细胞生物学学第3章

1、细胞质膜细胞质膜(plasma membrane(plasma membrane）：）：第一节第一节 细胞质膜结构模型细胞质膜结构模型 围绕在细胞最外层的由脂质和蛋白质组成的生物膜。围绕在细胞最外层的由脂质和蛋白质组成的生物膜。生物膜生物膜(biomembrane(biomembrane) )： 细胞的所有膜结构的统称，包括细胞膜和细胞内膜细胞的所有膜结构的统称，包括细胞膜和细胞内膜系统。系统。一、生物膜的结构模型一、生物膜的结构模型1.1.磷脂双分子层：磷脂双分子层： 2.2.三明治模型：三明治模型：3.3.单位膜模型：单位膜模型： 5.5.脂筏模型脂筏模型：4.4.流动镶嵌模型：流动镶嵌模

2、型： 胆固醇胆固醇磷脂磷脂膜蛋白的非极性区膜蛋白的非极性区糖基链糖基链蛋白链蛋白链二、细胞膜的生化组成二、细胞膜的生化组成（一）膜脂（一）膜脂1. 1. 成分成分磷脂磷脂 糖脂糖脂 abo abo 胆固醇和其余脂类胆固醇和其余脂类 2. 2. 运动方式运动方式测向运动测向运动 自旋运动自旋运动摆尾运动摆尾运动 翻转运动翻转运动 (a)(a)磷脂分子团磷脂分子团 (b)(b)球形球形 (c)(c)平面平面 (d(d）疾病治疗的脂质体）疾病治疗的脂质体 类型：类型：3. 3. 脂质体：脂质体： 根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的人工膜。的

3、趋势而制备的人工膜。应用：应用：1.1.研究膜脂与膜蛋白及其生物学性质研究膜脂与膜蛋白及其生物学性质 2.2.基因转移基因转移 3.3.脂质体作为药物或酶等载体脂质体作为药物或酶等载体 （二）膜蛋白（二）膜蛋白 1. 类型：类型：2. 2. 整合膜蛋白与膜脂结合方式整合膜蛋白与膜脂结合方式 膜蛋白的跨膜结构域与脂双层分子的疏水膜蛋白的跨膜结构域与脂双层分子的疏水核心相互作用（范德华力）。核心相互作用（范德华力）。 膜蛋白结构域两端的带不同电荷膜蛋白结构域两端的带不同电荷aaaa与磷脂与磷脂 分子的极性头部形成分子的极性头部形成离子键离子键 。 某些膜蛋白在胞质侧的半胱氨酸残基插入某些膜蛋白在胞

4、质侧的半胱氨酸残基插入 脂双层之间脂双层之间共价共价结合脂肪酸分子结合脂肪酸分子(p90)(p90)。第二节细胞膜的基本特征及功能第二节细胞膜的基本特征及功能一、膜的流动性一、膜的流动性1.1.膜脂的流动膜脂的流动2. 2. 膜蛋白的流动膜蛋白的流动 光脱色恢复技术（光脱色恢复技术（）: : 二、膜的不对称性二、膜的不对称性1. 1. 膜质的不对称性膜质的不对称性2. 2. 膜蛋白的不对称性膜蛋白的不对称性 细胞质膜名称细胞质膜名称 6. 6. 参与形成细胞表面特化结构参与形成细胞表面特化结构三、细胞膜的功能三、细胞膜的功能1. 1. 为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境为细胞的生命活动提供相

5、对稳定的内环境 2. 2. 选择性的物质运输选择性的物质运输 3. 3. 细胞内外信号的跨膜传递细胞内外信号的跨膜传递4. 4. 为多种酶提供结合位点，进行能量转换为多种酶提供结合位点，进行能量转换 5. 5. 介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接；介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接； 第三节第三节 膜骨架膜骨架一、一、 膜骨架膜骨架 质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构，它参与维持质膜的形状并协助质膜完成多种生构，它参与维持质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。理功能。二二. . 红细胞生物学特性红细胞生物学特性血影蛋白、肌动蛋白、锚蛋白和

