1、細胞的基本結(jié)構(gòu) (1),光鏡下可見真核細胞具有細胞膜（Cell Membrane ）/質(zhì)膜（plasma membrane） 、細胞核（nucleus） 及兩者之間的細胞質(zhì)（cytoplasm）。,膜性結(jié)構(gòu) membranous structure 非膜性結(jié)構(gòu) non-membranous structure,單位膜 unit membrane,細胞膜 Cell Membrane 膜性結(jié)構(gòu) membranous structure 區(qū)域化 compartmentalization 不同的生物膜功能不同，但化學組成、分子結(jié)構(gòu)類似。,生物膜 biological membrane,細胞膜Cell

2、Membrane /plasma membrane,化學成分 脂類/蛋白質(zhì)/糖類 和膜的結(jié)構(gòu)與功能相對應，膜的化學成分的比例可出現(xiàn)較大差異,脂質(zhì),磷脂Phospholipid PC, PE, PS, PI, SM 膽固醇Cholesterol 糖脂Glycolipid 雙親媒性分子amphipathic molecules,卵磷脂PC,鞘磷脂SM,磷脂酰絲氨酸PS,脂肪酸鏈為兩條含14到24個碳原子的碳氫鏈，其中一條鏈通常是飽和的，而另一條鏈通常含有多個非飽和的、順式雙鍵。,膽固醇Cholesterol存在于動物細胞的質(zhì)膜上。結(jié)構(gòu)中有一個固醇環(huán)連接極性羥基和尾部非極性鏈。,糖脂Glycolip

3、id分布在所有動物細胞膜表面，存在與脂雙層的外層。,膜脂分子的排列,在液相中自發(fā)的排列：相互聚攏，暴露親水頭部，隱藏疏水尾部。 形成特殊結(jié)構(gòu) 分子團 micelle 雙分子層bilayer,蛋白質(zhì),能夠與膜脂雙層直接或者間接地結(jié)合的蛋白質(zhì)都統(tǒng)稱為膜蛋白，它們以不同方式與脂雙層結(jié)合，是細胞膜功能的主要承擔者。 鑲嵌蛋白(mosaic proteins)/整合蛋白 (integral proteins) 邊周蛋白 (peripheral proteins) /外在蛋白(extrinsic protein),鑲嵌蛋白(mosaic proteins)/整合蛋白 (integral proteins)

4、,penetrate through or are embedded in the phospholipid bilayer, span the membrane entirely once or several times.,鑲嵌蛋白也是雙親性的，含有疏水性和親水性區(qū)域。疏水區(qū)穿過膜，在脂雙層內(nèi)與脂質(zhì)的疏水性尾部相互作用，親水區(qū)在膜兩邊暴露在溶液中。,跨膜區(qū)的多肽鏈大多會形成一個或者多個螺旋。,多肽鏈也可以通過將跨膜的折疊排列成一個桶型結(jié)構(gòu)，可形成孔道，也可作為受體/酶發(fā)揮作用。,邊周蛋白 (peripheral proteins) /外在蛋白(extrinsic protein),link

5、ed only at the cytoplasmic surface by attachment to a fatty acid chain, or at the external cell surface by bound to other membrane proteins.,在紅細胞膜的內(nèi)表面，邊周蛋白形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，支持膜的形狀。,遺傳性球形紅細胞增多癥,糖類,膜糖類都與膜蛋白、脂質(zhì)共價結(jié)合存在與細胞膜上。 大部分糖類都形成寡糖鏈的形式。 在細胞膜上所有的膜糖均位于外表面。,動物細胞表面存在著一層富含糖類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，稱為細胞外被（cell coat）。 實際是由構(gòu)成質(zhì)膜的糖蛋白和糖脂伸出

6、的寡糖鏈組成的，實質(zhì)上是質(zhì)膜結(jié)構(gòu)的一部分 。 保護作用 抗原決定 細胞識別、應答、信號傳遞,細胞膜的分子結(jié)構(gòu),細胞膜的主體是脂類雙分子層結(jié)構(gòu),18951897年，發(fā)現(xiàn)膜的脂類特性 1925年，測定膜脂分子單層面積,流動鑲嵌模型 fluid mosaic model,流動鑲嵌模型 fluid mosaic model,磷脂分子以脂雙分子層組成膜的主體；蛋白質(zhì)或嵌在脂雙層表面，或嵌在其內(nèi)部，或橫跨整個脂雙層；糖類附在膜外表面。細胞膜具有液晶態(tài)特性。 強調(diào)了膜的流動性和不對稱性,脂筏（lipid raft）,Lipid rafts are defined as plasmamembrane micr

