第七生物膜(讲稿)精要.ppt

第七章 生物膜 第一节 生物膜的组成 第二节 生物膜的结构 第三节 生物膜的功能 第七章 生物膜 所有的细胞都以一层薄膜将它的内含物与外界环境分开。 另外，大多数细胞中还含有许多内膜系统，组成具有各种特定功能的亚细胞结构和细胞器。 例如: 线粒体、细胞核、内质网、溶酶体和叶绿体等。细胞膜以及各种细胞器的外膜通称为生物膜。 生物膜 一、生物膜的组成 主要由脂质（主要是磷脂和胆固醇）、 蛋白质（包括酶）和多糖类组成，水和金属离子等。 生物膜的组成，因膜的种类不同而有很大的差别。 （1）脂质 (Lipid) 脂质是构成生物膜最基本的结构物质 脂质包括磷脂（甘油磷脂、鞘氨醇磷脂）、胆固醇和糖脂等，其中以磷脂为主要成分。 膜脂 主要包括磷脂、糖脂和胆固醇，其中以磷脂含量最高，占整个膜脂的50％以上。 不同细胞脂质组成不同，即便是同一细胞生长发育的不同时期的膜组成也不同。 磷脂 甘油磷脂(phosphoglyceride) 鞘磷脂(sphingolipid) 结构特点： 亲水头部(hydrophilic head) ：由磷酸相连的取代基团(含氨碱或醇类)构成 疏水尾部(hydrophobic tail)：由脂肪酸链构成的。 在生物膜中磷脂的亲水头位于膜表面，而疏水尾位于膜内侧 卵磷脂和鞘磷脂的结构式 甘油磷脂 甘油磷脂是机体含量最多的一类磷脂，它除了构成生物膜外，还是胆汁和膜表面活性物质等的成分之一，并参与细胞膜对蛋白质的识别和信号传导。 一些重要的甘油磷脂 胆碱(choline) + 磷脂酸 ——→ 磷脂酰胆碱(phosphatidylcholine)又称卵磷脂(lecithin) 乙醇胺(ethanolamine) + 磷脂酸 ——→磷脂酰乙醇胺(phosphatidylethanolamine)又称脑磷脂(cephain) 丝氨酸(serine) + 磷脂酸 ——→ 磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserine) 甘油(glycerol) + 磷脂酸 ——→ 磷脂酰甘油(phosphatidylglycerol) 鞘磷脂(sphingolipid ) 不含甘油而含鞘氨醇(sphingosine ) X为磷酸胆碱称为鞘磷脂(sphingmyelin) X为糖基称为鞘糖脂(glycosphingolipid) 肌醇(inositol) + 磷脂酸 ——→ 磷脂酰肌醇(phosphatidylinositol） 磷脂分子可以形成的结构 糖脂（glycolipid） 糖脂是糖和脂质的复合体。 糖脂的含量占膜脂总量的5%以下，在神经细胞质膜上糖脂含量较高，占到5%～10%。 可分为两类：糖鞘氨酯和糖甘油酯。 糖鞘氨酯是由鞘氨醇、脂肪酸及糖类组成，分布较广，几乎所有动物细胞膜都有，特别是神经细胞含量丰富。糖甘油酯由甘油取代鞘氨醇，在植物和细菌中分布较多。 糖脂的结构 固醇（sterol） 又称甾醇，也是膜脂的组分。 动物膜的固醇主要是胆固醇（cholesterol） 植物细胞膜系统中胆固醇含量很低，常见的固醇是豆固醇（stigmasterol）和谷固醇（sitosterol）。 许多真菌和酵母菌的膜固醇以麦角固醇（ergosterol）为主 几种固醇的结构 （2）膜蛋白质 生物膜中含有多种不同的蛋白质，通常称为膜蛋白。 根据它们在膜上的定位情况，可以分为外周蛋白和内在蛋白。 膜蛋白具有重要的生物功能，是生物膜实施功能的基本场所。 外周蛋白peripheral protein 这类蛋白约占膜蛋白的20－30%，分布于双层脂膜的外表层，主要通过静电引力或范德华力与膜结合。 外周蛋白与膜的结合比较疏松，容易从膜上分离出来。 外周蛋白能溶解于水。 外周蛋白和膜内（嵌入）蛋白 外周蛋白与膜的连接是可逆的 许多外周蛋白通过与嵌入蛋白的亲水区域或膜脂的极性头部以静电作用或氢键结合到膜上，通过温度的改变或破坏静电或破坏氢键作用（如加入螯合剂、尿素、碳酸盐或改变pH）可被释放出来。 这些外周蛋白可作为膜结合酶的调节因子、或作为连接膜内蛋白与胞间结构的中介物、或一些膜蛋白的流动性。 内在蛋白integral protein 内在蛋白约占膜蛋白的70-80%，蛋白的部分或全部嵌在双层脂膜的疏水层中。 这类蛋白的特征是不溶于水，主要靠疏水键与膜脂相结合，而且不容易从膜中分离出来。 内在蛋白与双层脂膜疏水区接触部分，由于没有水分子的影响，多肽链内形成氢键趋向大大增加，因此，它们主要以?-螺旋和?-折叠形式存在，其中又以?-螺旋更普遍。 膜内（嵌入）蛋白与脂通过疏水作用维系在膜中 嵌入蛋白通常富含疏水氨基酸区域（可在中间段，也可