第四章 细胞膜与物质运输PPT.pptVIP

2. 膜蛋白的流动 （1）膜蛋白运动形式 侧向扩散 膜蛋白在同一层漂浮扩散，没有翻转运动 细胞融合实验 用培养的人和小鼠成纤维细胞进行融合，形成人-小鼠杂交细胞 人荧光（红）标记膜蛋白抗体 人膜蛋白 小鼠荧光（绿）标记膜蛋白抗体 小鼠膜蛋白 旋转运动 围绕垂直于膜平面的轴旋转 自发的热运动，不需能量 变构运动 通道蛋白构形改变，执行相关功能 载体蛋白 膜的流动性与膜功能的完成有着密切的关系 三、细胞膜的分子结构模型 1、片层结构模型(lamella structure model) 1935年Danielli和Davson提出第一个膜的分子结构模型 双层磷脂分子的疏水脂肪酸链在膜的内侧相对，亲水端朝向膜的内外表面 球形蛋白质附着在脂双层的两侧表面，形成蛋白质-磷脂-蛋白质三层甲板式结构 2、单位膜模型(unit membrane model) 1959年Robertson提出 电镜下生物膜呈两暗夹一明的三层结构，称单位膜 磷脂双分子层构成膜的主体，极性头部向外与附着的蛋白质构成暗带，疏水尾部向内构成明带 膜蛋白是单层肽链以β折叠通过静电作用与磷脂极性端结合 单位膜 模式图 电镜下细胞膜 1972年Singer和Nicolson提出 磷脂双层构成膜的连续主体 强调球形蛋白质镶嵌在脂双分子层内 膜是一种动态的、不对称的具有流动性特点的结构 3、流动镶嵌模型(fluid mosaic model) 1975年Wallach提出晶格镶嵌模型 镶嵌蛋白及周围形成晶态，流动性的脂类呈小片点状分布（液态），说明了流动性、稳定性和完整性。 1977年Jouin和White提出板块镶嵌模型 脂双层中刚性较大的脂类板块独立移动 板块之间是流动的脂类区 晶格镶嵌模型及板块镶嵌模型和液态镶嵌模型实际上没有本质的差异，不过是膜流动性的分子基础进行了补充说明 4、脂筏模型（lipid rafts model） 近年发现含胆固醇和鞘磷脂的微区，聚集了特定的蛋白质 这种含特殊脂质和蛋白质的微区较膜其它部位厚，更有序，较少流动，称脂筏 脂筏直径约70～100nm，其上数百个蛋白质形成小窝（caveolae），它可转运生物活性分子入细胞，参与信号转导 脂筏的特点 一是聚集蛋白质，便于相互作用 二是提供蛋白质变构环境，形成有效的变构 脂筏功能的紊乱已涉及HIV、肿瘤、动脉粥样硬化、老年痴呆、疯牛病等 第二节 细胞膜的物质方式 一、简单扩散 简单扩散——小分子物质顺电化学梯度自由穿膜运输方式 两类物质可简单扩散 一类是疏水的小分子：氧气、氮气、苯等 另一类是不带电的极性小分子：水、二氧化碳、乙醇、尿素、甘油等 人工脂双层 人工脂双层对各种分子的相对通透性 人工脂双层对各种分子的相对通透性 二、膜蛋白介导的跨膜运输 载体蛋白介导的运输 通道蛋白介导的运输 两类膜转运蛋白： 一类为载体蛋白（carrier protein），结合特定溶质，改变构象，跨膜运输 一类为通道蛋白（channel protein），形成（开放）通道，让特定溶质穿膜运动 被动运输与主动运输 被动运输：通道蛋白及许多载体蛋白介导， 顺浓度梯度，不消耗代谢能。 主动运输：特定的载体蛋白介导，逆浓度梯 度，消耗代谢能量。 载体蛋白作用机理 通道蛋白的运输 1.配体门控通道 ( ligand-gated channel ) 受配体（激素、药物）控制的通道 乙酰胆碱受体是典型的配体门控通道 神经肌肉接头处离子通道 2.电压门控通道 ( voltage-gated channel ) 受跨膜电压变化调节的通道 3.应力激活通道（stress-activated channel） 感应力使构象改变，通道打开，膜电位变化 内耳毛细胞传递声波信号给听觉神经元 4.载体蛋白介导的主动运输 根据耗能方式分为：离子泵和离子梯度驱动的协同运输 （1） Na+ - K+泵 (Na+ - K+ ATPase) 概念 一种能对Na+和K+逆电化学梯度对向运输的ATPase（1957年丹麦生理学家Skou提出） 结构 2个α大亚基 多次跨膜整合蛋白 ，催化单位。 2个β小亚基 帮助α亚基折叠，其余作用不详 Na+- K+ 泵示意图 Na+-K+泵的工作过程 小肠上皮细胞吸收葡萄糖和氨基酸 第四章 细胞膜 主要内容 ? 细胞膜的化学组成与分子结构 ? 细胞膜物质运输的方式