第5章生命单元-细胞.ppt

细胞骨架蛋白 通过内在蛋白间接与膜连接，或直接与脂类分子极性头部结合 2、膜蛋白的功能 维持细胞的形态(机械支持) 物质运输 能量转换 信息传递 免疫 癌变 Singer 和Nicolson 1972 根据免疫荧光、冰冻蚀刻的研究结果，提出了“流动镶嵌模型”。 Fluid-mosaic model 5.2 细胞膜的组成与结构 5.2.2 生物膜的结构 5.2 细胞膜的组成与结构 5.2.2 生物膜的结构 生物化学 一、脂质双分子层是生物膜的最基本特征 二、质膜的流动镶嵌模型 5.2.2 生物膜的结构 生物膜骨架 整个双脂层，表现出分布的不对称性 流动的双脂层和嵌在其中的蛋白质 （一）质膜的流动性 膜脂和蛋白质的分子运动组成 1、膜脂分子的运动 ①侧向扩散运动；②旋转运动；③摆动运动 ④伸缩震荡运动；⑤翻转运动；⑥旋转异构化运动。 二、质膜的流动镶嵌模型 2、影响膜脂流动性的因素 胆固醇：使流动性保持适中 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。 脂肪酸链的链长：长链脂肪酸相变温度高，膜流动性降低。 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。 其他因素：温度、酸碱度、离子强度等。 （一）质膜的流动性 3、膜蛋白的分子运动 侧向扩散和旋转扩散两种运动方式。 检测：光脱色恢复技术和细胞融合技术。 4、膜流动性的生理意义 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。 （一）质膜的流动性 生物化学 利用细胞融合技术观察蛋白质运动 1970年Larry Frye等人将人和鼠的细胞膜用不同荧光抗体标记后，让两种细胞融合，杂种细胞一半发红色荧光、另一半发绿色荧光，放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布 （二）膜的不对称性 膜内外两层组分和功能的差异，称膜的不对称性。 样品经冰冻断裂处理后，各断面命名为：ES，细胞外表面；EF，细胞外小页断裂面；PS，原生质表面；PF，原生质小页断面。 二、质膜的流动镶嵌模型 生物化学 兔红细胞的冰冻断裂电镜照片 1．膜脂的不对称性：同一种脂分子在脂双层中呈不均匀分布，如：PC和SM主要分布在外小叶，PE和PS分布在内小叶。用磷脂酶处理完整的人类红细胞，80%的PC降解，PE和PS分别只有20%和10%的被降解。 2．复合糖的不对称性：糖脂和糖蛋白只分布于细胞膜的外表面。 3．膜蛋白的不对称性：如细胞色素C位于线粒体内膜M侧。 （二）膜的不对称性 （三）脂筏 lipid raft 是富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域。 约70nm左右，是一种动态结构，位于质膜的外小页。 介于无序液体与液晶之间，称为有序液体。 在低温下这些区域能抵抗非离子去垢剂的抽提，称为抗去垢剂膜（DRMs）。 就像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。 5.3 细胞膜的功能 5.3.1 生物膜的功能简介 生物化学 1、物质的转运 2、保护作用 3、能量转换 4、信息传递 5、细胞免疫 6、运动功能 5.3.1 生物膜的功能简介 生物化学 1、物质的转运 离子和小分子物质进出细胞膜的主要方式 自由扩散：又叫做被动运输，由高浓度一侧向低浓度一侧扩散，不需要载体，不消耗细胞内能量，例如：氧气、二氧化碳、甘油、乙醇等。 主动运输：由低浓度一侧向高浓度一侧装运。需载体协助，需要消耗细胞内的能量。例如：氨基酸、葡萄糖等。 5.3.1 生物膜的功能简介 生物化学 1、物质的转运 大分子物质进出细胞膜的主要方式 胞吞 胞吐 巨噬细胞表面的皱褶与吞噬颗粒物质有关 纤毛和鞭毛 6、运动功能 5.3 细胞膜的功能 5.3.2 膜蛋白与膜脂的相互作用 蛋白质在膜脂作用下结构与功能变化 生物化学 1. 发现多种蛋白与膜脂的作用：水溶性状态和膜结合状态，而发挥功能都与膜结合态有关 2. 发现膜脂可以诱导蛋白质发生寡聚结构的变化：大肠杆菌SecA蛋白与膜结合后可形成孔道状寡聚结构 。 3. 发现膜-水界面会“触发”蛋白质构象的变化。 4. 发现同一蛋白的膜结合态可呈现不同结构状态：构象 SecA 是一种大的外周膜蛋白质，利用与酸性磷脂和蛋白质SecY的亲和力与膜结合 5.4 细胞膜与疾病 生物化学 细胞膜与肿瘤 1、糖蛋白改变 2、糖脂改变：以糖鞘脂最为重要 3、表面降解酶的改变 4、出现新抗原 受体蛋白缺损与功能不全：Ⅰ型糖尿病 膜转运蛋白异常 重症肌无力症：出现乙酰胆碱受体抗体 肾性糖尿病：转运糖类的载体蛋白缺失 膜糖蛋白的丢失 膜糖蛋白糖链的变化 合成新的糖蛋白