生物化学 第五章生物膜.ppt

HCO3-—Cl-交换体也被称为阴离子交换蛋白，可增加HCO3-对红细胞膜的透过，这一系统也被称为协同运输系统。Cl-不存在时，HCO3-不被转运。HCO3-被排出红细胞的同时，Cl-进入红细胞，避免pH改变。三、转运ATP酶（主动转运）被动转运总是顺浓度梯度运输，不会引起物质的积累。主动运输总是逆浓度梯度运输，引起物质的积累。主动运输直接或间接地依赖于一些放能过程，非热力学自动发生，往往伴随有光的吸收、氧化作用、ATP水解或其他顺浓度梯度的运输。一级主动转运中，物质的积累直接与放能反应（如ATP?ADP+Pi）相连接二级主动转运发生于由初级主动运输引起的逆浓度积累的顺浓度梯度运输。生物化学第五章生物膜

第一节生物膜的组成与结构特征一、生物膜的一般特征纸片样结构，厚度5~8nm含有脂类、蛋白质、糖类（一般以糖脂和糖蛋白形式存在）非共价组合体不对称：膜内外表面所含成分不同流动性：侧向扩散、跨层扩散电极性、膜电位二、生物膜的组成1、膜脂质磷脂（甘油磷脂、鞘磷脂）糖脂（甘油糖脂、鞘糖脂）胆固醇2、膜蛋白内嵌蛋白外周蛋白糖蛋白1、膜脂质（1）磷脂：甘油磷脂磷脂酰丝氨酸磷脂酰乙醇胺磷脂酰胆碱磷脂酰肌醇不是糖基磷脂：鞘磷脂鞘氨醇神经鞘磷脂磷脂是生物膜主要组成部分磷脂在膜双层的分布不对称（表6-1）（2）糖脂1）甘油糖脂2）鞘糖脂甘油糖脂鞘糖脂（3）胆固醇真核细胞的细胞膜中含胆固醇真核细胞的细胞器膜不含胆固醇酵母和植物中还存在麦角甾醇胆固醇2、膜蛋白（1）内嵌蛋白一个或多个跨膜区域与膜脂结合紧密：疏水相互作用不溶于水由膜上释放时要用特别的试剂（去污剂、有机溶剂、变性剂等）嵌入蛋白由膜上释放出来以后，一旦去除变性剂或去污剂会立即引起蛋白沉淀（不溶聚积物）析出。红细胞膜血型糖蛋白跨膜区域富含疏水性氨基酸，趋向形成α螺旋和β折叠。α螺旋和β折叠中主链上肽键形成蛋白分子内氢键。（2）外周蛋白位于膜双层的表面水溶性蛋白与膜结合力：离子键、氢键与膜结合位点：磷脂极性头部和内嵌蛋白亲水结构域与膜结合疏松：温度的改变、破坏静电或破坏氢键作用（如加入螯合剂、尿素、碳酸盐或改变pH）可被释放出来。生理学功能：这些外周蛋白可作为膜结合酶的调节因子、或作为连接膜内蛋白与胞间结构的中介物。外周蛋白嵌入（膜内）蛋白去污剂糖蛋白pH改变、螯合剂、尿素、碳酸盐可除去外周蛋白有些外周膜蛋白共价泊锚在膜脂上有些膜外周蛋白与膜脂有一个或多个共价结合位点，如长链脂肪酸、或磷脂酰肌醇糖基化衍生物。连接的脂提供了一个疏水的锚以插入脂双分子层。磷脂酰肌醇（3）糖蛋白膜糖蛋白的糖多为氨基糖、乙酰氨基糖糖基一般与蛋白天冬酰胺侧链上的酰胺N原子、或者丝氨酸/苏氨酸侧链上的羟基O原子相连膜蛋白是不对称的膜蛋白分布的不对称反映了功能的不对称；许多膜蛋白在双分子层上有一定的取向，很少发生翻转的情况；即使有速度也非常慢。三、生物膜的“流动镶嵌”结构模型骨架：脂质双分子层，主要是磷脂和固醇，非极性部分相对构成双分子层的核心，极性的头部朝外；膜蛋白：内嵌蛋白跨越整个膜；外周蛋白伸出（突出）膜的一面或另一面；不对称性：脂质和蛋白质在脂双分子层中的分布不对称。流动性：膜蛋白在双分子层上可以自由扩散，但是不能翻转。四、生物膜的流动性虽然脂双层结构的本身是稳定的，但单个的磷脂和固醇可在脂质平面内有很大的运动自由，它们的横向运动很快，几秒之内单个脂分子就可环绕红细胞的一周。双分子的内部也是流动的，脂肪酸的碳氢链可通过碳碳旋转而不断地运动。另外一种运动就是跨双分子层运动，即flip-flop。膜流动的程度依赖于脂的组成及温度，低温下的运动相对较少，脂双分子层几乎呈晶态（类晶体、半晶体）排列；温度升到一定高度时，运动增加，膜由晶态向液态转变。不饱和脂肪酸含量越高，流动性越强。在低温下，细菌细胞膜中不饱和脂肪酸含量升高。温度引起侧链热运动脂双层平面的扩散跨膜扩散：“翻跟头”膜蛋白的扩散运动第二节小分子物质的跨膜转运所有生物细胞都要从环境获得原材料为其生物合成和能量消耗，同时还需释放其代谢物到环境中去。质膜可以识别并允许细胞所需物如糖、氨基酸、无机离子等进入细胞。有时这些成分进入细胞是逆浓度梯度的，即它们是被“泵”入细胞的，同样一些分子是被“泵”出细胞的。溶质通过透过性膜的移动不带电带电一、跨膜转运的类型转运类型是否需要转运蛋白是否消耗能量被动转运（passivetransport）简单扩散（simplediffusion）否否疏水性小分子（相似相溶）、水分子促