1、關(guān)于質(zhì)膜及其表面結(jié)構(gòu)第一張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月質(zhì)膜（plasma membrane）又稱細(xì)胞膜。內(nèi)膜：形成各種細(xì)胞器的膜。生物膜（biomembrane）：質(zhì)膜和內(nèi)膜的總稱。細(xì)胞外被：也叫糖萼，由質(zhì)膜表面寡糖鏈形成。膜骨架：質(zhì)膜下起支撐作用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。細(xì)胞外被、質(zhì)膜和表層胞質(zhì)溶膠構(gòu)成細(xì)胞表面。第二張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 質(zhì)膜的化學(xué)組成主要由膜脂和膜蛋白組成，另外還有少量糖，以糖脂和糖蛋白存在。膜脂是膜的基本骨架，膜蛋白是膜功能的主要體現(xiàn)者。動(dòng)物細(xì)胞膜通常含等量的脂類和蛋白質(zhì)。第三張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、膜脂膜脂主要包括磷脂、糖

2、脂和膽固醇三類。（一）磷脂約占膜脂的50以上。主要特征：一個(gè)極性頭、兩個(gè)非極性尾（脂肪酸鏈）。脂肪酸碳鏈為偶數(shù)，16，18或20個(gè)碳原子。常含有不飽和脂肪酸（如油酸）。第四張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Phospholipids第五張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1、甘油磷脂以甘油為骨架，主要有：磷脂酰膽堿phosphatidylcholine，PC（卵磷脂）磷脂酰絲氨酸phosphatidylserine，PS磷脂酰乙醇胺phosphatidylethanolamine，PE（腦磷脂）磷脂酰肌醇phosphatidylinositol，PI雙磷脂酰甘油Diphospha

3、tidylglycerol, DPG（心磷脂）第六張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Phospholipids in Plasma Membrane第七張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Diphosphatidylglycerol第八張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、鞘磷脂鞘磷脂（sphingomyelin，SM）以鞘胺醇（sphingosine）為骨架。腦和神經(jīng)細(xì)胞膜中特別豐富，原核和植物細(xì)胞膜中不含。第九張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）糖脂約占5以下，神經(jīng)細(xì)胞膜含量高，約占5-10。兩性分子，含糖而不含磷酸，由一個(gè)或多個(gè)糖殘基與鞘氨醇的羥基結(jié)合。

4、糖脂結(jié)構(gòu)變化復(fù)雜，神經(jīng)節(jié)苷脂是神經(jīng)元之膜中的特征性成分。第十張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月glycolipids第十一張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Glycolipids 第十二張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（三）膽固醇存在真核細(xì)胞膜上，含量約膜脂的1/3，植物細(xì)胞膜中含量較少。功能是提高膜的穩(wěn)定性，調(diào)節(jié)流動(dòng)性，降低水溶性物質(zhì)的通透性。在缺少膽固醇培養(yǎng)基中，不能合成膽固醇的突變細(xì)胞株很快發(fā)生自溶。 第十三張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（四）脂質(zhì)體（liposome）是一種人工膜。在水中攪動(dòng)后形成雙層或單層脂分子球體，直徑251000nm。人工脂質(zhì)

5、體可用于：轉(zhuǎn)基因制備的藥物研究生物膜的特性第十四張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第十五張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、膜蛋白占核基因組編碼蛋白質(zhì)的30%。根據(jù)與脂分子的結(jié)合方式分為：整合蛋白（integral protein）外周蛋白（peripheral protein）脂錨定蛋白（lipid-anchored protein）。第十六張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月整合蛋白為跨膜蛋白（transmembrane proteins），兩性分子?？缒そY(jié)構(gòu)域?yàn)?至多個(gè)疏水的螺旋。與膜的結(jié)合緊密，只有用去垢劑才能從膜上洗滌下來(lái)。離子型去垢劑SDS非離子型去垢劑Tr

6、iton-X100第十七張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月外周蛋白靠離子鍵或其它較弱的鍵與膜表面蛋白或脂分子結(jié)合，只要改變?nèi)芤旱碾x子強(qiáng)度、提高溫度就可以從膜上分離下來(lái)。一個(gè)蛋白可以由多個(gè)亞基構(gòu)成，有的亞基為跨膜蛋白，有的則結(jié)合在膜的外部。第十八張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月脂錨定蛋白分為兩類：糖磷脂酰肌醇(GPI)連接的蛋白位于細(xì)胞膜的外小葉，用磷脂酶C處理細(xì)胞，能釋放出結(jié)合蛋白。許多細(xì)胞表面的受體、酶、細(xì)胞粘附分子和PrPC都是這類蛋白。另一類脂錨定蛋白與插入質(zhì)膜內(nèi)小葉的長(zhǎng)碳?xì)滏溄Y(jié)合。 第十九張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月, integral protein；

