细胞生物学教学课件第03章 细胞质膜

第三章细胞质膜,Chapter3PlasmaMembraneandCellSurface,细胞的外侧包有一层由脂双层分子和蛋白质构成的单位膜称为细胞膜(cellmembrane)，特称为质膜(plasmamembrane)。,质膜和细胞内各种膜在结构、化学组成和活动属性等方面有一定的共性，故总称为生物膜(biomembrane)。随对膜研究的不断深入，形成了一门新学科膜生物学(MembraneBiology)。,1.E.Overton1895发现凡是溶于脂肪的物质很容易透过植物的细胞膜，而不溶于脂肪的物质不易透过细胞膜，因此推测细胞膜由连续的脂类物质组成。2.E.Gorter2.物质运输：载体蛋白,受体介导内吞等均需要膜的流动性;3.细胞的信息传递：细胞的传递系统在膜上(激素及药物的作用需要适宜的膜流动性才能进行信号传递);4.细胞周期：分裂期最高,G1、S期最低;5.发育：成体细胞的膜流动性要小于幼体细胞;经代谢来进行调节控制。(如贫血RBC低;癌细胞高)6.植物耐寒性：与在低温下能否保持生物膜的流动性有关。,（三）膜流动性的生理意义:,42,一、细胞膜的不对称性,膜的内外两层在结构和功能上有很大的差异,称膜的不对称性(asymmetry)。,(1)脂质双分子各层所含的磷脂种类明显不同。,非胞质侧：头部含胆碱的磷脂（PC,SM）。胞质侧：末端含有氨基的磷脂分子（PE和PS）。,1.脂质双分子层的不对称性,43,(2)糖脂全部分布在非胞质侧的单层脂质分子中。,44,2.膜蛋白分布的不对称性,(1)跨膜蛋白跨越脂质双分子层有一定方向性。,(2)糖蛋白上的低聚糖残基均位于膜的非胞质侧。,(3)膜蛋白颗粒在内外两层中分布的不对称。,膜分子结构的不对称性决定了膜内外表面功能的不对称性。,45,膜蛋白的不对称性,冰冻蚀刻复型术得到膜的两个剖面，可见膜蛋白颗粒的分布是非随机的。,freezeetchingreplica,扫描电镜样品标本制备：观察面暴漏、固定、脱水、干燥、导电等。,四、膜骨架膜骨架是质膜下纤维蛋白组成的网架结构；位于细胞质膜下约0.2m厚的溶胶层。作用：维持质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。成熟的哺乳动物血红细胞没有核和内膜系统，是研究膜骨架的理想材料。红细胞经低渗处理，细胞破裂释放出内容物，留下一个保持原形的空壳，称为血影（ghost）。,经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析，血影成分主要有：1.血影蛋白：由结构相似的链、链组成异二聚体，两个二聚体头与头相接连形成四聚体。2.锚蛋白（ankyrin）：与血影蛋白和带3蛋白的胞质部相连，将血影蛋白网络连接到质膜上。3.带三蛋白：是阴离子载体，通过交换Cl，使HCO3进入红细胞。为二聚体，每个单体含929个氨基酸，跨膜12次。4.血型糖蛋白：单次跨膜糖蛋白，约有131个氨基酸，N端在膜外侧，结合16条寡糖链；C-端在胞质面，链较短，与带4.1蛋白相连。血型糖蛋白与MN血型有关，其功能尚不明确。,红细胞膜骨架的构成：血影蛋白四聚体游离端与短肌动蛋白纤维（约1315单体）相连，形成血影蛋白网络。通过两个锚定点固定在质膜下方：通过带4.1蛋白与血型糖蛋白连结；通过锚蛋白与带3蛋白相连。这一骨架系统赋与了红细胞质膜的刚性与韧性，得以几百万次地通过比它直径还小的微血管、动脉、静脉。,细胞质膜的功能,为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境;选择性的物质运输,包括代谢底物的输入与代谢产物的排除,并伴随着能量的传递;提供细胞识别位点,并完成细胞内外信息跨膜传递;为多种酶提供结合位点,使酶促反应高效而有序地进行;介导细胞与