3细胞膜、细胞表面.ppt

第二次课 第五章 细胞膜 第一节 细胞膜的化学组成和分子结构 第十一章 细胞表面 第一节 细胞外被与胞质溶胶 第二节 细胞表面的特化结构 第五章 细胞膜第一节 细胞膜的化学组成和分子结构 细胞膜的化学组成 主要有脂类、蛋白质、糖类、水、无机盐和金属离子。 一、膜脂 膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三种类型 （一）磷脂：膜脂的基本成分（50％以上） ?分为二类: 甘油磷脂和鞘磷脂 ①具有一个极性头和两个非极性的尾(脂肪酸链) （心磷脂除外）； ②脂肪酸碳链碳原子为偶数,多数碳链由 16,18或20个组成； ③饱和脂肪酸(如软脂酸)及不饱和脂肪 酸(如油酸)； 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。 髓鞘的主要成分 (二) 糖脂 糖脂普遍存在于原核和真核细胞的质膜上（5％以下）,神经细胞糖脂含量较高； 糖脂是两性分子，其结构与鞘磷脂很相似，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。 （三）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，植物细胞膜中含量较少，其功能是提高双脂层的力学稳定性，调节双脂层流动性，降低水溶性物质的通透性。 （四）脂质体（liposome） 二、膜蛋白 ?基本类型 ?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内表面的蛋白质分子或脂分子极性头部非共价结合，易分离。 ?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（离子型去垢剂SDS，非离子型去垢剂Triton-X100）才能从膜上洗涤下来 ?内在膜蛋白与膜脂结合的方式 ?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。 ?跨膜结构域两端携带正电荷的氨基酸残基与磷脂分子带负电的极性头形成离子键，或带负电的氨基酸残基通过Ca2+、Mg2+等阳离子与带负电的磷脂极性头相互作用。 ?某些膜蛋白在细胞质基质一侧的半胱氨酸残基上共价结合脂肪酸分子,插入脂双层之间,进一步加强膜蛋白与脂双层的结合力,还有少数蛋白与糖脂共价结合。 ?脂质锚定蛋白（lipid-anchored proteins) 　　共价锚定磷脂或脂肪酸，分为两类： ?糖磷脂酰肌醇（GPI）连接的蛋白 用磷脂酶C（能识别含肌醇的磷脂）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。 二、单位膜模型 J. D. Robertson 1959 用超薄切片技术显示细胞膜暗-明-暗三层结构， 四、脂筏模型（lipid rafts model） K.Simons et al(1997): 富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域(称微区)。介于无序液体与液晶之间的动态结构。 在低温下为抗去垢剂膜（detergent-resistant membranes）。 一个蛋白质停泊的平台，与膜的信号转导、蛋白质分选均有密切的关系 细胞膜的特性 ?膜的流动性 ?膜的不对称性 一、膜的流动性 （一）膜脂的流动性 ? 脂肪酸链越短,不饱和程度越高,膜脂的流动性越大。 ?温度对膜脂的运动有明显的影响。 ?在动物细胞中，胆固醇对膜的流动性起重要的双向调节作用。 ?膜脂的5种热运动方式 ?烃链的旋转异构运动 ?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。 （二）膜蛋白的流动  主要有侧向扩散和旋转扩散两种运动方式。 （三）膜的流动性受多种因素影响 1.脂肪酸链的长度和不饱和程度 2.胆固醇与磷脂的比值 3.卵磷脂与鞘磷脂的比值 4.膜蛋白与膜脂分子的相互作用 （四）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。 如果流动性过高，又会造成膜的溶解。 二、膜的不对称性 （一）膜脂与糖脂的不对称性 糖脂仅存在于质膜的ES面，是完成其生理功能的结构基础 脂质双分子层中，各层所含的磷脂种类有明显不同。 （二）膜蛋白与糖蛋