生物膜的结构与功能.pptx

;;;本章内容;1生物膜功能概述;1.区隔化或房室化（compartmentalization）;;2.物质的跨膜运输（transport）;3.能量转换（energyconversion）;;4.细胞识别（cellrecognition）;;2生物膜的化学组成与性质;;2.1.1磷脂（phospholipids,PL）;鞘氨醇磷脂（sphingophospholipids）：;;磷脂中的脂肪酰链：;;;;磷脂的电荷特性：

极性头由带负电荷的磷酸基与带电或不带电的极性基团组成，决定整个磷脂的电荷特性。;生理状态下，磷脂在膜内外分布的不均衡使膜内侧带有额外的负电荷。;;2.1.2糖脂（glycolipids）;;;;酸性糖鞘脂：神经节苷脂(gangliosides,GM)

神经节苷脂是最复杂的膜糖脂，约占神经细胞质膜总脂的5-10%。

一些神经节苷脂还是某些毒素蛋白（破伤风杆菌和霍乱弧菌的外毒素）的受体。;;;2.1.3类固醇（steroids）;类固醇是动植物细胞膜的重要组分，对膜的特性产生显著影响。一方面提高膜的刚性和微粘度，另一方面它的烃链???有的运动型又能增加膜的局部微区的无序性，使膜的流动性增加。

类固醇对膜的这种双向调整和稳定作用使生物膜在较宽的温度范围（30-40℃）内行使功能。;;2.1.4膜脂组织的多态性;液晶相凝胶相;;六角形相立方体相……;JCellBiol.Jun19,2006;173(6):839–844.;2.2膜蛋白;;2.2.1整合(integral)蛋白或内在(intrinsic)蛋白;;;2.2.2外周(peripheral)蛋白或外在(extrinsic)蛋白;;目前已知有4种常见的脂锚定蛋白：棕榈酰结合蛋白

豆蔻酰结合蛋白异戊烯基化蛋白

糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白;棕榈酰结合蛋白(palmitoylatedproteins)

肽链C-末端附近的Cys-SH残基与棕榈酰以硫酯键结合，极少数为肽链N-末端的Gly残基的氨基以酰胺键与棕榈酰结合。;;豆蔻酰结合蛋白(myristoylatedproteins)

豆蔻酰结合于蛋白质的N-末端，要求蛋白质N-末端必需有特定的氨基酸序列(1Gly-5Ser/Thr)。;;Myristoylationplaysavitalrole;异戊烯基化蛋白(prenylatedproteins)

蛋白质C-末端的-CaaX（C：Cys，a：脂肪族氨基酸，X：Ser/Met/Gln）序列中的Cys残基以硫醚键共价连接法尼基或牻牛儿牻牛儿基。之后，aaX被蛋白酶切除，新生成的羟基被甲基化。;;;;;糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白（GPI-Pr）此类蛋白完全定位于细胞质膜的外表面，它们的C-末端氨基酸通过酰胺键与磷酸乙醇胺相连。;;;PrionAttachedtoMembranebyGPIAnchor

ImageCourtesy:NatureReviewsMicrobiology4,765-777(October2006);;;Thegp120moleculewiththe;3生物膜的结构;3.1生物膜的“流体镶嵌”模型;;3.2生物膜结构的主要特征;3.2.1膜的不对称性;;;;;;膜蛋白的不对称性：

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和分布的区域性。各种膜蛋白在膜上都有特定的分布区域。

糖的不对称性：

无论在任何情况下，糖脂和糖蛋白只分布于细胞膜的外表面，这些成分可能是细胞表面受体，并且与细胞的抗原性有关。;3.2.2生物膜的流动性;;;膜蛋白的流动性：

主要有侧向扩散和旋转扩散两种运动方式。

膜保持适当的流动性是表现正常功能的必要条件，如物质的跨膜运输、细胞识别、细胞免疫、细胞分化和信号转导等，均与膜的流动性有关。;3.3膜蛋白的三维结构;;;/mpstruc/;;;;3.4人工膜（artificiallipidmembrane）;脂质体（liposomes）;;;LB膜（Langmuir-Blodgettmembrane）;4物质跨膜运输;;4.1小分子物质的跨膜运输;4.1.1被动运输（passivetransport）;促进扩散（facilitateddiffusion）

糖、氨基酸、核苷酸、羧酸等代谢物和金属离子，能以比简单扩散快得多的速率顺着浓度梯度跨膜运输，这是由于膜上有帮助其通过的特异的运输蛋白，因此成为促进扩散。

参与促进扩散的有门通道和载体蛋白。;;与通道不同，载体蛋白（carrierproteins）并未在膜上形成跨膜通道。载体蛋白