第4章 细胞膜的分子结构和特性课件

1、第4章，质膜，1，PPT学习和交流，质膜是细胞最外层周围的一层非常薄的膜，也称为细胞膜，它主要由脂类和蛋白质组成。围绕各种细胞器的膜称为内膜。生物膜：质膜和内膜在来源、结构和化学成分上相似，称为生物膜。习惯上称细胞的所有膜结构为生物膜。2，PPT研究与交换，4.1质膜研究史，3，PPT研究与交换，液体镶嵌模型，辛格和尼科尔森1972，单位膜，“三夹板”模型，4，PPT研究与交换，细胞膜研究材料：血影：哺乳动物或人类成熟红细胞的细胞核和胞内细胞器消失，只有细胞膜包围一群原生质。经过低渗处理后，它会引起溶血，血红蛋白和无机盐从细胞中溢出，剩下的“空壳”称为血影。低渗治疗，5，PPT学习和交流，低渗

2、，漏血影，封闭血影，红细胞血影，破碎，6，PPT学习和交流，脂筏，脂筏):在质膜上有特殊的结构域，其中富含胆固醇和鞘磷脂。脂质紧密结合成一个单元，可以在质膜中松散排列的脂质中漂移，就像脂筏漂浮在脂质双层上一样。脂筏携带各种执行特定功能的膜蛋白。7、PPT研究和交换，4.2细胞膜的化学成分，占膜干重的3070%、2070%和10.8%，1)磷脂：二形态分子，占膜脂的50%以上。例如，磷脂酰胆碱(PC)磷脂酰丝氨酸(PS) 2)胆固醇：一种二形态分子，其含量小于1/3。羟基是极性头，糖脂：是一种双晶分子，在膜中含量较少。头部由糖残基组成，如：半乳糖脑苷脂和：型神经节苷脂。1.膜脂，9。PPT学习和

3、交流，分子特征：双极分子，磷脂酰胆碱，胆固醇，半乳糖脑苷脂，10。PPT学习和交流，膜脂双极在生物膜中脂质部分形成的意义是一个自组装过程，磷脂分子自发形成双层，11、PPT学习交流，膜脂是膜的基本骨架，而膜蛋白是膜功能的主要体现。12，PPT学习交换，膜蛋白，外膜蛋白(外周膜蛋白)，内膜蛋白(整合膜蛋白)，脂质锚蛋白，13型，PPT学习交换，冷冻蚀刻技术揭示的膜结构，14，PPT学习交换，1。外膜蛋白(外周膜蛋白)通过非共价键与其他膜蛋白相互作用或粘附在脂质上。分布在膜的内外表面。水溶性，易于分离和纯化。15、PPT学会沟通，通过共价连接的脂质分子插入膜的脂质双层，并位于脂质双层之外。结合模式

4、：一种是蛋白质直接结合到脂质双层，另一种是蛋白质不直接结合到脂质，而是通过糖分子间接结合到脂质。2。脂质锚蛋白，16，PPT研究和通讯，1)不同程度地包埋在脂质双层中，疏水区与脂质双层中脂质分子的疏水尾部相互作用，亲水区暴露在膜的一个或两个表面上。这些蛋白质是二型蛋白分子(跨越整个膜)。3。固有膜蛋白，17。PPT学习和交流；2)跨膜蛋白跨膜区一般呈螺旋状，有些是折叠的，可分为单跨膜和多跨膜。如孔蛋白。，18，PPT学习和通讯，疏水Aa侧链-绿色亲水Aa红色，由多个螺旋形成的跨膜亲水通道，亲水通道，跨膜螺旋，16串联折叠形成跨膜亲水通道，细菌孔蛋白三维结构，19，PPT学习和通讯，两种常用去污

5、剂)SDS(十二烷基硫酸钠)Triton X-100，是一个亲水端和另一个疏水端的两性小脂质分子。20.PPT学习和交流，去污剂的疏水端与膜蛋白的疏水区结合，极性端指向水，形成溶解在水中的去污剂-膜蛋白复合物。因此，膜蛋白在水中被溶解、变性和沉淀，去污剂-膜蛋白复合物在水中被溶解，去污剂-脂质复合物在水中被溶解，去污剂单体、21、PPT学习和交流，小的跨膜蛋白质被去污剂分离，这是膜蛋白研究的重要手段。用该方法研究了钠钾三磷酸腺苷酶在细胞膜上的功能。22，PPT学习和交流，蛋白质：是膜功能的主要体现。如果膜上有少量蛋白质，膜的功能相对简单，如：线粒体内膜：蛋白质/脂质=3.2电子传递，神经髓鞘膜

6、：蛋白质/脂质=0.23能量转换主要起绝缘作用。23，PPT学习和通讯，1)转运蛋白：细胞内外转运蛋白2)连接蛋白：细胞间连接和支持连接3)受体：信号转导4)酶：催化细胞各部分的化学反应，膜蛋白的功能，24，PPT学习和通讯，25，PPT学习和通讯，1)存在方式：主要由与膜脂和膜蛋白的共价键形成1。糖脂：寡糖与脂质2共价结合。糖蛋白：寡糖或多糖侧链与膜蛋白N-糖基化(天冬酰胺)O-糖基化(丝氨酸或苏氨酸)结合；3.膜糖类，26，PPT学习和通讯，细胞表面覆盖有糖类(糖被或糖萼):细胞表面有一层多糖物质。27，PPT学习和交流，真核生物细胞膜上几乎所有的蛋白质都是糖蛋白。在动物细胞中，糖蛋白是糖

