《细胞膜的结构与功能》-精选课件(公开).ppt

第四章 细胞膜的结构与功能 内容提要 概念 第一节 细胞膜的化学组成 第二节 细胞膜的结构模型 第三节 细胞膜的特性 第四节 细胞膜与物质运输 第五节 细胞外被的识别功能 细胞膜：又称质膜（plasma membrane），位于细胞的最外层，为一层具有特殊结构和功能的较薄的膜,是细胞的主要组分之一，也是细胞生命体区别于非细胞生命体的只要特征之一。 细胞内膜：围绕各种细胞器的膜性结构，称为细胞内膜。与内膜对应，细胞膜称为外周膜。 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（biomembrane）。生物膜是细胞进行生命活动的重要物质基础。 样品经冰冻断裂处理后，细胞膜可从脂双层中央断开，各断面命名为：ES，细胞外表面（extrocytoplasmic surface）；EF，细胞外小页断面（extrocytoplasmic face）；PS，原生质表面（protoplasmic surface）；PF，原生质小页断面（protoplasmic face） 。 细胞膜的功能 为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境； 选择性的物质运输，包括代谢底物的输入与代谢产物的排出； 提供细胞识别位点，并完成细胞内外信息的跨膜传递； 为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效而有序地进行； 介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接； 参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。 参与细胞的免疫功能 第一节 细胞膜的化学组成 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。 一、膜脂 膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三种类型。 脂质体 （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： 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。 脂肪酸碳链为偶数，多数碳链由16，18或20个碳原子组成。 常含有不饱和脂肪酸（如油酸）。 Diphosphatidylglycerol 2. 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、植物中没有鞘磷脂。 （二）糖脂 （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 是膜功能的主要体现者。据估计核基因组编码的蛋白质中30%左右的为膜蛋白。 （一）膜蛋白的分类 （二）膜蛋白与膜脂的结合方式 （三）红细胞质膜的膜蛋白 （一）膜蛋白的分类 根据膜蛋白与脂分子的结合方式，可分为： 外周蛋白（peripheral protein） 整合蛋白（integral protein） 外周蛋白靠离子键或其它较弱的键与膜表面的蛋白质分子或脂分子的亲水部分结合，因此只要改变溶液的离子强度甚至提高温度就可以从膜上分离下来，这类蛋白质一般占膜蛋白的20％～30％。 整合蛋白为跨膜蛋白（tansmembrane proteins），是两性分子。与膜的结合非常紧密，只有用去垢剂才能从膜上洗涤下来，如离子型去垢剂SDS，非离子型去垢剂Triton-X100。 （二）膜蛋白与膜脂的结合方式 主要有单次跨膜、多次跨膜、β筒跨膜、形成跨膜复合物、共价结合、非共价结合等几种形式 （三）红细胞质膜的膜蛋白 膜骨架是细胞膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构。 作用：维持质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。 成熟的哺乳动物血红细胞没有核和内膜系统，是研究膜骨架的理想材料。 红细胞经低渗处理，细胞破裂释放出内容物，留下一个保持原形的空壳，称为血影（ghost）。 经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析，血影成分主要有： 血影蛋白：由结构相似的α链、β链组成异二聚体，两个二聚体头与头相接连形成四聚体。 锚蛋白（ankyrin）：与血影蛋白和带3蛋白的胞质部相连，将血影蛋白网络连接到质膜上。 带三蛋白：是阴离子载体，通过交换Cl－，使HCO 3 －进入红细胞。为二聚体，每个单体含929个氨基酸，跨膜12次。 血型糖蛋白：单次跨膜糖蛋白，约有131个氨基酸， N端在膜外侧，结合16条寡糖链；C-端在胞质面，链较短，与带4.1蛋白相连。血型糖蛋白与MN血型有关，其功能尚不明确。 红细胞膜骨架的构成： 血影蛋白四聚体游离端与短肌动蛋白纤维（约13~15单体）相连，形成血影蛋白网络。通过两个锚定点固定在质膜下方： 通过带4.1蛋白与血型糖蛋白连结； 通过锚蛋白与带3蛋白相连。 这一骨架系统赋与了红