第五章 生物膜的結构与功能.pptVIP

第五章 生物膜的结构与功能 目的与要求：通过本章学习，要求掌握生物膜的结构特点和功能。生物膜在生命活动中的功能是多方面的，其主要功能是：物质运输功能，能量转换功能和信号转导功能。 生物膜的结构与功能 第一节 生物膜的组成和性质 第二节 生物膜的结构和特点 第三节 生物膜的功能 第一节 生物膜的组成和性质 一、膜脂 种类：磷脂、胆固醇、糖脂 特点：多态性（polymorphism） 二、膜蛋白 外周蛋白、内在蛋白 三、糖类 — 细胞表面天线 第二节 生物膜的结构和特点 一、生物膜中分子间的作用力 静电力、疏水作用、范德华引力 二、生物膜结构的主要特征 膜组分的不对称分布、膜脂和膜蛋白的流动性 三、生物膜分子结构模型 “流体镶嵌”模型 第三节 生物膜的功能 一、生物膜与物质运送 二、生物膜与能量转换 三、生物膜与信号转导 甘油磷脂结构 磷脂酰肌醇(Phosphatidylinositol ) X= 双磷脂酰甘油(Diphosphatidylglycerol ) X= 鞘氨醇、神经磷脂和鞘磷脂结构 胆固醇结构 胆固醇(Cholesterol ) 神经节苷脂的结构 D-半乳糖 GM1 GM2 GM3 N-乙酰-D-半乳糖 D-半乳糖 D-葡萄糖 N-乙酰神经氨酸 硬脂酸 鞘氨醇 磷脂分子在水溶液中存在的几种结构形式 双层微囊 水 空气 微团 单体 单层 磷脂类的双层结构和六角形相H1、H2 双层结构（Bilyer） 六角形相?(Hexagonal ?) H2 H1 六角形相?(Hexagonal ?) 生物膜膜周边蛋白、膜内在蛋白示意图 a . b . c . —膜周边蛋白 ， d .e .—膜内在蛋白 膜蛋白与膜脂双脂层结合的主要形式 血影蛋白(Sectrin) 膜脂双层 膜脂双层 红细胞膜血型蛋白跨膜部分氨基酸序列 红细胞膜骨架各组分与质膜连接示意图 肌动蛋白 (Actin) 蛋白质4.1 (Protein4.1) 血影蛋白(Sectrin) 带3蛋白(Band 3) 糖蛋白 (Ankyrin) 血型蛋白(Glycophorin) 糖链 低聚寡糖链 跨膜糖蛋白 脂双层 糖被 糖残基 唾液酸 糖脂 细胞外壳（糖萼）示意图 膜脂（磷脂、糖脂、胆固醇） SingerNicolson流体镶嵌模型 人红细胞膜主要磷脂在膜内、外两层的分布 占总量的百分比 50 25 50 25 外层 内层 膜脂总量 鞘磷脂 磷脂酰胆碱 磷脂酰丝氨酸 磷脂酰乙醇胺 膜脂的相变 变相温度（Tc） 凝胶态 液晶态 TTc TTc 磷脂分子运动的几种方式 通过细胞膜融合证明膜蛋白运动示意图 Na+-K+- ATPase的体外重建 Na+-K+-ATPase 去污剂微囊 脂-去污剂微囊 增溶的膜蛋白 去污剂微囊 外加的磷脂 透析 纯化的膜蛋白 Na+-K+-ATPase在脂质体上重建 纯化 生物膜与物质跨膜运输 1、被动运输与主动运输 2、小分子物质的运送 3、生物大分子的跨膜运送 4、跨膜运送的分子机制 2．小分子物质的运送 （1）阳离子运送（例：Na+ . K+ - ATPase） ? K.whittam及其同事的经典实验 ? Na+ . K+ - ATPase的结构和作用的机理 　　 （2）糖和氨基酸的运送 　 ?协同运送（co-transport） ? 基团运送（group transport) 3、生物大分子的跨膜运送  （1）胞吐和内吞作用 （2）新生蛋白质的跨膜定向运送 ?蛋白质通过信号肽引导到目的地 信号肽(signal sequence) 信号肽假说(signal hypothesis) ?线粒体及叶绿体蛋白质的翻译后跨膜运送 线粒体蛋白质的跨膜运送图例 4、跨膜运送的分子机制  1、移动性载体模型 2、孔道或通道模型 3、构象变化假说 两种类型门控离子通道 被动运输和主动运输示意图 （?G 0） （ ? G 0） 被动运送（Passive transport） 物质从高浓度一侧通过膜运送到低浓度一侧，即顺浓度梯度的方向跨膜运送的过程称被动运输 。在该过程中△G0。 主动运送（Actic transport） 凡物质逆浓度梯度的运送称主动运送，这一过程进行需供给能量。 △G =2.3RT log(C2/C1) + ZF△V0 主动运输的特点： 专一性；饱和性