生物物理学（第二部分）.ppt

生物物理学(第二部分);什么是生物物理学？; 生物物理学的定义是生物物理学领域几乎每一本教科书都难以回答的问题！ 要从物理科学与生物科学之间的关系来认识生物物理学！;生物物理学的核心是生物学！;生物物理学的基本思路是相互作用(interactions)！;G蛋白偶联受体对腺苷酸环化酶的激活途径示意图;G蛋白介导的跨膜信号传导;生物物理学(二)的研究对象;生物膜的基本结构特征;生物膜的主要功能;1.对生物膜结构的认识;对生物膜结构的认识;对生物膜结构的认识;对生物膜结构的认识;对生物膜结构的认识;对生物膜结构的认识;对生物膜结构的认识;;对生物膜结构的认识;;对生物膜结构的认识;caveolin;2.生物膜的基本组成;生物膜的基本组成;生物膜的基本组成 (一);生物膜的基本组成;生物膜的基本组成;生物膜的基本组成;细胞内膜系统：线粒体 ? 线粒体(mitochondria)是真核细胞的能量转换系统。线粒体具有高度特异化的两层膜结构，即外膜(outer membrane)和内膜(inner membrane)，其直径约1?m。 ? 线粒体外膜含有大量的孔道蛋白(porin), 它们穿越磷脂双分子层形成大的水溶性的通道。这些通道对于分子量小于10kd的分子是自由通透的。 ? 线粒体内膜以高度折叠的形式形成嵴(cristae)状结构，以增加总的内表面积。线粒体内膜蛋白质的含量很高，按重量计算，蛋白质约占70％，脂类约占30％。 内膜上的许多蛋白质是与其能量转换功能相关的，一组是呼吸链电子传递酶复合体，其功能是引导电子有序地从一个载体蛋白传递到另一个载体蛋白；另一组是ATP合成酶复合体，用于催化ATP的合成。;;细胞内膜系统：溶酶体 溶酶体(lysosome)是细胞内主要的消化系统，内含大量的酸性水解酶(包括磷酸酶、硫酸酶、酯酶、蛋白酶和糖苷酶等)，用于把多肽、多糖、多聚核苷酸、糖脂等水解成单体。 溶酶体内水解酶的最适pH值为5，这个低pH值微环境是由溶酶体膜上的质子ATP酶维持的。 待水解的生物大分子通过内吞小泡(endocytic compartent)进入溶酶体。 ?溶酶体酶在粗面内质网中合成，溶酶体在trans Golgi面形成。;细胞内膜系统: 内质网和高尔基体 ? 内质网和高尔基体(Golgi apparatus)的膜将细胞质与其围成的腔隔开。 ? 粗面内质网(rough endoplasmic reticulum)可能直接与核膜相连, 其细胞质面附着着大量的核糖体，是膜蛋白合成的场所。 ? 滑面内质网(smooth endoplasmic reticulum)则是合成膜脂的场所, 包括磷脂和胆固醇。滑面内质网与高尔基体的膜上都可以进行蛋白和脂的糖基化。 ? 高尔基体参与蛋白质和脂类的分选与定向运输。 ? 高尔基体还参与蛋白聚糖(proteoglycans)的合成, 参与这些反应的酶也主要集中于trans高尔基体的膜上。 ;细胞内膜系统: 膜囊泡 细胞内有许许多多的膜囊泡(membrane vesicle)，它们主要参与各种各样的运输过程。这些膜囊泡将蛋白和脂类运向细胞内的特定地点，同时，它们还是胞吐作用(exocytosis)和胞吞作用(endocytosis)的载体。;细胞内膜系统：核膜 ? 真核生物的遗传物质被核膜(nuclear membrane)所包围(细胞处于分裂时除外)。 ? 核膜由内膜与外膜组成。核膜的内外膜是连续的，这一点与线粒体的内外膜分离是不同的。内核膜上连接着染色质(chromatin)；外核膜表面结合着核糖体(ribosome)，而且其某些区域与内质网(endoplasmic reticulum)膜相连。 ? 核膜上面有核孔。核孔参与调节生物大分子在核基质与细胞质之间的运输。蛋白进入核内是ATP依赖性过程，而且还需要特定的氨基酸定位序列。核孔直径约７nm，允许直径9nm以下的分子自由通过, 说明核孔是有一定柔性的。 ;生物膜的基本组成;SDS polyacrylamide-gel electrophoresis the proteins in the human red blood cell membrane;Spectrin molecules from human red blood cells Each spectrin heterodimer consists of two antiparallel polypeptide chains.;Spectrin-based cytoskeleton on the cytoplasmic side of the human red blood cell membrane; 血影蛋白(spectrin)