8_脂和生物膜2_15950933解读.ppt

作为发色团，与视紫红〔质〕一样都含1分子的视黄醛，因其化学性质与视紫红〔质〕相似，所以称为细菌视紫红质。发色团的视黄醛，在明处为全反式型（明适应型），在暗处为全反式型和13－顺式型1∶1混合存在（暗适应型）。明适应型细菌视紫红质在光的激发下，与视紫红质不同，在一般温度下并不褪色，经过几个中间体再回到原来的全反式型，反复进行同样的光反应循环。伴随光反应循环的进行，氢离子穿越膜向一个方向运输。结果在封闭的膜系统形成穿越膜的氢离子浓度梯度，利用这个浓度梯度ATPase将ADP和磷酸合成ATP。盐生盐杆菌在厌氧条件下根据上述机制，利用光能产生ATP。 * * 生物体在不同温度下如何保持 其膜流动性的相对稳定？ 膜蛋白在脂双层中的侧向扩散的实验证明 用特异抗人细胞膜上的蛋白的抗体标记人细胞，用特异抗小鼠细胞膜上的蛋白的抗体标记小鼠细胞。抗人抗体和抗鼠抗体分别标记不同颜色的荧光。 进行小鼠细胞和人细胞融合实验。通过免疫荧光显微镜观察两种标记的细胞融合后细胞膜上膜蛋白是否在脂双层中移动。 开始两种标记颜色并没有混合，大约在融合后40分钟，观察到细胞表面出现颜色混合，说明膜蛋白快速地在脂双层中扩散了。 人工诱导细胞融合 膜蛋白 侧向扩散 人细胞 鼠细胞 光漂白荧光恢复技术测量膜蛋白扩散速度 首先将培养细胞的内在膜蛋白荧光标记，然后将标记的细胞在显微镜下用强荧光脉冲束照射被固定的细胞的某一部分，处于这部分的荧光分子会发生不可逆的漂白，结果在该照射部分留下了一个漂白的空斑。 光漂白荧光恢复技术测量膜蛋白扩散速度 被漂白分子扩散出漂白区，而周围未受激光照射的荧光分子扩散进入漂白区，漂白区荧光恢复。荧光恢复速率取决于荧光标记膜蛋白的扩散速率。 证明膜蛋白能够侧向运动，也提供了一个直接测量膜蛋白的扩散速率的方法。 某些膜蛋白的移动受到一定的限制 红细胞的外周蛋白主要位于红细胞膜的表面，并编织成纤维状的骨架结构,以维持红细胞的形态,限制膜整合蛋白的移动。 生物膜的分离 通过差速离心可以将质膜和胞内膜与各种细胞器分开。 细胞通过匀浆或超声破碎， 可以将质膜和内质网膜以及高尔基体膜缩成直径不到0.5μm的封闭泡。每种膜的密度不同，可以通过庶糖密度梯度离心将不同的膜分开。 差速离心 庶糖密度梯度离心 生物膜是一个双层脂质结构 红细胞 的质膜 红细胞不含有核或其他的内部细胞器，红细胞是质膜的最便利的来源 。在低渗溶液中裂解，通过洗涤将胞质蛋白除去， 可以获得大量的无其他细胞污染的质膜(称为红细胞“血影）。 溶质的跨膜运动 一些疏水的、小的非极性分子可以自由地扩散通过细胞膜，但是对大多数带电的和极性的分子来说，脂双层是几乎不可逾越的壁垒，这些物质进出质膜必须要通过膜的一些转运途径来完成，主要有被动转运和需要能量支持的主动转运，二者需转运蛋白协助完成。 单向转运 S1和S2同向转运 S1和S2反向转运 转运蛋白对转运的分子是特异的，最简单的一类转运蛋白只携带一种类型的溶质跨膜转运，称为单向转运。许多转运蛋白可进行两种溶质的协同转运，即两种溶质同向转运或反向转运。 8.9 跨膜转运 1、被动转运（简单扩散+易化扩散） 易化扩散：利用载体，特定的小分子或离子从高浓度流向低浓度。小分子和离子的跨膜转运借助于膜孔蛋白和通道蛋白、载体蛋白以及离子载体。 （1）通道蛋白和膜孔蛋白 通道蛋白和膜孔蛋白是带有中央亲水通道的跨膜蛋白。 术语膜孔蛋白常用于细菌；术语通道蛋白常用于动物，通道蛋白对某些离子高度特异。 大小、电荷和几何形状都合适的溶质可以沿着由高到低的浓度梯度经通道快速地扩散。 革兰氏阴性菌的外膜富含膜孔蛋白，能够使细胞外的离子和许多小的极性溶质进入细胞内。研究表明，膜孔蛋白或是单体，或是由相同亚基组成的三聚体，每个亚基由16～18股反向平行β-折叠片构成一个反平行β-桶，桶中间为一个小的极性溶质可通行的通道。  动物中有许多通道蛋白，对某些离子具有高度特异性。某些通道连续开放，而另外一些则有“门”，响应某些刺激或开或关。这类通道蛋白主要有两种： 配体-门（ligand-gated)离子通道：其开关是响应一个特殊的化学信号。 电压-门（voltage-gated) 离子通道：其开关是响应膜的电特性的变化。 应力-门（stretch-gated）通道：响应膜内的张力或膨胀压的变化 乙酰胆碱受体：配体-门离子通道 释放的乙酰胆碱与受体结合，打开离子通道 突触囊泡 （a）在静止状态，通道关闭，后突触神经元的外侧带有