细胞膜生物学.ppt

细胞生物学,费瑞,2013年11月,细胞膜生物学,膜的结构及应用(一),第一节膜的形态及分布,细胞膜内膜系统,生物膜,单位膜,膜脂、膜蛋白、膜糖类,水、无机盐和金属离子,第二节膜的化学组成,1.形态分布,一、膜脂,2.种类结构磷脂固醇糖脂,1)磷脂,磷脂酰碱基,磷脂,碱基,磷酸,磷脂酰肌醇（肌醇磷脂）,磷脂酰丝氨酸;,磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）,磷脂酰胆碱（卵磷脂）;,鞘磷脂;,甘油,脂肪酸,2)胆固醇,羟基,碳氢链,类固醇甾环,胆固醇,3)糖脂,单糖,脂类,糖脂,3.膜脂的特性,成簇和自动闭合性,4.膜脂的功能,1）构成分隔屏障，以保障细胞内物质环境的稳定性,2）使膜具有柔韧性，以保障细胞膜功能,二、膜蛋白,1.形态分布,2.类型,1）跨膜蛋白（镶嵌蛋白，整合蛋白，内在蛋白）,单次跨膜多次跨膜多亚基跨膜,2）附着蛋白（膜周蛋白，外在蛋白）,3）脂锚定蛋白,（脂连接蛋白）,红细胞血影,(erythrocyteghost),红细胞丢失细胞质后仍维持原样的质膜。,红细胞也称红血球，是脊椎动物血液中数量最多的含血红蛋白的细胞。特点:结构简单无核及细胞器的细胞质膜是红细胞惟一的膜结构可改变形状，功能:运输和交换氧和二氧化碳,(一)红细胞的形态结构,膜骨架（图）由膜蛋白和纤维蛋白组成的网架.位于质膜内侧，参与维持质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。,(二)红细胞质膜,带3蛋白血型糖蛋白,跨膜蛋白,纤维蛋白,血影蛋白锚定蛋白带4.1蛋白肌动蛋白原肌球蛋白内收蛋白,骨架,1)蛋白组成,血影蛋白与带4.1蛋白、肌动蛋白相互作用；带4.1蛋白同血型糖蛋白相互作用；锚定蛋白与血影蛋白、带3蛋白相互作用。,2)膜骨架形成,去垢剂(detergent)是一种一端亲水一端疏水的两性小脂分子离子型去垢剂：SDS;非离子型去垢剂：TritonX-100当与膜蛋白作用时,其疏水端与膜蛋白的疏水区域相结合,极性端指向水中,形成溶于水的去垢剂-膜蛋白复合物,从而使膜蛋白在水中溶解、变性、沉淀当去除去垢剂并加入磷脂后,可使膜蛋白复性并恢复功能。膜中Na+-K+-ATP酶的功能,即用这种方法研究,3.膜蛋白研究方法,(用去垢剂分离小的跨膜蛋白),1、转运分子进出细胞（转运蛋白）2、接受周围环境中激素或其他化学物质的信号（受体）3、支撑连接细胞骨架成分和细胞间质成分（连接体）4、与细胞分化和细胞连接有关5、催化各种化学反应（酶）,4.膜蛋白的功能,三、膜糖类,1.形态结构,2.类型,糖蛋白,糖脂,3.膜糖的种类自然界存在的单糖及其衍生物有200多种,但存在于膜的糖类只有其中的9种,而在动物细胞膜上的主要是7种：D-葡萄糖（D-Glucose)D-半乳糖(D-galactose)D-甘露糖(D-mannose)L-岩藻糖(L-fucose)N-乙酰半乳糖胺(N-acetyl-D-galactosamine)N-乙酰基葡萄糖胺(N-acetyl-glucosamine)唾液酸(sialicacid)。,4.膜糖的作用,1)有助于蛋白质在细胞膜上的定位,2)在细胞识别、粘着和迁移中起作用,3)决定ABO血型,（二）流动性,（一）不对称性,第三节膜的主要特性,（一）不对称性,2.膜蛋白（分部和功能）,1.膜脂（分部和功能）,3.膜糖,不对称性的生物学意义,使细胞生命活动高度有序,保证了膜功能的方向性,（二）流动性,膜蛋白,1.组成成分,膜糖,膜脂,2.分子运动形式,旋转,翻转,伸缩振荡,摆动,侧向扩散,1)膜脂,2)膜蛋白,侧向扩散,旋转,3.影响因素,胆固醇、脂肪酸、卵磷脂鞘磷脂,膜蛋白、温度,脂双层的流动有一定影响因素,1.片层结构模型,2.单位膜模型,3.流动镶嵌模型,4.脂筏模型,第四节膜的分子结构,脂筏（lipidraft）:是膜脂双层内富含有特殊脂质和蛋白质的微区。,脂筏模型,1.脂筏形成与结构,外层:鞘脂,胆固醇,糖肌醇磷脂锚固蛋白(GPI-),内层:酰化蛋白,2.脂筏种类,瓶型管型囊泡型,富含鞘脂膜区,富含多磷酸肌醇膜区,小窝,小窝的化学组成,胆固醇,小窝蛋白,鞘脂,糖化神经鞘脂,神经鞘磷脂,小窝蛋白为小窝的标记蛋白,小窝的组装,鞘脂,胆固醇,脂质核,高尔基体,GPI,小窝蛋白,运往细胞表面,4.蛋白质聚集在脂筏内,便于相互作用和形成有效构象.,3.脂筏特性,1.液态有序相被液态无序相所包围,2.在非离子去污剂中不融解,3.一个脂筏微区只含有一小部分可利用的信号蛋白,4.脂筏的功能,1.参与信号转导,2.参与蛋白质转运,参与跨细胞转运,参与跨胞饮作用,参与细胞分选