻糖 (L-fucos