生物膜和运输.pptVIP

被动运输是由膜蛋白促进的

顺浓度梯度的扩散简单扩散因膜把胞内和胞外环境隔开所阻止，膜是一种选择性通透屏障，要通过脂双分子层，极性分子或带电溶质必需解除水化膜的水的作用，然后透过约3nm的介质（膜）。水是一种例外，可很快透过生物膜，机制尚不清楚，膜两侧溶质浓度差异大时，渗透压的不平衡引起膜两侧水的流动，直至两侧的渗透压相等。极性溶质或离子的过膜运输由膜上的蛋白降低活化能而对特异的物质提供过膜路径而过膜的双分子层，引起促进扩散。第63页，共90页，星期日，2025年，2月5日脂双分子层是基本的结构脂类与水相共存时会迅速形成一种脂双分子层结构而避开水的作用，生物膜的厚度（电镜测定为5-8nm）是由3nm的脂双分子层和蛋白的厚度决定的，所有证据都支持生物膜由脂双分子层构成。膜脂对于脂双分子层两面是不对称的，但尽管不对称，也不象蛋白质，膜脂的不对称不是绝对的。第31页，共90页，星期日，2025年，2月5日两性脂在水中形成的聚集体

(AmphipathicLipidAggregates)第32页，共90页，星期日，2025年，2月5日膜脂在不断地流动虽然脂双层结构的本身是稳定的，但磷脂和固醇分子可在脂质平面内运动，它们的横向运动很快，几秒之内就可环绕红细胞的一周。双分子层的内部也是流动的，脂肪酸的碳氢链可通过碳碳旋转而不断地运动。另外一种运动就是跨双分子层运动，即flip-flop。膜流动的程度依赖于膜脂的组成及温度，低温下的运动相对较少，脂双分子层几乎呈晶态[类晶体、半晶体]排列；温度升到一定高度时，运动增加，膜由晶态向液态转变。第33页，共90页，星期日，2025年，2月5日膜的运动性：膜脂、膜蛋白。磷脂:液晶态→类晶态的凝胶状态→液晶态（生理条件）相变温度“溶解”。1.磷脂烃链围绕C-C键旋转而导致异构化运动；

2.磷脂分子围绕与膜平面相垂直的轴左右摆动,

极性部分--快；甘油骨架--慢

脂肪酸烃链--较快

3．磷脂分子围绕与膜平面相垂直的轴作旋转运动；

4．磷脂分子在膜内作侧向扩散或侧向移动

5.磷脂分子在脂双层中作翻转（flip-flop）运动.膜脂的相变磷脂分子运动的几种形式全反式(trans)gauche构型示意A:全反式,B和C:A旋转120。的构型。g+，顺时针旋转，g-逆时针旋转第34页，共90页，星期日，2025年，2月5日膜脂的运动温度引起侧链热运动脂双层平面的扩散跨膜扩散：“翻跟头”第35页，共90页，星期日，2025年，2月5日膜蛋白透过或跨过脂双分子层 生物膜通过冰冻蚀刻技术处理，电镜下可以观察到一个蛋白或多蛋白复合体的分布情况，一些蛋白质仅存在于膜的一面，另一些则横跨整个膜双分子层，有些穿过膜的另一表面。 膜蛋白在脂双分子层上可侧向运动。第36页，共90页，星期日，2025年，2月5日红细胞上血型

糖蛋白的跨膜O-连接四糖：2Neu5Ac，Gal，GalNAcN-连接?-螺旋第37页，共90页，星期日，2025年，2月5日冰冻蚀刻(freeze-etching)技术 在冰冻断裂技术基础上发展起来的复型技术，将冰冻断裂样品的温度稍微升高，让样品中的冰在真空中升华，而在表面上浮雕出细胞膜的超微结构。当大量的冰升华之后，对浮雕表面进行铂-碳复型，并在腐蚀性溶液中除去生物材料，复型经重蒸水多次清洗后，置于载网上进行电镜观察。第38页，共90页，星期日，2025年，2月5日冰冻蚀刻（Freeze-fracture)

撕开膜双层第39页，共90页，星期日，2025年，2月5日冰冻断裂复型(freeze-fracturereplication)技术 先将生物样品在液氮中快速冷冻，以防形成冰晶。再将冷冻的样品迅速转移到冷冻装置中迅速抽成真空。在真空条件下，用冰刀横切冰冻样品，使样品内层分开露出两个表面。冰刀切开的两个面分别称为P面(protoplasmic)和E面(exoplasmic)。可清楚地观察到镶嵌蛋白。第40页，共90页，星期日，2025年，2月5日膜内[嵌入]蛋白不溶于水 膜蛋白可分为两类，外周蛋白[peripheralproteins]和膜内[嵌入]蛋白（integralproteins），前者与膜结合松散，可逆，很容易释放，是水溶性的；后者与膜结合紧密，由膜上释放时要用特别的试剂[去污剂、有机溶剂、变性剂等]，即使嵌入蛋白由膜上释放出来，一旦去除变性剂或去污剂会立即引起蛋白沉淀（不溶聚积物）析出。第41页，共90页，星期日，2025年，2月5日外周蛋白和膜内

[嵌入]蛋白外周蛋白嵌入（膜内）蛋白去污剂糖蛋白pH改变、螯合剂、尿素、碳酸盐可除去外周蛋白第42页，共90