7、, lipid-anchored protein ；, peripheral protein第二十張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)一、質(zhì)膜結(jié)構(gòu)的研究歷史第二十一張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月E. Overton 1895 推測(cè)細(xì)胞膜由連續(xù)的脂類物質(zhì)組成。E. Gorter 等 1925 推測(cè)細(xì)胞膜由雙層脂分子組成。第二十二張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3、J. Danielli & H. Davson 1935 發(fā)現(xiàn)質(zhì)膜的表面張力比油水界面的張力低得多，提出三明治模型（蛋白質(zhì)-脂類-蛋白質(zhì)）。 第二十三張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6

8、月4、JD. Robertson 1957根據(jù)電鏡觀察提出單位膜模型。厚約7.5nm。第二十四張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月5、Singer 和Nicolson 1972 根據(jù)免疫熒光、冰凍蝕刻的研究結(jié)果，提出了“流動(dòng)鑲嵌模型”。 Fluid-mosaic model第二十五張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、質(zhì)膜的流動(dòng)鑲嵌模型細(xì)胞膜由流動(dòng)的雙脂層和嵌在其中的蛋白質(zhì)組成。磷脂分子以疏水性尾部相對(duì)，極性頭部朝向水相組成生物膜骨架；蛋白質(zhì)或嵌在雙脂層表面，或嵌在其內(nèi)部，或橫跨整個(gè)雙脂層，表現(xiàn)出分布的不對(duì)稱性。第二十六張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（一）質(zhì)膜的流動(dòng)性

9、膜脂和蛋白質(zhì)的分子運(yùn)動(dòng)組成。1、膜脂分子的運(yùn)動(dòng)側(cè)向擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)伸縮震蕩運(yùn)動(dòng)；翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)異構(gòu)化運(yùn)動(dòng)。第二十七張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、影響膜脂流動(dòng)性的因素膽固醇脂肪酸鏈的飽和度脂肪酸鏈的鏈長(zhǎng)卵磷脂/鞘磷脂其他因素：溫度、酸堿度、離子強(qiáng)度等。第二十八張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3、膜蛋白的分子運(yùn)動(dòng)側(cè)向擴(kuò)散和旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散兩種運(yùn)動(dòng)方式。檢測(cè)：光脫色恢復(fù)技術(shù)和細(xì)胞融合技術(shù)。4、膜流動(dòng)性的生理意義當(dāng)膜的流動(dòng)性低于一定的閾值時(shí)，許多酶的活動(dòng)和跨膜運(yùn)輸將停止，反之如果流動(dòng)性過(guò)高，又會(huì)造成膜的溶解。第二十九張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月利用細(xì)胞融合技

10、術(shù)觀察蛋白質(zhì)運(yùn)動(dòng) 第三十張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）膜的不對(duì)稱性膜內(nèi)外兩層組分和功能的差異，稱膜的不對(duì)稱性。 樣品經(jīng)冰凍斷裂處理后，各斷面命名為：ES，細(xì)胞外表面；EF細(xì)胞外小頁(yè)斷裂面；PS，原生質(zhì)表面；PF，原生質(zhì)小頁(yè)斷面。 第三十一張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月兔紅細(xì)胞的冰凍斷裂電鏡照片第三十二張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1膜脂的不對(duì)稱性：同一種脂分子在脂雙層中呈不均勻分布，如：PC和SM主要分布在外小葉，PE和PS分布在內(nèi)小葉。用磷脂酶處理完整的人類紅細(xì)胞，80%的PC降解，PE和PS分別只有20%和10%的被降解。2復(fù)合糖的不對(duì)稱性：糖脂和

11、糖蛋白只分布于細(xì)胞膜的外表面。 3膜蛋白的不對(duì)稱性：如細(xì)胞色素C位于線粒體內(nèi)膜M側(cè)。第三十三張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（三）脂筏lipid raft是富含膽固醇和鞘磷脂的微結(jié)構(gòu)域。約70nm左右，是一種動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)，位于質(zhì)膜的外小頁(yè)。介于無(wú)序液體與液晶之間，稱為有序液體。在低溫下這些區(qū)域能抵抗非離子去垢劑的抽提，稱為抗去垢劑膜（DRMs）。就像一個(gè)蛋白質(zhì)停泊的平臺(tái)，與膜的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、蛋白質(zhì)分選均有密切的關(guān)系。第三十四張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Mosaic domain model of the plasma membrane第三十五張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022

