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第四章 细胞膜与细胞表面 第一节、细胞膜与细胞表面特化结构 第二节、细胞连接 第三节、细胞外被与细胞外基质 第一节 细胞膜与细胞表面特化结构 细胞膜：又称质膜，是指围绕在细胞最外层，由脂质、蛋白质和糖组成的生物膜。 真核细胞中围绕各种细胞器的膜，称为细胞内膜。 质膜和内膜在起源、结构和化学组成等方面具有相似性，故总称为生物膜（biomembrane）。生物膜是细胞进行生命活动的重要物质基础。 细胞内的膜系统，占90%以上 生物膜 细胞膜，只占不足10% 一、生物膜的基本组成成分 二、细胞膜的结构模型 三、细胞质膜的功能 四、膜骨架与细胞表面的特化结构 一、生物膜的基本组成成分 质膜主要由膜脂和膜蛋白组成，另外还有少量糖，主要以糖脂和糖蛋白的形式存在。膜脂是膜的基本骨架，膜蛋白是膜功能的主要体现者。动物细胞膜通常含有等量的脂类和蛋白质。 膜脂 膜蛋白 膜糖 细胞膜研究的主要材料 取材方便； 在机体中以单细胞悬液的形式存在； 在细胞中没有细胞内的膜系统。 膜脂 膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三种类型，这三种分子均为兼性分子。 脂质体 磷脂 磷脂是构成膜脂的基本成分，约占整个膜脂的50％以上。磷脂又可分为甘油磷脂和鞘磷脂。 磷脂分子的主要特征是： 具有一个极性头和两个非极性的尾（脂肪酸链），存在于线粒体内膜和某些细胞质膜上的心磷脂具有4个非极性尾部。 脂肪酸碳链为偶数，多数碳链由16，18或20个碳原子组成。 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。 鞘磷脂 鞘磷脂（Sphingomyelin，SM）在脑和神经细胞膜中特别丰富。以鞘胺醇（Sphingoine）为骨架，与一条脂肪酸链组成疏水尾部，亲水头部也含胆碱与磷酸结合。原核细胞、植物中没有鞘磷脂。 糖脂 糖脂是含糖而不含磷酸的脂类，含量约占脂总量的5％以下，在神经细胞膜上糖脂含量较高，约占5-10％。普遍存在于原核和真核细胞的细胞膜上。 糖脂也是两性分子，其结构与SM很相似，只是由一个或多个糖残基代替了磷脂酰胆碱而与鞘氨醇的羟基结合。 最简单的糖脂是半乳糖脑苷脂，在髓鞘的多层膜中含量丰富；变化最多、最复杂的糖脂是神经节苷脂，其头部包含一个或几个唾液酸和糖的残基。神经节苷脂是神经元质膜中具有特征性的成分，是一类膜上的受体，已知破伤风毒素、霍乱毒素、干扰素、促甲状腺素、绒毛膜促性腺激素和5-羟色胺等的受体就是不同的神经节苷脂。 胆固醇 主要存在真核细胞膜上，含量一般不超过膜脂的1/3，大多数植物细胞和细菌细胞质膜中没有胆固醇。 胆固醇在调节膜的流动性，增加膜的稳定性及降低水溶性物质的通透性等方面都起着重要的作用。 脂质体（liposome） 脂质体是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。 脂质体的类型 脂质体的应用 　研究膜脂与膜蛋白及其生物学性质； 　脂质体中裹入DNA可用于基因转移； 　在临床治疗中,脂质体作为药物或酶等载体。 脂质体的类型 膜蛋白 基本类型 内在膜蛋白与膜脂结合的方式 去垢剂(detergent) 确定膜蛋白方向的实验程序 胰酶消化法 外在(外周)膜蛋白 (extrinsic/peripheral membrane proteins ) 水溶性蛋白,靠离子键或其它弱键与膜表面的蛋白质分子或脂分子极性头部非共价结合，可用高盐和碱性pH条件分离。 内在（整合）膜蛋白 (intrinsic/ integral membrane proteins)  水不溶性蛋白，形成跨膜螺旋，与膜结合紧密，需用去垢剂使膜崩解后才可分离。 脂质锚定蛋白 　　（lipid-anchored proteins) 通过磷脂或脂肪酸锚定，共价结合。 脂锚定蛋白可以分为两类： 糖磷脂酰肌醇(glycophosphatidylinositol，GPI)连接的蛋白，通过短的寡糖与包埋在脂双层外叶中的GPI相连而被锚定在质膜的外侧，用磷脂酶C处理细胞，能释放出结合的蛋白。许多细胞表面的受体、酶、细胞粘附分子和引起羊瘙痒病的PrPC都是这类蛋白。 另一类脂锚定蛋白与插入质膜内小叶的长碳氢链结合。目前至少发现两种蛋白（Src和Ras）是通