7、odomains enriched with glycosphingolipids, cholesterol and GPI.,該區(qū)域比其他部分厚，具有較多長鏈飽和脂肪酸鏈，分子間的作用力較強，所以這些區(qū)域結(jié)構(gòu)致密，更有秩序，流動性較差。 脂筏的大小是可以調(diào)節(jié)的。 匯聚多種蛋白質(zhì)，便于相互作用。 提供了有利于蛋白質(zhì)變構(gòu)的環(huán)境，與膜的信號轉(zhuǎn)導、物質(zhì)轉(zhuǎn)運、病原體感染有密切的關(guān)系。,細胞膜的特性不對稱性(asymmetry),質(zhì)膜的內(nèi)外兩層的組分和功能有明顯的差異，稱為膜的不對稱性。,lipid raft,膜脂、膜蛋白和糖在膜上均呈不對稱分布，導致膜功能的不對稱性和方向性。,脂雙層的不對稱性在物質(zhì)傳

8、遞/信號的接受和傳遞具有了方向性。,質(zhì)膜上的磷脂降解產(chǎn)生的片段可作為胞內(nèi)短期的中介分子,膜不對稱性的生理意義,保證了生命活動有序進行 保證了膜功能的方向性,細胞膜的特性流動性(fluidity),質(zhì)膜的流動性由膜脂和蛋白質(zhì)的分子運動兩個方面組成。 脂雙層中的脂質(zhì)是在不斷運動的，這使得脂雙層具有流動性,膜脂分子的運動,側(cè)向擴散10 -6 sec ：同一平面上相鄰的脂分子交換位置 旋轉(zhuǎn)運動10 -9 sec ：膜脂分子圍繞與膜平面垂直的軸進行快速旋轉(zhuǎn) 擺動運動：膜脂分子圍繞與膜平面垂直的軸進行左右擺動。 翻轉(zhuǎn)運動10 5 sec ：膜脂分子從脂雙層的一層翻轉(zhuǎn)到另一層,膜蛋白分子的運動,主要有側(cè)向擴

9、散和旋轉(zhuǎn)運動,關(guān)于相變溫度（transition temperature）,膜脂具有液晶態(tài)特征。 溫度上升，流動性增強，反之，溫度下降, 則更多表現(xiàn)為晶態(tài)。 臨界溫度被稱為相變溫度,相變溫度以上,相變溫度以下,影響膜流動性的因素,膽固醇：相變溫度以上，使磷脂分子的運動減小，降低膜的流動性；相變溫度以下，則阻礙晶態(tài)形成。 脂肪酸鏈的飽和度/長度 卵磷脂/鞘磷脂比例 膜蛋白含量 其他因素,影響膜流動性的因素,膽固醇 脂肪酸鏈的飽和度：不飽和脂肪酸鏈越多，膜流動性越強。 脂肪酸鏈的長度：長鏈脂肪酸使膜流動性降低。 卵磷脂/鞘磷脂：比例越高則膜流動性越增加（鞘磷脂粘度高于卵磷脂）。 膜蛋白：整合蛋白相

10、互間的影響，與骨架及ECM的連接 其他因素：溫度、酸堿度、離子強度等。,膜流動性的生理意義,質(zhì)膜的流動性是保證其正常功能的必要條件。如物質(zhì)跨膜運輸、細胞信息傳遞、細胞識別、細胞免疫、細胞分化以及激素的作用等等都與膜的流動性密切相關(guān)。 當膜的流動性低于一定的閾值時，許多酶的活動和跨膜運輸將停止。,內(nèi)膜系統(tǒng)endomembrane system,細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)、功能、發(fā)生上密切關(guān)聯(lián)的所有膜性細胞器。 Endoplasmic reticulum Golgi complex Lysosome Peroxisome Vesicles & Vacuoles Nuclear envelope,內(nèi)膜系統(tǒng)endom

11、embrane system,compartmentalization divide the cell into functional and structural compartments expand membrane area regulate material consumption and reproduction sorting and transporting by vesicles,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)endoplasmic reticulum, ER,a network of tubules and vesicles that are interconnected and often extends throughout most of the cell. found in all eukaryotic cells.,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)膜約占細胞總膜面積的一半，它不僅僅建立了大量的膜表面，對細胞內(nèi)空間進行了區(qū)域化分割，通常還跟核膜或質(zhì)膜相連，并且與高爾基體關(guān)系密切。,微粒體microsome,A small particle, typically consist