12、年6月Mechanisms of raft clustering. (a) Rafts (red) are small at the plasma membrane, containing only a subset of proteins. (b) Raft size is increased by clustering, leading to a new mixture of molecules. This clustering can be triggered in different way.第三十六張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三、細(xì)胞膜的功能保護(hù)；運(yùn)輸；通信；提供酶結(jié)合

13、位點(diǎn)；介導(dǎo)細(xì)胞連接；形成細(xì)胞表面的特化結(jié)構(gòu)。第三十七張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 細(xì)胞表面的分化包括膜骨架、鞭毛和纖毛、微絨毛及細(xì)胞的變形足等結(jié)構(gòu)。第三十八張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、細(xì)胞外被動(dòng)物細(xì)胞表面富含糖類的結(jié)構(gòu)，也稱為糖萼。用釕紅染色后，在電鏡下可顯示厚約1020nm的結(jié)構(gòu)，邊界不甚明確。作用：保護(hù)、通信、并與細(xì)胞表面抗原性有關(guān)。紅細(xì)胞質(zhì)膜上的糖鞘脂是AB0血型系統(tǒng)的血型抗原，糖鏈結(jié)構(gòu)基本相同，但末端糖基不同。A型血的糖鏈末端為N-乙酰半乳糖；B型血為半乳糖；O型血?jiǎng)t缺少這兩種糖基。第三十九張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四十張，PPT

14、共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Simplified diagram of the cell coat (glycocalyx)第四十一張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、膜骨架質(zhì)膜下纖維蛋白組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；位于質(zhì)膜下約0.2m厚的溶膠層。主要作用：維持質(zhì)膜的形態(tài)。模式材料：紅細(xì)胞，經(jīng)低滲處理破裂釋放出內(nèi)容物，留下一個(gè)保持原形的空殼，稱為血影（ghost）。第四十二張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月經(jīng)SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳分析，血影成分主要有：血影蛋白：由結(jié)構(gòu)相似的鏈、鏈組成異二聚體，兩個(gè)二聚體頭與頭相接連形成四聚體。錨蛋白（ankyrin）：與血影蛋白和帶3蛋白的胞質(zhì)部

15、相連，將血影蛋白網(wǎng)絡(luò)連接到質(zhì)膜上。帶三蛋白：陰離子載體，通過(guò)交換Cl，使HCO 3 進(jìn)入紅細(xì)胞。為二聚體，每個(gè)單體跨膜12次。血型糖蛋白：?jiǎn)未慰缒ぬ堑鞍?，功能尚不明確，與MN血型有關(guān)，與帶4.1蛋白相連。第四十三張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月紅細(xì)胞膜骨架的構(gòu)成：血影蛋白四聚體游離端與短肌動(dòng)蛋白纖維（約1315單體）相連，形成血影蛋白網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)兩個(gè)錨定點(diǎn)固定在質(zhì)膜下方：通過(guò)帶4.1蛋白與血型糖蛋白連結(jié)；通過(guò)錨蛋白與帶3蛋白相連。這一骨架系統(tǒng)賦與了紅細(xì)胞質(zhì)膜的剛性與韌性，得以幾百萬(wàn)次地通過(guò)比它直徑還小的微血管、動(dòng)脈、靜脈。第四十四張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四十五張，P

16、PT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四十六張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三、質(zhì)膜的特化結(jié)構(gòu)如：微絨毛、褶皺、纖毛、鞭毛，結(jié)構(gòu)細(xì)微，只能在電鏡下觀察到。第四十七張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（一）微絨毛microvilli是細(xì)胞表面伸出的細(xì)長(zhǎng)突起，直徑約為0.1m 。內(nèi)芯由肌動(dòng)蛋白絲束組成。肌動(dòng)蛋白絲之間由許多微絨毛蛋白（villin）和絲束蛋白（fimbrin）組成的橫橋相連。微絨毛處質(zhì)膜有myosin I 構(gòu)成的側(cè)臂與肌動(dòng)蛋白絲束相連。作用：擴(kuò)大了細(xì)胞的表面積，有利于細(xì)胞同外環(huán)境的物質(zhì)交換。如小腸上微絨毛，使細(xì)胞表面積擴(kuò)大了30倍。第四十八張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四十九張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月小鼠小腸上皮細(xì)胞的冰凍斷裂電鏡照片M為線粒體，MV為微絨毛 第五十張，PPT共五十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月SEM image of alveolar (Lung) macrophage attacking E. coli. (Show ruffle on the cell surface)（二）皺褶（ruffle）細(xì)胞表面的扁形突起，也稱為片足（lamellipodia ）。巨噬細(xì)胞表面的皺褶與吞噬顆粒物質(zhì)有關(guān)。第五十一張，PPT