第四章 (2) 生物膜.ppt

1、第四章（2） 生物膜与细胞器,1、生物膜的组成和性质 2、生物膜的分子结构,生物膜,生物膜的化学组成,生物膜：细胞的外周膜+内膜系统 为生物大分子有序反应和整个细胞的“区域化”提供了结构基础 生物膜：蛋白质+脂质+多糖+水+金属离子等 一般功能复杂和多样的膜，蛋白质所占比例较大，膜结构简单则膜蛋白的种类和含量低,膜的化学组成,膜脂（主要为磷脂） 磷脂：主要为磷酸甘油二酯和鞘磷脂 为两亲分子，决定了它们在生物膜中的双分子排列； 分子中脂肪酸碳链的长度及不饱和程度与生物膜的流动性有关 胆固醇：对生物膜中脂类的物理状态“调节”，在相变温度之上，降低膜的流动性；在相变温度下，防止磷脂的有序排列，防止向

2、凝胶态转化，保持流动性 糖脂：大多为鞘氨醇的衍生物，非对称分布 分布在细胞外侧的单分子层，暴露在膜表面,膜脂,膜脂的分布 不对称 导致膜两层电荷数量及流动性的差异 多样性 单层 微团和双层微囊 六角形相I和六角形相 生物膜一般情况下呈现脂双层结构，但在某些生理条件下出现非脂双层结构,膜脂的多样性,膜蛋白,膜蛋白 外周蛋白（2030%）：分布在膜的双层表面，通过静电力或范氏力与膜结合 内嵌蛋白（7080%）：不易分离，疏水效应与膜脂结合 以单一螺旋跨膜 以多段螺旋跨膜 以蛋白质分子末端片段插膜 通过共价键结合的脂膜,内嵌蛋白,膜蛋白,跨膜蛋白,膜糖类,主要以糖蛋白和糖脂形式存在(10%) 糖类主

3、要为中性糖、氨基糖和唾液酸 与细胞的抗原结构、受体、细胞免疫、细胞识别、血型及细胞癌变有关,生物膜中分子间作用力,1. 静电力 在膜两侧的脂质与蛋白质的亲水极性基团通过静电力的相互吸引可形成很稳定的结构 膜中疏水区的介电常数较低，它可使蛋白质分子的极性部分之间形成强烈的静电力 2. 疏水作用 对维持膜结构起主要作用（蛋白质具有非极性的氨基酸侧链，脂双层的疏水脂酰链） 3. 范氏力,生物膜结构的几个特征,1. 膜组分不对称分布 关系膜蛋白的定向分布和功能 构成膜的脂质、蛋白质和糖类在膜两侧分布不对称 导致膜两侧电荷数量、流动性有差异 2. 流动性 膜脂的流动性 凝胶态 液晶态 膜蛋白的流动性,膜

4、脂的运动方式,磷脂分子在膜内做侧向扩散或侧向移动 在脂双层中作翻转运动 磷脂烃链围绕C-C键旋转而导致异构化运动（低温以全反式为主，温度，偏转型，流动性） 磷脂分子围绕与膜平面垂直的轴左右摆动 磷脂分子围绕与膜平面相垂直的轴做旋转运动,膜蛋白的流动性,侧向扩散 旋转扩散 膜蛋白只进行旋转而不能改变相对定位进行翻转运动 膜内在蛋白质的旋转扩散受到周围脂质及微环境的影响 膜蛋白的旋转扩散侧向扩散膜脂的侧向扩散,生物膜分子结构模型,脂双层模型 三夹板模型（Danielli & Davson） 单位膜模型 流动镶嵌模型,膜的结构（流动镶嵌模型：1972,S.J.Singer & G. Nicolson）,1. 膜的基质为极性脂质双分子层； 2. 具有流动性（脂肪酸） 3. 内嵌蛋白的疏水氨基酸使之溶解于双分子层的疏水部分； 4. 外周蛋白通过静电吸引或范氏力与双分子层的极