第三章细胞质膜课件.pptVIP

第一章 细胞膜与细胞表面特化结构 生物膜：细胞内的膜系统与细胞膜统称为生物膜。 细胞膜：指围绕在细胞最外层，由脂质和蛋白质组成的生物膜。 一、细胞膜的分子结构模型 3、 1925年，根据质膜的表面张力比油—水界面的张力低，提出“蛋白质—脂质—蛋白质”的三明治模型； 目前对细胞膜的认识： 1、具有极性头部和非极性尾部的磷脂分子在水相中具有自发形成封闭的膜系统，以疏水性非极性尾部相对，极性头部朝向水相。 2、蛋白质以不同的方式镶嵌在脂双层分子中或结合在其表面。 3、生物膜可看成是蛋白质在双层脂分子中的二维结构。 (二)膜脂的运动方式 膜脂有4种运动方式： ?沿膜平面的侧向运动（基本运动方式） ?脂分子围绕轴心的自旋运动； ?脂分子尾部的摆动； ?双层脂分子之间的翻转运动，发生频率较小，但在内质网膜上，新合成的磷脂分子翻转运动发生频率很高。 膜脂分子的运动 影响膜流动的因素主要来自膜本身的组分，遗传因子及环境因子等。包括： 1. 胆固醇：胆固醇的含量增加会降低膜的流动性。 2. 脂肪酸链的饱和度：脂肪酸链所含双键越多越不饱和，使膜流动性增加。 3. 脂肪酸链的链长：长链脂肪酸相变温度高，膜流动性降低。 4. 卵磷脂/鞘磷脂：该比例高则膜流动性增加，是因为鞘磷脂粘度高于卵磷脂。 5. 其他因素：膜蛋白和膜脂的结合方式、温度、酸碱度、离子强度等。 （三）脂质体 脂质体是根据磷脂分子可在水相中形成稳定的双层膜的趋势而制备的人工膜。 （三）去垢剂(detergent) 去垢剂是一端亲水、另一端疏水的两性小分子，是分离与研究膜蛋白的常用试剂。离子型去垢剂(SDS)和非离子型去垢剂（Triton X-100） （二）膜蛋白的流动 用抗鼠细胞膜蛋白的荧光抗体（显绿色荧光）和抗人细胞膜蛋白的荧光抗体（显红色荧光）分别标记小鼠和人的细胞表面，然后用灭活的仙台病毒处理使两种细胞融合，10分钟后，不同颜色的荧光在融合细胞表面开始扩散，40分钟后，已分辨不出融合细胞表面绿色荧光或红色荧光区域。 注：膜蛋白在脂双层二维溶液中的运动是自发的热运动； 有些细胞90%的膜蛋白是运动的，但只有30%的膜蛋白处于流动状态。 成斑现象：标记荧光聚集在细胞表面的某些部位。 成帽现象：标记荧光聚集在细胞的一端。 利用细胞融合技术观察蛋白质运动 膜流动性的生理意义 质膜的流动性是保证其正常功能的必要条件。当膜的流动性低于一定的阈值时，许多酶的活动和跨膜运输将停止，反之如果流动性过高，又会造成膜的溶解。 （三）光脱色恢复技术 磷脂在红细胞膜上的分布 第三节 膜骨架 膜骨架是质膜下纤维蛋白组成的网架结构；位于细胞质膜下约0.2μm厚的溶胶层。 作用：维持质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。 成熟的哺乳动物血红细胞没有核和内膜系统，是研究膜骨架的理想材料。 红细胞经低渗处理，细胞破裂释放出内容物，留下一个保持原形的空壳，称为血影（ghost）。 经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析，血影成分主要有： 血影蛋白：由结构相似的α链、β链组成异二聚体，两个二聚体头与头相接连形成四聚体。 锚蛋白（ankyrin）：与血影蛋白和带3蛋白的胞质部相连，将血影蛋白网络连接到质膜上。 带3蛋白：是阴离子载体，通过交换Cl－，使HCO 3 －进入红细胞。为二聚体，每个单体含929个氨基酸，跨膜12～１４次。 带4.1蛋白和肌动蛋白 血型糖蛋白：单次跨膜糖蛋白，约有131个氨基酸， N端在膜外侧，结合16条寡糖链；C-端在胞质面，链较短，与带4.1蛋白相连。血型糖蛋白与MN血型有关，其功能尚不明确。 红细胞膜骨架的构成： 血影蛋白四聚体游离端与短肌动蛋白纤维（约13~15单体）相连，形成血影蛋白网络。通过两个锚定点固定在质膜下方： 通过带4.1蛋白与血型糖蛋白连结； 通过锚蛋白与带3蛋白相连。 这一骨架系统赋与了红细胞质膜的刚性与韧性，得以几百万次地通过比它直径还小的微血管、动脉、静脉。 膜蛋白的跨膜结构域与脂双层分子的疏水核心的相互作用 内在膜蛋白与膜脂的结合方式： 1 、膜蛋白含约20个疏水氨基酸，以α螺旋单次或多次跨膜，其外部疏水侧链通过范德华力与脂双层分子相互作用。 ２、α螺旋外侧是非极性链，内侧是极性键，形成特异性分子的跨膜通道。 ３、形成β折叠片结构。 四、膜的流动性 （一）膜脂的流动性 膜脂的流动性主要由脂分子本身的性质决定的.影响侧向运动的因素： 脂分子本身的性质（脂肪酸链越短，不饱和程度越高，流动性越大）； 温度（各种膜脂具有不同的相变温度）：相变温度以上时，增加膜的