第三章细胞质膜和跨膜运输

1、1 CHAPTER 3 细胞膜与跨膜运输细胞膜与跨膜运输 2 内容提要内容提要 3.1 红细胞膜结构红细胞膜结构 q红细胞的生物学红细胞的生物学 q红细胞的结构研究红细胞的结构研究 q红细胞质膜红细胞质膜 3.2 膜的化学组成膜的化学组成 q膜脂膜脂 q膜糖膜糖 q膜蛋白膜蛋白 3 细胞质膜细胞质膜 (Plasma Membrane) 内膜系统内膜系统 （ E n d o m e m b r a n e System) 生物膜生物膜(Biomembrane)(Biomembrane) 细胞的膜结构细胞的膜结构 4 细细 胞胞 的的 生生 物物 膜膜 体体 系系 5 3.1.1 红细胞的生物学红

2、细胞的生物学 3.1.2 红细胞膜脂双层结构的研究红细胞膜脂双层结构的研究 3.1.3 红细胞膜红细胞膜 3.2 3.2 红细胞膜结构红细胞膜结构 6 3.1.1 红细胞的生物学红细胞的生物学 红细胞的基本性质红细胞的基本性质 成熟的红细胞呈双面凹或单面凹陷的盘状，直径成熟的红细胞呈双面凹或单面凹陷的盘状，直径 约为约为7m,7m,厚度厚度1.7m,1.7m,表面积为表面积为145m145m2 2； 红细胞的主要功能是携带红细胞的主要功能是携带O O2 2和运输和运输COCO2 2，红细胞，红细胞 的寿命约为的寿命约为120120天，一生中要行走天，一生中要行走500500，000000米。米

3、。 7 电镜下的红细胞电镜下的红细胞 8 红细胞血影红细胞血影 9 3.1.2 3.1.2 红细胞膜红细胞膜 存在膜骨架，存在膜骨架，依据？依据？ 行程行程500,000500,000米米 要多次穿过小于自身直径一半的微小通要多次穿过小于自身直径一半的微小通 道道; ; 要在脾脏内经受少氧、低要在脾脏内经受少氧、低pHpH值的不利条值的不利条 件件; ; 又要经过心脏内瓣膜涡流冲击，但始终又要经过心脏内瓣膜涡流冲击，但始终 保持结构的完整。保持结构的完整。 10 红细胞膜的主要蛋白红细胞膜的主要蛋白 红细胞膜红细胞膜( (含膜骨架部分含膜骨架部分) )大约有大约有1515种种 主要的蛋白带主要

4、的蛋白带: : 其中有三种主要的蛋白其中有三种主要的蛋白: : 血影蛋白血影蛋白 (Spectrin)(Spectrin)、血型糖蛋白、血型糖蛋白(Glycophorin)(Glycophorin)、 带带3 3蛋白蛋白(Band 3 protein)(Band 3 protein)。 11 红红 细细 胞胞 膜膜 蛋蛋 白白 ？ 12 红细胞膜骨架红细胞膜骨架 13 Band 3 Protein 带带3 3蛋白约为红细胞膜蛋白的蛋白约为红细胞膜蛋白的25%;25%; 阴离子跨膜运输的通道阴离子跨膜运输的通道 H20 + CO2 H2CO3 HCO-3 + H+ Band 3 protein

5、is present as a dimer composed of two identical subunits; 多次跨膜多次跨膜 ; 6-8%的糖基的糖基 14 带带 3 蛋蛋 白白 的的 功功 能能 15 Glycophorin 16 膜骨架蛋白的主要成分包括膜骨架蛋白的主要成分包括: : 血影蛋白、肌动蛋白、锚定蛋白、血影蛋白、肌动蛋白、锚定蛋白、 带带4.14.1蛋白等，这些都是外周蛋白。蛋白等，这些都是外周蛋白。 17 血影蛋白、肌动蛋白、带血影蛋白、肌动蛋白、带4.14.1蛋白连接方式蛋白连接方式 18 红细胞膜骨架组织红细胞膜骨架组织 19 3.2 3.2 膜的化学组成膜的化学