6、带血影蛋白、肌动蛋白、锚蛋白和带4.14.1蛋白蛋白 当细胞经低渗处理后，质膜破裂，同时释放出当细胞经低渗处理后，质膜破裂，同时释放出血红蛋白和其它胞内可溶性蛋白，这种红细胞仍然血红蛋白和其它胞内可溶性蛋白，这种红细胞仍然保持原来的形状和大小。保持原来的形状和大小。 1.1.血影血影：三、红细胞膜蛋白及膜骨架三、红细胞膜蛋白及膜骨架血型糖蛋白和带血型糖蛋白和带3 3蛋白蛋白 3.3.膜骨架蛋白：膜骨架蛋白：2.2.膜结合蛋白：膜结合蛋白：第二节第二节 细胞连接细胞连接 封闭连接封闭连接 (occluding junction) (occluding junction) 锚定连接锚定连接 (an

7、choring junction) (anchoring junction) 通讯连接通讯连接 (communicating junction) (communicating junction) 类型：类型：细胞连接：细胞连接： 相邻细胞通过细胞质膜相互联系、相互协调相邻细胞通过细胞质膜相互联系、相互协调的特异组织形式。的特异组织形式。一、封闭连接一、封闭连接1. 1. 紧密连接：紧密连接： 2. 2. 存在部位和结构特点：存在部位和结构特点：3. 3. 功能功能： 相邻细胞的质膜紧密地连接在一起阻止溶液中相邻细胞的质膜紧密地连接在一起阻止溶液中的分子沿细胞间隙渗入体内。的分子沿细胞间隙渗入体

8、内。 封闭作用、隔离作用和支持作用封闭作用、隔离作用和支持作用二、锚定连接二、锚定连接 上皮组织、心肌和子宫颈等组织中。上皮组织、心肌和子宫颈等组织中。 靠细胞膜黏着蛋白或整联蛋白、细胞内附着蛋靠细胞膜黏着蛋白或整联蛋白、细胞内附着蛋白和细胞骨架连接。白和细胞骨架连接。 通过细胞骨架系统将相邻两细胞或细胞与细胞通过细胞骨架系统将相邻两细胞或细胞与细胞外基质连接在一起。外基质连接在一起。1. 1. 概念概念2. 2. 分布与特点分布与特点3. 3. 类型类型粘着带：粘着带： 粘着斑：粘着斑： 与中间纤维相连的锚定连接与中间纤维相连的锚定连接 桥桥 粒：粒： 半桥粒：半桥粒： 与肌动蛋白纤维相连的

9、锚定连接与肌动蛋白纤维相连的锚定连接4. 4. 功能功能桥粒对组织起支持作用；并抵抗外界的压力和张力。桥粒对组织起支持作用；并抵抗外界的压力和张力。黏着带和黏着斑对细胞起附着和支持作用。黏着带和黏着斑对细胞起附着和支持作用。三、通讯连接三、通讯连接(communication junction)(communication junction) 间隙连接间隙连接 化学突触化学突触 胞间连丝胞间连丝 方式：方式：（一）（一）间隙连接间隙连接(gap junction)(gap junction) 由由6 6个相同或相似跨膜蛋白形成直径为个相同或相似跨膜蛋白形成直径为1.5nm1.5nm的通道的通道

10、 1. 1. 概念概念相邻细胞质膜间通过连接子形成一个间隙连接单位相邻细胞质膜间通过连接子形成一个间隙连接单位2. 2. 连接子连接子 3. 3. 功能：功能：（二）（二）胞间连丝胞间连丝 （三）（三）化学突触化学突触 四、细胞表面的粘连分子（四、细胞表面的粘连分子（camcam） 粘连分子均为整合膜蛋白，在胞内与细胞骨粘连分子均为整合膜蛋白，在胞内与细胞骨 架相连；架相连； 多数要依赖多数要依赖caca2+2+或或mgmg2+2+才起作用。才起作用。 1. 1. 概念概念 介导的细胞间或细胞与基质间连接的特定的介导的细胞间或细胞与基质间连接的特定的糖蛋白分子。糖蛋白分子。2. 2.特征特征3

