第十章生物膜和物质运送38529幻灯片

第十章 生物膜和物质的跨膜运送,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,Content,生物膜在细胞中的分布 生物膜的生物功能 生物膜的分子结构 生物膜的流动性 物质的跨膜运送,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,3,1、生物膜在细胞中的分布,细胞膜 + 细胞器内膜系统 线粒体、细胞核、内质网、溶酶体、叶绿体等 类似于一个反应床（matrix）,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,2、生物膜的生物功能,保护功能：隔离维持细胞形态完整；识别抗原产生抗体等 物质运送：跨膜（选择性）运送 能量转换：储存能量（化学梯度），能量转换与传递 信号识别与传递：信号识别、转换和传导， 如：膜受体、级联放大、神经传导。传导，细胞识别等 细胞运动：原生动物等，淋巴细胞吞噬,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,A、Protection,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,B、Transportation,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,C、能量转换: Photophosphorylation,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,C、能量转换：Oxidative phosphorylation,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,D、信息传递：激素的作用,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,营养物内吞,细胞杂交融合,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,3、生物膜的分子结构,组成物质的种类：不同膜组成差异大 脂质（磷脂）、18%蛋白质（酶）、多糖类、水、金属离子 物质组成特点： 功能越复杂PN越多； 不同生物膜上的物质分布与承担的功能有关，如：神经髓鞘（绝缘作用）多为脂，线粒体多为PN,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,（1）脂 类,磷脂类： 胆固醇：真核与原核细胞的区别？ 糖脂类：,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,A、磷脂类,分布的不对称性对膜流动性的影响如何？,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,B、胆固醇,降低相变温度，保护膜流动性的机理？,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,C、糖脂类,功能相关：神经冲动，血型专一性、组织免疫、细胞识别,半乳糖,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,（2）蛋白质,外周蛋白：25%，静电力的范德华力 内在蛋白：75%，镶嵌PN，巯水效应,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,（3）多糖类,分布在膜的非细胞质一侧 功能：与细胞识别有关,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,膜上面的多糖,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,膜上面的多糖,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,（4）生物膜分子结构模型,单位膜模型 三夹板模型 双层膜模型 流动镶嵌模型 请同学们课外比较几种模型的异同点。,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,4、生物膜的流动性,产生流动性的原因：由膜的构成所决定的，源于磷脂双分子层本身性质。 （1）磷脂双分子层的“流动”：旋转、侧向平移扩散、左右摆动、翻转 （2）蛋白质的“流动”：侧向平移扩散 + 左右摆动 流动的结果和功能：生物膜产生局部通道，使物质跨膜运送；保护细胞和细胞器的形态。,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,5、物质的跨膜运送,（1）运送的形式：主动与被动 （2）Na+, K+泵和 Ca2+泵的机理 （3）典型物质的跨膜运送 （4）跨膜运送的学说,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,（1）运送的形式,主动运送：见FLASH选择性跨膜转运 耗能：ATP等高能化合物 逆化学梯度：浓度梯度和电化学梯度等 一般需要载体：PN（含酶PN），专一性、速度饱和性、方向性、选择抑制 被动运送：取决于膜两侧运送物质的浓度差，受分子大小、电荷和在脂双层中的溶解性影响,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,（2）Na+, K+泵,Jeans C. Shou, 1997 Nobel Prize, 组 成：分布在膜上的 Na+/K+ATP 酶 机理与步骤：三步 膜内：ATP酶上Na+，磷酸化，酶变构； 膜外：下Na+，上K+ 膜内：下K+，去磷酸，酶变构 功 能：向膜外泵出Na+，向膜内泵入K+，造成跨膜离子梯度（储化学能）。,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,钠、钾泵,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,（3）典型物质的跨膜运送,特点：疏水性或非极性强的分子不荷电的小分子易运送 水：自由扩散 阴离子：带3蛋白（O2CO2 exchange），乒乓机理 糖和氨基酸：协同运送（钠、钾顺梯度） 多核苷酸较大分子：基团运送（磷酸化） ADP/ATP的跨膜运送：孔道模型 生物大分子：外排、吞噬,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,ATP酶是ATP合成场所,H+-泵,研究生生物化学 Bio-membrane & Transport,（4）跨膜运送的学说,移动性载体模型：往返式，速度饱和性。 孔道模型：