第四章 细胞质膜.pptVIP

第一节 细胞质膜的结构模型 ? 一、生物膜的结构模型 ? 二、膜脂 ? 三、膜蛋白 第二节 生物膜基本特征与功能 ? 一、膜的流动性 ? 二、膜的不对称性 ? 三、细胞质膜的基本功能 第三节 膜骨架 ? 一、膜骨架 ? 二、红细胞的生物膜特性 ? 三、红细胞质膜蛋白及膜骨架 细胞质膜：又称细胞膜，是指围绕在细胞最外层，由脂质和蛋白质组成的生物膜。 ? 质膜和内膜在起源、结构和化学组成的等方面具有相似性，故总称为生物膜。生物膜是细胞进行生命活动的重要物质基础。 第一节 细胞质膜的结构模型 一、质膜结构的研究历史 1. E. Overton 1895 发现凡是溶于脂肪的物质很容易透过植物的细胞膜，而不溶于脂肪的物质不易透过细胞膜，因此推测细胞膜由连续的脂类物质组成。 2. E. Gorter F. Grendel 1925 用有机溶剂提取了人的红细胞质膜的脂类成分，将其铺展在水面，测出膜脂展开的面积二倍于细胞表面积，因而推测细胞膜由双层脂分子组成。 3、J. Danielli H. Davson 1935 发现质膜的表面张力比油－水界面的张力低得多，推测膜中含有蛋白质。提出“蛋白质-脂质-蛋白质”的三明治式结构模型 4、 J. D. Robertson 1959年提出了修正模型—单位膜模型。 用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜照片，显示暗-明-暗三层结构，它由厚约3.5nm的双层脂分子和内外表面各厚约2nm的蛋白质构成，总厚约7.5nm。 5、S. J. Singer G. Nicolson 1972 根据免疫荧光技术、冰冻蚀刻技术的研究结果，提出了“流动镶嵌模型”。 ? 根据Fluid-mosaic model： 1.磷脂分子以疏水性尾部相对，极性头部朝向水相组成生物膜骨架； 2.蛋白质或嵌在双脂层表面，或嵌在其内部，或横跨整个双脂层，表现出分布的不对称性。 3.细胞膜由流动的双脂层和嵌在其中的蛋白质组成。 质膜主要由膜脂和膜蛋白组成，另外还有少量糖，主要以糖脂和糖蛋白的形式存在。膜脂是膜的基本骨架，膜蛋白是膜功能的主要体现者。动物细胞膜通常含有等量的脂类和蛋白质。 二、膜 脂 膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三种类型。 （一）、磷脂 是构成膜脂的基本成分，约占整个膜脂的50％以上。 磷脂分子的主要特征是： 1. 具有一个极性头和两个非极性的尾（脂肪酸链），线粒体内膜上的心磷脂具有4个非极性尾部。 2. 脂肪酸碳链为偶数，多数碳链由16，18或20个碳原子组成。 3. 常含有不饱和脂肪酸（如油酸）。 1、甘油磷脂 以甘油为骨架的磷脂类，在骨架上结合两个脂肪酸链一个磷酸基团，胆碱、乙醇胺、丝氨酸或肌醇等分子籍磷酸基团连接到脂分子上。主要类型有： ① 磷脂酰胆碱PC，旧称卵磷脂 ② 磷脂酰丝氨酸PS ③ 磷脂酰乙醇胺PE，旧称脑磷脂 ④ 磷脂酰肌醇PI ⑤ 双磷脂酰甘油, DPG，旧称心磷脂 2、鞘磷脂 ? 鞘磷脂（SM）在脑和神经细胞膜中特别丰富。以鞘胺醇为骨架，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、植物中没有鞘磷脂。 （二）、糖 脂 ?是含糖而不含磷酸的脂类，含量约占脂总量的5％以下，在神经细胞膜上糖脂含量较高，约占5-10％。 ?糖脂也是两性分子，其结构与SM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。 ?最简单的糖脂是半乳糖脑苷脂，在髓鞘的多层膜中含量丰富；变化最多、最复杂的糖脂是神经节苷脂，其头部包含一个或几个唾液酸和糖的残基。神经节苷脂是神经元质膜中具有特征性的成分。 （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。 在缺少胆固醇培养基中，不能合成胆固醇的突变细胞株很快发生自溶。 膜脂分子的运动方式 ? 侧向扩散运动：同一平面上相邻的脂分子交换位置。 ? 旋转运动：围绕与膜平面垂直的轴进行快速旋转。 ? 摆动运动：围绕与膜平面垂直的轴进行左右摆动。 ? 伸缩震荡运动：脂肪酸链进行伸缩震荡运动。 ? 翻转运动：膜脂分子从脂双层的一层翻转到另一层。 ? 旋转异构化运动：脂肪酸链围绕C-C键旋转。 （四）、脂质体 ? 是一种人工膜。 ? 在水中，搅动后磷脂形成双层脂分子的球形脂质体，直径25－1000nm不等。 ? 人工脂质体可用于： 1. 转基因 2. 制备的药物 3. 研究生物膜的特性 三、膜蛋白 ? 是膜功能的主要体现者。据估