1、關于之細胞膜的分子結構和特性第1頁，共32頁，2022年，5月20日，17點33分，星期四（cell membrane) 使細胞具有相對獨立和穩(wěn)定的內環(huán)境；細胞膜概念包圍在細胞質外周的一層界膜，又稱質膜（plasma membrane)。功能 調控細胞內外物質、信息、能量的流動。第2頁，共32頁，2022年，5月20日，17點33分，星期四 細胞中除質膜外，胞內還有豐富的膜性結構。由于這些膜與質膜在化學組成、分子結構和功能運作上具有很多共性，故把質膜和細胞內各種膜性結構的膜統(tǒng)稱為生物膜。（P59）（ biological membrane)生物膜第3頁，共32頁，2022年，5月20日，17點

2、33分，星期四一、膜的化學組成生物膜脂類、蛋白質、糖類 水、無機鹽、金屬離子主要成分 少量成分第一節(jié) 細胞膜的分子結構和特性第4頁，共32頁，2022年，5月20日，17點33分，星期四蛋白質/脂類 : 在不同種類生物膜中有所不同 表：各種生物膜中蛋白質與脂類的含量比功能多而復雜的膜，蛋白質/脂類 大；功能少而簡單的膜，蛋白質/脂類 小。生物膜的種類蛋白質/脂類神經髓鞘(軸突部分的細胞膜）0.23血小板0.70Hela細胞1.50人紅細胞膜1.10線粒體內膜3.20線粒體外膜1.10第5頁，共32頁，2022年，5月20日，17點33分，星期四(一) 膜脂 (membrane lipid) 膜

3、 脂磷 脂 (phospholipid)糖 脂 (glycolipid)膽固醇 (cholesterol)第6頁，共32頁，2022年，5月20日，17點33分，星期四1、磷脂鞘磷脂磷脂酰膽堿（卵磷脂）磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）磷脂酰絲氨酸磷脂磷酸甘油酯第7頁，共32頁，2022年，5月20日，17點33分，星期四第8頁，共32頁，2022年，5月20日，17點33分，星期四疏水性尾部 親水性頭部X第9頁，共32頁，2022年，5月20日，17點33分，星期四2、膽固醇極性頭部固 醇 環(huán) 結 構非極性尾部生物膜中磷脂和膽固醇的結合關系第10頁，共32頁，2022年，5月20日，17點33分，星期四

4、3、糖脂糖脂分子與鞘磷脂相似，只是頭部不同，由糖基取代磷脂酰堿基。常見糖脂： 腦苷脂（含1個單糖殘基） 神經節(jié)苷脂（含7個單糖殘基）鞘胺醇第11頁，共32頁，2022年，5月20日，17點33分，星期四雙親媒性分子（兼性分子）(amphipathic molecule) 既有親水性一端，又有疏水性一端的分子，如磷脂、膽固醇、糖脂。第12頁，共32頁，2022年，5月20日，17點33分，星期四脂分子團(lipid micell)脂雙分子層(lipid bilayer)雙親媒性分子在水溶液中可形成兩種排列方式:水水脂質體 (lipid bilayer)第13頁，共32頁，2022年，5月20日，

5、17點33分，星期四（二）膜蛋白 根據(jù)膜蛋白與膜脂的結合方式及其在膜中 位置的不同，分為： 膜功能的主要承擔者與體現(xiàn)者。膜內在蛋白 （70%80%）膜周邊蛋白脂錨定蛋白（20%30%）第14頁，共32頁，2022年，5月20日，17點33分，星期四1、膜內在蛋白 (integral protein) 是兼性分子，可以不同程度地嵌入脂雙分子層，不易分離。（1）貫穿脂雙層，兩端露出膜內外跨膜蛋白（2）一端嵌入膜內，另一端露出膜外半嵌入蛋白鑲嵌蛋白單次穿膜 多次穿膜單次穿膜的跨膜蛋白多次穿膜的跨膜蛋白第15頁，共32頁，2022年，5月20日，17點33分，星期四2、膜周邊蛋白 (periphera

6、l protein) 大多附著在膜的胞質面，易于分離。 不是兼性分子；與膜脂極性頭部或膜內在蛋白露出膜外的親水部分非共價結合；膜周邊蛋白第16頁，共32頁，2022年，5月20日，17點33分，星期四3、脂錨定蛋白 (lipid-anchored protein) 不是兼性分子；與膜脂分子共價結合；方式一：直接與脂雙分子層結合；方式二：通過糖脂的寡糖鏈間接與脂雙分子層結合。 大多附著在膜的非胞質面，易于分離。直接與脂雙分子層結合通過糖鏈與脂雙層結合第17頁，共32頁，2022年，5月20日，17點33分，星期四細胞內脂雙層細胞被（糖萼）細胞膜的糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂的糖鏈向外伸展交織成的一層多