7、萼的主要成分，而在植物细胞中，糖脂是主要的膜涂层。28，PPT学会交流，凝集素是一种能与糖类特异性结合并能凝集细胞的蛋白质。凝集素能结合细胞表面的糖蛋白、蛋白多糖和糖脂，不同的凝集素识别不同的糖基特异性序列并具有特异性结合，因此凝集素被用于定位和分离各种含糖细胞膜分子。FITC标记的凝集素可直接结合组织细胞中的糖基，从而显示糖基的位置，可用于检测组织细胞中的糖成分，阳性部分为黄绿色荧光。29，PPT学习和交流，液体镶嵌模型结构，(1)脂双层构成细胞膜的连续体，它既有固体分子排列的顺序又有液体的流动性，(2)膜中的球形蛋白分子以各种形式与脂双层结合。蛋白质分子的非极性部分嵌入脂双层的疏水区，极性

8、部分暴露在膜表面。(3)该模型强调膜的不对称性和流动性，4.3细胞膜的特性，30，PPT学习和交流，1。膜脂分布的不对称性，外层含有鞘磷脂和磷脂酰胆碱(卵磷脂)，内层含有磷脂酰乙醇胺，磷脂酰丝氨酸在非细胞质侧含有更多的糖脂。(1)膜不对称，31。PPT学习和交流时，膜蛋白可以不同程度地分布在膜的内外表面或嵌入膜中。不对称分布。一般来说，细胞质表面的蛋白质比外表面少，一些酶和受体主要在外表面。2。膜蛋白的不对称性，32。PPT学习和交流，3。膜糖、糖脂和糖蛋白的不对称性：寡糖侧链仅分布在细胞膜和内膜系统的非细胞质表面。细胞膜：细胞外的内膜系统：内膜腔，33，PPT学习与交流，1。膜脂的分子运动：

9、-横向运动：脂分子与膜上同一层的相邻分子交换位置-自旋运动：膜脂质分子围绕垂直于膜平面的轴旋转。106-109次/s-左右摆动：膜脂质分子围绕垂直于膜平面的轴左右摆动。翻转运动：膜脂分子从一层脂双层运动到另一层。这很少发生。(2)膜流动性，侧向运动，新合成磷脂，一侧增多，弯曲，两侧平衡，鳍状突起功能，34，PPT学习交换，人-小鼠细胞融合实验，2。膜蛋白分子运动，35，PPT学习交换，荧光漂白恢复实验：荧光素和绿色荧光蛋白与蛋白质或脂质的偶联。36岁，PPT学习和交流；(3)影响膜流动性、温度、胆固醇含量、脂肪酸链长度、饱和卵磷脂与鞘磷脂比例的因素；37、PPT研究与通讯，相变温度：在生理条件

10、下，膜脂大多是假液体。当温度下降到某一点时，它就会变成晶体。在一定温度下，晶态可以熔化并转变成液晶态，这个临界温度称为相变温度。相变：膜脂状态在不同温度下的变化称为相变。不同的膜脂因其组成不同而有其自身的相变温度。(1)温度，(1)影响膜脂流动性的因素，38) PPT学习和通讯，胆固醇可以调节膜流动性a。由于胆固醇分子的羟基接近磷脂分子的极性头基，其片状类固醇环与最接近极性头的脂肪酸链区相互作用，增加膜的稳定性。剩余部分可以弯曲，其疏水尾与磷脂脂肪酸链相互作用，防止脂肪链相互凝集，从而保持细胞膜的流动性。低于相变温度时，可增加膜脂的流动性，高于相变温度时，限制膜脂的流动性。胆固醇是膜结构中的“

11、塑料分子”。(2)胆固醇含量，39，PPT学习和交流，脂肪酸不饱和程度的增加表明有更多的双键，并且双键容易弯曲，这使得磷脂尾部难以接近，从而保持了膜的流动性。如果脂肪酸链较长，会增加脂质分子尾部之间的相互作用，降低膜的流动性，而短链则会削弱这种相互作用，增加膜的流动性。(3)脂肪酸链的长度和饱和度，40，PPT学习交换，(4)卵磷脂与鞘磷脂的比率，卵磷脂：高度不饱和度，短链，卵磷脂与鞘磷脂的比率高，对膜的流动性大，膜的流动性随比率降低而降低。41，PPT学习和交流，(1)蛋白质的聚集限制了蛋白质的运动，(2)当蛋白质被限制在由特定脂质组成的区域时，蛋白质几乎是不动的，(3)当蛋白质与周围的蛋白质偶联时，蛋白质分子的运动受到限制，以及(4)当蛋白质与细胞骨架成分相互作用时，蛋白质分子的运动受到限制。2。影响膜蛋白流动性的因素。PPT学习和交流，限制膜蛋白运动的因素，43。PPT学习和交流，细胞外基质对内在蛋白质运动的影响，44。PPT学习和交流