第三章 细胞质膜第章 细胞质膜.doc

细胞质膜 知识要点： ? 1 、了解几种膜分子结构模型学说，并评价。 ? 2 、掌握膜结构的组成成分和组成方式。 ? 3 、理解质膜流动性和不对称性两大特点。 本章内容提要 ? 第一节 细胞质膜的结构模型 ? 一、生物膜的结构模型 ? 二、膜脂 ? 三、膜蛋白 ? 第二节 生物膜基本特征与功能 ? 一、膜的流动性 ? 二、膜的不对称性 ? 三、细胞质膜的基本功能 几个概念 细胞质膜—— 又称细胞膜，是指围绕在细胞最外层，由脂质、蛋白质和糖类组成的生物膜。 ? 内膜—— 形成各种细胞器的膜。 ? 生物膜—— 质膜和内膜的总称。 ? 细胞外被—— 也叫糖萼，由质膜表面寡糖链形成。 ? 细胞表面—— 细胞外被、质膜和表层胞质溶胶构成。 细胞膜的化学组成 脂类，占50％ ? 蛋白质，占40％ ? 其它： 糖类（2～10％)、 少量无机盐、水等。 ? 不同细胞间，脂类/蛋白质比例不同， 蛋白质比例越高，膜的功能越复杂。 细胞中有两种脂类： ? 极性脂质，有一个亲水的极性区和一个疏水的非极性区组成，既具有亲水性，又具有疏水性。 ? 非极性脂质，由脂肪酸与甘油酯化而形成的三酯，是一类疏水脂质。 细胞膜中的脂类，主要是极性脂质。 最简单的糖脂：半乳糖脑苷脂 最复杂多变的糖脂：神经节苷脂 细胞质膜的结构模型 1895, E. Overton发现凡是溶于脂肪的物质很容易透过植物的细胞膜，而不溶于脂肪的物质不易透过细胞膜，因此推测细胞膜由连续的脂类物质组成。 1925, E. Gorter和F. Grendel 用有机溶剂提取了人类红细胞质膜的脂类成分，将其铺展在水面，测出膜脂展开的面积二倍于细胞表面积，因而推测细胞膜由双层脂分子组成。 1935，H. Davson和J. Danielli发现质膜的表面张力比油－水界面的张力低得多，推测质膜中含有蛋白质成分，并提出“蛋白质－脂－蛋白质”的三明治式模型。 1954年提出了修正模型，认为膜上还具有贯穿脂双层的蛋白质通道，供亲水物质通过。 1959 年J.D. Robertson 利用电子显微镜技术对各种膜结构进行了详细研究，在电镜下膜显示暗-明-暗三层结构，它由厚约3.5nm的双层脂分子和内外表面各厚约2nm的蛋白质构成，总厚约7.5nm，并提出了单位膜模型。 1972，S.J. Singer 和 G. Nicolson 根据免疫荧光技术和冰冻蚀刻技术的研究结果，提出了 “流动镶嵌模型” ? 膜的流动性：膜蛋白和膜脂均可侧向运动； ? 膜蛋白分布的不对称性：有的镶在膜表面，有的嵌入或横跨脂双分子层 1988，Simon提出了“脂筏模型” —— 即在以甘油磷脂为主体的生物膜上，胆固醇、鞘磷脂等形成相对有序的脂相，如同漂浮在脂双层上的“脂筏”一样载着执行某些特定生物学功能的各种膜蛋白。 1988，Simon提出了“脂筏模型” —— 即在以甘油磷脂为主体的生物膜上，胆固醇、鞘磷脂等形成相对有序的脂相，如同漂浮在脂双层上的“脂筏”一样载着执行某些特定生物学功能的各种膜蛋白。 脂筏：是富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域。 ? 约70nm左右，是一种动态结构。 ? 就像一个蛋白质停泊的平台，与细胞信号转导、物质的跨膜运输及HIV等病原微生物侵染细胞过程有关。 目前认为的生物膜结构： ? 磷脂双分子层是组成生物膜的基本组织结构成分。 ? 蛋白分子以不同的方式镶嵌在脂双层分子中或结合在其表面，膜蛋白是赋予生物膜各自的特性与功能。 ? 生物膜可看成是蛋白质在双层脂分子中的二维溶液。 ? 生物膜处于不断的动态变化中。 膜脂 （一）成分 ? 膜脂主要包括甘油磷脂、鞘脂和固醇三类。 ? 1. 甘油磷脂 ? 约占膜脂的50％以上。 ? 主要特征： ? 一个极性头、两个非极性尾（脂肪酸链）。 ? 脂肪酸碳链为偶数，16，18或20个碳原子。 ? 常含有不饱和脂肪酸（如油酸）。 甘油磷脂：以甘油为骨架的磷脂类，在骨架上结合两个脂肪酸链和一个磷酸基团，胆碱、乙醇胺、丝氨酸或肌醇等分子通过磷酸基团连接到甘油分子上。 ? 磷脂酰乙醇胺（PE，脑磷脂） ? 磷脂酰丝氨酸（PS） ? 磷脂酰胆碱（ PC，卵磷脂） ? 磷脂酰