7、糖物質，稱細胞被或糖萼。與細胞識別功能有關。細胞被cell coatglycocalyx單糖或多聚糖+膜 脂 共價鍵糖 脂 (glycolipid)單糖或多聚糖+膜蛋白糖蛋白 (glycoprotein)共價鍵（三）膜糖分布于膜的非胞質面第18頁，共32頁，2022年，5月20日，17點33分，星期四二、膜的分子結構 “脂雙分子層”的提出 1925年，Gorter 和 Grendel 首次提出細胞膜是由連續(xù)的脂雙分子層組成的。 奠定了膜分子結構的科學基礎第19頁，共32頁，2022年，5月20日，17點33分，星期四（一）片層結構模型（lamella structure model）蛋白質 脂

8、雙分子層 1935年,Danielli和Davson通過實驗判定細胞膜中除脂類外，還含有蛋白質,提出了片層結構模型。（球狀）（球狀）（雙分子層）“蛋白質 - 脂類 - 蛋白質”三夾板式結構背景主要論點第20頁，共32頁，2022年，5月20日，17點33分，星期四（二）單位膜模型 （unit membrane model）蛋白質：單層肽鏈折疊結構脂雙層細胞膜暗明暗2.0nm 3.5nm2.0nm 1959年, Robertson 利用電子顯微鏡觀察，發(fā)現(xiàn)所有生物膜都呈“暗-明-暗”三層結構，故而把“兩暗一明”的結構模型稱為單位膜模型。 此模型認為覆蓋在脂雙分子層內外表面的是呈 -折疊的薄片狀蛋

9、白質，而非球狀蛋白質。背景主要論點蛋白質：單層肽鏈折疊結構第21頁，共32頁，2022年，5月20日，17點33分，星期四（三）液態(tài)鑲嵌模型（fluid mosaic model） 流動的脂雙分子層構成生物膜的連續(xù)主體； 球狀膜蛋白不同程度地鑲嵌在脂雙分子層中 或附著在膜表面； 此模型能解釋生物膜中發(fā)生的很多現(xiàn) 象，為闡述膜功能奠定了基礎； 忽視了蛋白質分子對脂分子流動性的限 制作用以及膜各部分流動性的不均勻性。 強調了生物膜的流動性和不對稱性。背景單位膜模型存在明顯缺陷，人們對它的異議越來越多。1972年，Singer 和 Nicolson 提出了液態(tài)鑲嵌模型。主要論點客觀評價第22頁，共3

10、2頁，2022年，5月20日，17點33分，星期四第23頁，共32頁，2022年，5月20日，17點33分，星期四三、膜的理化特性流動性和不對稱性第24頁，共32頁，2022年，5月20日，17點33分，星期四1、膜蛋白分布的不對稱性第一： 膜蛋白在脂雙分子層中的分布位置是不對稱的。 （包括膜內在及膜周邊蛋白）第三： 糖蛋白均分布于細胞膜的外層（非胞質面） 。第二： 膜蛋白顆粒在膜內外層中的分布數(shù)量是不對稱的。 （細胞膜內層多于外層）（一）膜的不對稱性第25頁，共32頁，2022年，5月20日，17點33分，星期四 第三：糖脂 全部分布在細胞膜的外層（非胞質面） 。第一：磷脂 磷脂酰膽堿和鞘磷

11、脂多分布在細胞膜的外層（非胞質面）； 磷脂酰乙醇胺和磷脂酰絲氨酸多分布在細胞膜的內層（胞質面）。 磷脂酰絲氨酸帶有負電荷 細胞膜內層負電荷多于外層。 第二：膽固醇 因其與磷脂酰膽堿及鞘磷脂的親和力較大，故主要分布在細胞膜的外層。 （非胞質面） 2、膜脂分布的不對稱性第26頁，共32頁，2022年，5月20日，17點33分，星期四 膜脂及膜蛋白分布的不對稱性決定了膜功能的方向性，使膜兩側具有不同的功能。（P68）第27頁，共32頁，2022年，5月20日，17點33分，星期四1、膜脂的流動性（1）側向擴散（2）旋轉運動（3）彎曲運動（4）翻轉運動 膜脂的特性液晶態(tài)晶態(tài)液晶態(tài)液態(tài)相變相變溫度 膜脂分子的運動方式（二）膜的流動性第28頁，共32頁，2022年，5月20日，17點33分，星期四影響膜脂流動性的因素（P70-72）1.脂肪酸鏈的飽和程度2.脂肪酸鏈的長度 3.膽固醇的含量 4.卵磷脂/鞘磷脂的比例5.其它因素飽和程度高，流動性??； 低， 大。鏈長，流動性?。?短， 大。調節(jié)膜的流動性。此比例小，流動性??； 大， 大。環(huán)境溫度、pH、金屬離子及膜內在蛋白含量等。第29頁，共32頁，2022年，5月20日，17點33分，星期四2、膜蛋白的運動性膜蛋白分子的運動方式（1）側向擴散（2）旋轉擴散第30頁，共32頁，2022年，5月20日，17點33分，星期四小