生物膜的结构与功能

1、第六章 生物膜的结构与功能,一、生物膜的概念,生物膜: 细胞质膜（外周膜）和内膜系统称为生物膜,1、细胞质膜：任何细胞都以一层薄膜将其内容物与 环境分开外周膜,2、内膜系统 真核细胞内膜系统：组成具有各种特定功能的亚细胞结构和细胞器。如细胞核、线粒体、内质网、溶酶体、高尔基体、过氧化酶体等，在植物细胞中还有叶绿体、液泡等。 原核细胞内膜系统：不发达，中体或质膜体 、光合 片层膜,第一节 细胞膜和胞内膜,二、生物膜具有多种功能,一）细胞质膜的重要功能 1选择性物质运送作用 2保护作用 3、信息传递作用 4细胞的识别作用、细胞免疫 5、维持细胞相对稳定的内环境,二）高等生物中，细胞内膜系统的功能已

2、高度分化,1、线粒体内膜具有能量转换的功能 2、内质网中的糙面内质网膜与蛋白质合成及运输有关； 光面内质网则与脂肪、胆固醇代谢、糖原分解有关。 3、高尔基体膜主要是为细胞提供一个内部的运输系统 4、核膜作为细胞质与细胞核之间的一个重要界膜,第二节 生物膜的化学组成和结构,蛋白质（包括酶），约占50% 脂类（主要是磷脂、糖脂、胆固醇，占40%） 糖（多以糖蛋白和糖脂存在）2-10,一、生物膜的组成,一）膜脂质,主要是甘油磷脂、鞘氨醇磷脂,1）磷脂,甘油磷脂类结构通式,属于两性脂类或称极性脂类,鞘氨醇磷脂,不含甘油成分；是由长链的鞘氨醇、脂肪酸、 极性头基（磷酸、胆碱等）组成的脂类,神经酰胺：由脂

3、肪酸与鞘胺醇的氨基连接而成。是所 有鞘脂（鞘磷脂，鞘糖脂）的结构母体,磷酰胆碱极性头部,神经酰胺（鞘氨醇基+脂酰基,鞘氨醇磷脂,脂酰基,磷脂分子在水溶液中存在的几种结构形式,2）糖脂,甘油醇糖脂结构通式,己糖残基（可含有115个糖残基,3）胆固醇,化学结构,胆固醇对生物膜中脂质的物理状态有一定调节作用,2、膜脂质在生物膜中的主要作用,构成膜结构的连续主体,二）膜蛋白,1、外周蛋白（约占膜蛋白20-30%） （1）主要特点：是分布于膜的外表 ， 通过静电作用即离子键或范德华力等较弱的非共价键与膜外表面的蛋白质或脂质相互作用。 （2）外周蛋白的性质：由于结合不紧密，通过改变离子强度或pH等温和条件

4、即可将蛋白质从膜上溶解下来；易溶于水。如：线粒体内膜上的ATP酶，细胞色素C等,2、内在蛋白（占膜蛋白70-80,1）内嵌蛋白的主要特征： 它们分布在磷脂的脂双分子层中，以疏水相互作用与磷脂的疏水尾部结合，横跨全膜的蛋白质有极性结构域和非极性结构域，分别和磷脂的头部（盐键、范德华力等）和尾部（疏水相互作用）相互作用。 （2）性质： 内在蛋白不易分离，常用去污剂，有机溶剂，酸性 磷酸酶等剧烈条件； 内在蛋白难溶于水,内嵌膜蛋白,脂双分子层,膜蛋白的功能,膜蛋白参与物质代谢（酶蛋白） 物质传送（转运蛋白、通道蛋白） 细胞运动（鞭毛等） 细胞的形态（膜骨架） 信息的接受与传递（受体蛋白） 支持与保护

5、均有重要意义,三）糖类,膜糖蛋白和膜糖脂,二、生物膜结构的几个主要特征,1、膜组分在脂双层两侧分布的不对称性 膜蛋白的不对称性 膜脂的不对称性 膜糖不对称性多分布质膜外侧,2、生物膜的流动性,膜脂的流动性 膜蛋白的流动性,膜脂运动的几种方式P176,侧向移动,翻转运动,摆动,全反式-偏转构型异构化运动,2）膜蛋白的运动性,a、膜蛋白的侧向扩散 b、膜蛋白的旋转扩散围绕与膜平面相垂直的轴进行旋转运动,三、生物膜分子结构模型流动镶嵌模型,内侧,外侧,流动镶嵌模型结构要点,1、极性磷脂双分子层构成膜主体，蛋白质镶嵌其中， 糖类与蛋白质、脂质共价结合位于膜表面。 2、生物膜中分子间作用力 脂质分子之间，蛋白质分子之间，蛋白质与 脂质之间无共价结合。 糖类与蛋白质、脂质共价结合 3、强调膜的流动性及膜成分分布的不对称性,第三节 生物膜的物质运送功能,一、穿膜运输,二、膜泡运送,被动运输,主动运输,简单扩散：如O2