6、组成 3.2.1 膜脂膜脂 Phosphoglycerides(磷酯磷酯）；）； Sphingolipids（鞘脂）（鞘脂）； Cholesterol（胆固醇）。（胆固醇）。 20 磷脂酰乙醇胺、磷脂酰胆碱、磷脂酰肌醇磷脂酰乙醇胺、磷脂酰胆碱、磷脂酰肌醇 21 胆固醇胆固醇(Cholesterol)(Cholesterol) 胆固醇存在于真核细胞膜中：胆固醇存在于真核细胞膜中： 动物细胞膜胆固醇的含量较高动物细胞膜胆固醇的含量较高 Cholesterol is absent from the plasma membranes of most plant. 酵母细胞膜中是麦角固醇酵母细胞膜中是麦

7、角固醇; ; 胆固醇分子包括三部分胆固醇分子包括三部分: : 极性的头部：羟基极性的头部：羟基 非极性的类固醇环结构非极性的类固醇环结构 一个非极性的碳氢尾部。一个非极性的碳氢尾部。 22 23 Typical Cholesterol 24 Sphingolipids(鞘鞘脂脂) 鞘氨醇鞘氨醇 神经酰胺神经酰胺 鞘磷脂鞘磷脂 脑苷脂脑苷脂 神经节苷脂神经节苷脂 25 The Nature the Lipid 膜脂的基本性质是两性物质膜脂的基本性质是两性物质, , 能够自能够自 我装配成双层结构或自我封闭成球状。我装配成双层结构或自我封闭成球状。 26 Self Assemble of Lipi

8、d Bilayer 27 膜脂的功能膜脂的功能 p81p81 脂质体脂质体(Liposome)(Liposome) p82 p82 28 膜蛋白的种类膜蛋白的种类 整合蛋白整合蛋白(Integral Proteins) 3.2.2 3.2.2 膜蛋白膜蛋白p85p85 29 外周蛋白外周蛋白(peripheral proteins)(peripheral proteins) 30 脂锚定蛋白脂锚定蛋白(Lipid-anchored proteins ) 31 膜蛋白的功能膜蛋白的功能 32 膜糖的膜糖的种类种类 自然界存在的单糖及其衍生物有自然界存在的单糖及其衍生物有200200多种多种, ,

9、但存但存 在于膜的糖类只有其中的在于膜的糖类只有其中的9 9种种, , 而在动物细胞而在动物细胞 膜上的主要是膜上的主要是7 7种：种： D-D-葡萄糖葡萄糖（D-Glucose) D- D-半乳糖半乳糖 (D-galactose) D- D-甘露糖甘露糖 (D-mannose) L- L-岩藻糖岩藻糖 (L-fucose) N - N - 乙 酰 半 乳 糖 胺乙 酰 半 乳 糖 胺 ( N - a c e t y l - D - galactosamine) N- N-乙酰基葡萄糖胺乙酰基葡萄糖胺 (N-acetyl-glucosamine) 唾液酸唾液酸 (sialic acid)。 3.2.3 3.2.3 膜糖膜糖 p82 33 七七 种种 主主 要要 的的 膜膜 糖糖 34 膜糖的存在方式膜糖的存在方式 糖蛋白糖蛋白 糖同氨基酸的连接主要有两种形式：糖同氨基酸的连接主要有两种形式： N-N-连接：连接： 即糖链与肽链中天冬酰胺的即糖链与肽链中天冬酰胺的氨基氨基相连相连 O-O-连接：连接： 则是糖链与肽链中的丝氨酸或苏氨酸的则是糖链与肽链中的丝氨酸或苏氨酸的 羟基羟基相连相连 O-O-连接糖链较短连接糖链较短, ,约含约含4 4个