细胞膜的结构和功能课件.ppt

细胞膜的结构和功能

(第四、五、六章);生物膜;示单位膜“两暗夹一明〞的结构;生物膜功能总结

区间化、物质交换、信息传递、细胞间的相互作用、能量转换、机械强度、绝缘、细胞运动等。;主要有脂类、蛋白质、糖、水、无机盐、金属离子等。;;一、膜脂(membranelipid);;鞘氨醇;胆固醇;;◆膜脂的结构特点：兼性分子(双亲媒性分子);(a)水溶液中的磷脂分子团

(b)球形脂质体;脂质体〔Liposomes〕〔p62〕

脂质体是人工脂双层膜形成的圆球状膜泡，借助不同的制备方法可以制备不同结构的脂质体。在膜研究中，膜蛋白可以插入脂质体，使对于它们的功能研究能在比天然膜简单得多的环境下进行。脂质体可以作为DNA或各种药物的载体，即将DNA或药物包装于脂质体的囊泡中，再运载到体内的靶细胞。例如，囊肿纤维化〔cysticfibrosisCF〕是一种粘液分泌异常的疾病，特别常见于呼吸道，形成非常浓和粘稠的粘液，很难由肺经气道排出，该病的分子根底是肺泡上皮细胞外表囊肿纤维化跨膜传导调控因子〔cysticfibrosistransmembraneconductanceregulatorCFTR〕的氯离子通道蛋白基因发生突变，造成CFTR氯离子通道缺乏或活性很低。带治疗用的“目的〞基因的载体药物易于通过呼吸而到达靶细胞。脂质体就是一种很好的载体，当包装有编码正常CFTR基因的DNA脂质体，吸入气道和肺泡时，脂质体和上皮细胞质膜融合而把其中的DNA输运至有基因缺乏的上皮细胞内。脂质体作为药物特别是基因药物运送载体有其长处，如高的目的基因运载率；被包装于内的DNA可以防止被核酸酶降解；通过同时引入靶向“引航〞分子〔特异性抗体分子或其它细胞受体的特异配体分子〕，可以提高脂质体的靶向特异性和与靶细胞反响的有效率，脂质体具有较低的细胞毒性。;二、膜蛋白〔membraneprotein〕

其种类、含量决定膜的功能。按照与膜的结合关系分成三类：

〔一〕膜整合蛋白〔integralmembraneprotein〕

内在蛋白、镶嵌蛋白、跨膜蛋白

〔二〕膜外周蛋白〔peripheralprotein〕

周围蛋白、外在蛋白

〔三〕脂锚定蛋白〔lipid-anchoredproteins)

;?膜整合蛋白

?多为兼性分子，属于水不溶性蛋白，多以α-螺旋单次(包括许多细胞质膜受体)或屡次穿膜(如一些通道蛋白和其他功能蛋白)，与膜结合紧密，需用去垢剂使膜崩解才能别离下来。

?膜外周蛋白

?水溶性蛋白,位于膜两侧，以离子键、氢键与膜脂分子极性头部或膜外表的蛋白质分子非共价结合，易从膜上别离。包括质膜内外表的一些酶和传递跨膜信号的因子、线粒体内膜上细胞色素C、血红细胞骨架膜蛋白的主要成分红细胞膜素即血影蛋白(Spectrin)等。

?脂锚定蛋白

?位于膜两侧，通过共价键与膜磷脂或脂肪酸锚定结合。有一类完全位于细胞质膜外外表，它们的C-端氨基酸通过一段短的寡糖链桥共价连接于脂双层外叶片层的磷脂酰肌醇的头部，即成为糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白〔glycosylphosphatidylinositol(GPI)-anchoredproteins〕。特异识别并能切除肌醇磷脂的磷脂酶C可以把被这类锚定的蛋白如Thy-1蛋白、碱性磷酸酶和正常细胞的PrP搔痒蛋白等从膜上切离下来。;;〔血影蛋白〕;三、膜糖;;示小肠上皮细胞外衣

电子染料钌红〔rutheniumred〕着色，电镜下观察。;;第二节

膜的分子结构

;膜的分子结构模型;液态镶嵌模型〔fluidmosaicmodel〕;脂筏模型〔lipidraftsmodel〕;Mechanismsofraftclustering.(a)Rafts(red)aresmallattheplasmamembrane,containingonlyasubsetofproteins.(b)Raftsizeisincreasedbyclustering,leadingtoanewmixtureofmolecules.Thisclusteringcanbetriggeredindifferentway.;一、膜的不对称性;;膜蛋白分布的不对称;〔血型糖蛋白〕;;二、膜的流动性;〔二〕膜蛋白的运动性;〔三〕影响膜流动性的因素;脂肪酸链的长度和

不饱和程度的影响;膜蛋白的运动性受细胞内细胞骨架的控制;