生物膜及其功能

1、 A A 细胞膜细胞膜 B B 腔膜腔膜 C C 线粒体膜线粒体膜 D D 消化泡（次级溶酶体）消化泡（次级溶酶体） E E 内质网膜内质网膜 F F 分泌泡分泌泡 所有生物膜几乎都是由蛋白质和脂类两大物质组成。所有生物膜几乎都是由蛋白质和脂类两大物质组成。 尚含有少量糖、金属离子和水（尚含有少量糖、金属离子和水（15%-20%） 磷脂、少量糖脂和胆固醇的总称，其中以磷脂为主要成分磷脂、少量糖脂和胆固醇的总称，其中以磷脂为主要成分 1 1、甘油磷脂、甘油磷脂 2 2、鞘磷脂、鞘磷脂 3 3、糖脂、糖脂 4 4、胆固醇、胆固醇 化学组成化学组成 (CH3)3 N + CH2 CH2 O P O-

2、 O O CH2CHCH2 OO CCOO R1R2 极性端 非极性端 O OH CH2OH OOH OH CH2CH NH CHCH=CH OH (CH2)12CH3 神经鞘氨醇 半乳糖 （二）膜脂质的双亲性（二）膜脂质的双亲性 微团微团 双分子层双分子层 脂质体脂质体 外在蛋白外在蛋白 内在蛋白内在蛋白 跨膜蛋白跨膜蛋白 三、膜糖三、膜糖 分子摆动、旋转异构运动、旋转运动、侧向运动等分子摆动、旋转异构运动、旋转运动、侧向运动等 相对运动较慢相对运动较慢 侧向运动侧向运动 旋转扩散旋转扩散 流动镶嵌模型流动镶嵌模型 第三节第三节 物质的过膜运输物质的过膜运输 单向转运单向转运 （同向、异向）

3、（同向、异向） 协同转运协同转运 基本方式基本方式 一、小分子与离子的过膜转运一、小分子与离子的过膜转运 顺浓度梯度顺浓度梯度 不需要能量不需要能量 1)1)由高浓度向低浓度由高浓度向低浓度 2 2）不需要能量不需要能量 3 3）需通道蛋白或载体蛋白介导）需通道蛋白或载体蛋白介导 （三）主动运输（三）主动运输（active transport） 1 1）转运载体）转运载体 2 2）消耗能量）消耗能量 3 3）逆浓度梯度）逆浓度梯度 如：质子泵、钠如：质子泵、钠-钾泵、钙泵等钾泵、钙泵等 主动转运举例：主动转运举例： Na+-K+ ATPase Na+-K+ ATPase 是膜上的载体蛋白，称为

4、是膜上的载体蛋白，称为 Na-KNa-K泵或泵或 Na-K-ATPNa-K-ATP酶酶 由由2 22 2四个亚基组成四个亚基组成 Na-K-ATPNa-K-ATP酶有两种不同的构型酶有两种不同的构型 胞外高胞外高NaNa+ +, ,低低K+; K+; 胞内高胞内高K+,K+,低低Na+Na+ 作用机制： 二、大分子物质的过膜转运二、大分子物质的过膜转运 吞噬作用（吞噬作用（phagocytosis） 细胞内吞噬较细胞内吞噬较 大的固体颗粒大的固体颗粒 或分子复合物或分子复合物 如微生物、细如微生物、细 胞碎片等的过胞碎片等的过 程。程。 可饱和性可饱和性 受体的特点受体的特点 专一性专一性 可

5、逆性可逆性 高亲和性高亲和性 特定的作用模式特定的作用模式 二、二、G G蛋白偶联型受体系统蛋白偶联型受体系统 两种构象：两种构象： 非活化型：非活化型： GDP 活化型：活化型： GTP 分布极广，分布极广，参与细胞物质代谢的调节和基因转录的调控参与细胞物质代谢的调节和基因转录的调控 G G蛋白相偶联受体蛋白相偶联受体：一条肽链形成的过膜蛋白，有一条肽链形成的过膜蛋白，有7 7个个 跨膜跨膜-螺旋肽段往返于质膜的脂质双层中螺旋肽段往返于质膜的脂质双层中 即即cAMP-PKA途径：途径： 以靶细胞内以靶细胞内cAMPcAMP浓度浓度改变和激活改变和激活蛋白激酶蛋白激酶A A（protein p

6、rotein kinase A,PKAkinase A,PKA）为主要特征，是激素调节物质代谢的主为主要特征，是激素调节物质代谢的主 要途径要途径 功能：功能：1 调节物质代谢调节物质代谢 2 调控基因表达调控基因表达 ( (二二) )蛋白激酶蛋白激酶A(PKA)A(PKA)途径途径 配体与受体结合配体与受体结合 交换交换GTP/GDPGTP/GDP（G G蛋白活化）蛋白活化） 结合并激活结合并激活ACAC（腺苷酸环化酶）腺苷酸环化酶） 生成生成cAMPcAMP（第二信使）第二信使） 激活激活PKAPKA 发挥作用发挥作用 （三）蛋白激酶（三）蛋白激酶C(protein kinase CC(p