11、. 3. 粘连分子类型粘连分子类型 钙粘素钙粘素（cadherinscadherins）: : 选择素选择素（selectinselectin）: : 免疫球蛋白超家族的免疫球蛋白超家族的cam :cam : 整合素整合素（integrinsintegrins）: :细胞外基质：细胞外基质： 胶原胶原 蛋白聚糖蛋白聚糖(proteoglycan(proteoglycan) ) 弹性蛋白弹性蛋白 粘着蛋白粘着蛋白(adhesive proteins)(adhesive proteins)类型类型 指分布于细胞外空间，由细胞分泌的蛋白和多糖指分布于细胞外空间，由细胞分泌的蛋白和多糖所形成的网络结构

12、，在细胞和组织间起连接作用。所形成的网络结构，在细胞和组织间起连接作用。第三节第三节 细胞外基质细胞外基质一、蛋白聚糖一、蛋白聚糖(proteoglycan(proteoglycan, pg), pg) 由由糖胺聚糖糖胺聚糖（gagsgags) )与与核心蛋白核心蛋白的丝氨酸残的丝氨酸残基共价连接形成的巨分子基共价连接形成的巨分子. .1. 1. 分布分布所有结缔组织和细胞外基质及许多细胞表面所有结缔组织和细胞外基质及许多细胞表面2. 2. 结构：结构：3. 3. 功能功能: :3. 3. 糖胺聚糖糖胺聚糖 g glycosaminoglycanslycosaminoglycans（gagsg

13、ags） 每条氨基聚糖链由重复的二糖单位构成的长链每条氨基聚糖链由重复的二糖单位构成的长链多糖多糖 . .二糖单位之一是氨基己糖二糖单位之一是氨基己糖( (氨基葡萄糖或氨氨基葡萄糖或氨基半乳糖基半乳糖) )和糖醛酸。和糖醛酸。 4. 4. 种类种类 4- 4-硫酸软骨素、硫酸软骨素、6-6-硫酸软骨素、肝素、硫酸硫酸软骨素、肝素、硫酸皮质素、硫酸乙酰肝素、透明质酸等皮质素、硫酸乙酰肝素、透明质酸等 二、胶原二、胶原(collagen)(collagen) 1. 1. 胶原类型及其分布胶原类型及其分布2. 2. 胶原纤维结构特征胶原纤维结构特征 胶原纤维的基本结构单位是原胶原胶原纤维的基本结构单

14、位是原胶原 原胶原是由三条肽链盘绕成的三股螺旋结构原胶原是由三条肽链盘绕成的三股螺旋结构 原胶原肽链具有原胶原肽链具有glygly-x-y-x-y重复序列，通常：重复序列，通常： x x：propro，y y：hypro or hylyshypro or hylys 在胶原纤维内部在胶原纤维内部, ,有分子内和分子间的交联。有分子内和分子间的交联。 3 3. 胶原的作用胶原的作用 细胞外细胞外基质骨架起刚性和抗张力基质骨架起刚性和抗张力作用作用; ; 胶原可被胶原酶特异降解，而参入胞外胶原可被胶原酶特异降解，而参入胞外 基质基质信号传递信号传递的调控网络中；的调控网络中； 在不同组织中，胶原组

15、装成不同的纤维在不同组织中，胶原组装成不同的纤维 形式形式, ,以适应特定功能的需要。以适应特定功能的需要。三、弹性蛋白三、弹性蛋白(elastin(elastin) ) 三、粘着蛋白三、粘着蛋白（一）（一）层粘连蛋白层粘连蛋白(laminin(laminin, ln), ln) 是高分子糖蛋白是高分子糖蛋白, ,动物胚胎及成体组织的基膜动物胚胎及成体组织的基膜(basal lamina)(basal lamina)的主要结构组分之一。的主要结构组分之一。 由一条重链和两条轻链通过二硫键相连而形成的由一条重链和两条轻链通过二硫键相连而形成的十字形分子结构。十字形分子结构。（二）纤粘连蛋白（二）纤粘连蛋白(fibronectin(fibronectin, fn), fn) arg-gly-asp arg-gly-a