北师大 细胞生物学 05.pptVIP

脂质体的类型 内在蛋白的不对称 所有内在蛋白都不对称地结合于脂双层，每一种膜内在蛋白分子都具有相同的、单一的、特异的定向，它们的N端或C端总是伸向胞外或胞浆内。这种分布赋予膜的两个单片层具有不同的特性。这种分布是在合成期间建立的，并且在其存在的全过程中都维持着。膜的不对称性在糖脂和糖蛋白中表现最明显，它们几乎都位于膜的非胞浆面。只有某些转录因子和核孔复合物蛋白是定位于核基质（nuclear matrix）和核膜上，以单一的O－连接方式将N-乙酰氨基葡萄糖残基连接于它们胞浆面的丝氨酸残基上。 除了上述利用电泳技术分析内在蛋白在脂双层膜中的定位外，应用冰冻断裂和冰冻蚀刻技术能够通过电镜图像显示膜的两表面和内在蛋白的分布。用尖锐的刀片将液氮或液氦温度（-196oC和-269 oC）冷冻的样品断开，断面通常总是沿着膜的疏水的中部形成，使膜的两叶片层分离，然后把重金属（如铂）蒸镀在形成的断面上，形成一层复型膜（Platinum replica）。在电镜下，膜内在蛋白在某一断面上往往显示为突出的颗粒而与其相对的另一断面上造成小凹陷。习惯上面向胞浆的膜表面称为P面（Protoplasmic face），而面向非胞浆外侧的膜表面称为E面（exoplasmic face）。 ? 5.4 生物膜的动态特性 (The dynamic nature of the biomembrane） 膜及其组成成分的运动性（mobility）主要包括： 脂双层的流动性（fluidity）； 蛋白质分子在膜中的运动； 完整膜或膜片段的膜流（membrane flow）。 ? 5.4.1脂双层的流动性 (membrane fluidity) 5.4.1.1. 膜脂的流动性（fluidity） 膜脂的流动性（fluidity）是用以描述膜的物理状态的重要参数，实际上，膜脂流动性即膜的微粘性（viscosity或microviscosity）是量度脂质分子在膜中侧向运动（Lateral motion）的容易程度，也可以认为是描述脂质分子无序性时间平均值的物理量。 影响着膜脂流动性的因素 前面巳经介绍脂双分子层的液晶特性及其相变过程。液晶态的存在使得膜中成分的分子内和分子间的运动明显增加, 液晶态膜的微粘性在其接近极性头表面的区域最高，而在其疏水中心区最低。人工膜和生物膜的微粘度为0.1～1.0泊 (poise)。前所述的影响脂双层相变温度高低的诸因素实际上正是影响着膜脂流动性。膜脂胆固醇含量的高低，脂肪酰链的饱和程度等都是影响流动性的主要结构因素，而介质温度的升高是使膜流动性升高的关键环境因素，膜平均微粘性（?）与温度存在下面的定量关系： ?＝A e ?E/RT 某一特定体系的A是一常数，E为流动液化能，R为气体常数，T为绝对温度。介质Ca2+、 Mg2+ 等多价阳离子的存在也有利于降低膜流动性。 膜蛋白构象和透膜结构域的确定（Membrane protein conformation and identifing transmembrane domains） 原则上，一旦借助去污剂把膜蛋白从膜上分离出来，就可以采用各种分析手段测定蛋白的氨基酸成分、分子量和氨基酸序列甚至蛋白质的三维结构等等。也确实有很少数的膜内在蛋白被分离纯化和测得氨基酸序列，并且通过X-射线晶体图析方法测得原子分辨水平的三维结构。然而，实际上要确定膜蛋白的结构信息是非常困难的。许多重要的膜蛋白的含量非常低，难以获得足够量的蛋白来测序，许多膜蛋白还不适宜采用通常的测序技术（高疏水性的跨膜序列不溶于常规测序分析的水溶性介质中），而且大多数膜蛋白尚难以获得能用于X射线晶体图析的晶体，不过，分子生物学的进步使得膜蛋白的氨基酸序列的确定变得容易一些，已有许多膜蛋白由相应的克隆到的cDNA序列确定出它们的氨基酸序列。依据已确定的氨基酸序列，并借助其它间接的研究手段，人们预测了一系列膜蛋白的三维结构和它们与脂双层的相互作用。最常用的鉴别跨膜片段的方法是hydropathy plot作图法。依据获得的氨基酸序列，沿着肽链（作X轴），以每小片肽段（正常约10个残基）的疏水性值（即hydropathy index）为Y轴作图。肽链上的疏水性片段 在hydropathy图中显示为正值峰，它们可能被确定为穿膜片段。 若干膜内在蛋白 细菌光合成中心(bacterial photosynthetic reaction center. PRC) 的三维结构是最早由