7、rotein kinase C，PKC)PKC)途径途径 即甘油二酯即甘油二酯(diglyceride(diglyceride，DG)DG)蛋白激酶蛋白激酶C C途径途径 甘油二酯甘油二酯(DG)(DG)是该途径的第二信使是该途径的第二信使 当激素与受体结合后经当激素与受体结合后经G G蛋白转导，激活磷脂酶蛋白转导，激活磷脂酶C C，由磷，由磷 脂酶脂酶C C将质膜上的磷脂酰肌醇二磷酸将质膜上的磷脂酰肌醇二磷酸(PIP(PIP2 2) )水解成三磷酸肌水解成三磷酸肌 醇醇(IP(IP3 3) )和和DGDG。 脂溶性的脂溶性的DGDG在膜上累积并使紧密结合在膜上的无活在膜上累积并使紧密结合在膜

8、上的无活 性性PKCPKC活化。活化。PKCPKC活化后使大量底物蛋白活化后使大量底物蛋白( (包括胰岛素、包括胰岛素、 肾上腺素等激素和神经递质在细胞膜上的受体，还肾上腺素等激素和神经递质在细胞膜上的受体，还 有糖原合成酶，有糖原合成酶，DNADNA甲基转移酶，甲基转移酶，NaNaK KATPATP酶和转铁蛋酶和转铁蛋 白等白等) )的丝氨酸或苏氨酸的羟基磷酸化。引起细胞内的生的丝氨酸或苏氨酸的羟基磷酸化。引起细胞内的生 理效应。理效应。 IPIP3 3和和CaCa2+ 2+都是它的第二信使 都是它的第二信使 IP IP3 3是水溶性的，在膜上水解生成后进入胞液内与内是水溶性的，在膜上水解生

9、成后进入胞液内与内 质网上的质网上的CaCa2+ 2+ 门控通道结合，促使内质网中的 门控通道结合，促使内质网中的CaCa2+ 2+ 释 释 人胞液中，胞内人胞液中，胞内CaCa2+ 2+ 水平的升高，使 水平的升高，使CaCa2+ 2+钙调蛋白依 钙调蛋白依 赖性蛋白激酶赖性蛋白激酶(CaM(CaM酶酶) )激活，而激活，而CaMCaM酶再激活腺苷酸环酶再激活腺苷酸环 化酶、化酶、 CaCa2+ 2+Mg Mg2+ 2+ATP ATP酶等，产生各种生理效应。酶等，产生各种生理效应。 IP IP3 3可以被磷酸酶水解去磷酸生成肌醇以终止其第可以被磷酸酶水解去磷酸生成肌醇以终止其第 二信使作用。

10、二信使作用。 糖蛋白，由一条或两条多肽糖蛋白，由一条或两条多肽 链构成，一个跨膜螺旋结构链构成，一个跨膜螺旋结构 三个区三个区 胞外区：配体识别和配体结合胞外区：配体识别和配体结合 跨膜区：高度疏水，一个跨膜区：高度疏水，一个-跨膜螺旋跨膜螺旋 胞内区：功能区胞内区：功能区 与细胞的增殖、分化、分裂及癌与细胞的增殖、分化、分裂及癌 变有关变有关 （二）受体（二）受体 （一）（一） 第三节第三节 物质的过膜运输物质的过膜运输 可饱和性可饱和性 受体的特点受体的特点 专一性专一性 可逆性可逆性 高亲和性高亲和性 特定的作用模式特定的作用模式 二、二、G G蛋白偶联型受体系统蛋白偶联型受体系统 两种

11、构象：两种构象： 非活化型：非活化型： GDP 活化型：活化型： GTP 分布极广，分布极广，参与细胞物质代谢的调节和基因转录的调控参与细胞物质代谢的调节和基因转录的调控 IPIP3 3和和CaCa2+ 2+都是它的第二信使 都是它的第二信使 IP IP3 3是水溶性的，在膜上水解生成后进入胞液内与内是水溶性的，在膜上水解生成后进入胞液内与内 质网上的质网上的CaCa2+ 2+ 门控通道结合，促使内质网中的 门控通道结合，促使内质网中的CaCa2+ 2+ 释 释 人胞液中，胞内人胞液中，胞内CaCa2+ 2+ 水平的升高，使 水平的升高，使CaCa2+ 2+钙调蛋白依 钙调蛋白依 赖性蛋白激酶赖性蛋白激酶(CaM(CaM酶酶) )激活，而激活，而CaMCaM酶再激活腺苷酸环酶再激活腺苷酸环 化酶、化酶、 CaCa2+ 2+Mg Mg2+ 2+ATP ATP酶等，产生各种生理效应。酶等，产生各种生理效应。 IP IP3 3可以被磷酸酶水解去磷酸生成肌醇以终止其第可以被磷酸酶水解去磷酸生成肌醇以终止其第 二信使作用