脂类与生物膜公开课课件

第四章脂类与生物膜脂的分类与功能单纯脂复合脂（含有非脂成分）（脂肪酸+醇）甘油三酯蜡（长链脂肪酸+长链醇或固醇）磷脂糖脂鞘脂2.体表脂类保护作用；提问：脂类有哪些功能？1.能量物质三酰甘油脂又称油脂，每克的发热值比同质量的糖、蛋白质高2.3倍，并且不溶于水，在细胞内易于聚集，储存，故而被普遍作为细胞的能量储备物质。皮下脂肪细胞（黄、白色）细胞核细胞质脂肪滴脂肪滴3.脂类是细胞膜的主要成份；4.简单脂是构成某些维生素与激素的成份；包括维生素A、D、E、K、性激素、前列腺素等等。细胞膜二、化学组成膜脂膜蛋白糖类无机盐金属离子水1.膜脂磷脂（主要）糖脂甾醇⑴磷脂

甘油磷脂(主要)鞘磷脂磷脂酰甘油（磷脂）X非极性，不易溶于水称非极性尾极性，易溶于水称极性头鞘磷脂

HHOCH3H3C-(CH2)12-CC-C-C-CH2-O-P-O-CH2-CH2-N+-CH3

HOHN-HO-CH3

OCR1鞘氨醇鞘氨醇、脂酸、磷酸和胆碱组成分子中有亲水的磷酸化的头部（胆碱或乙醇胺）和疏水的两个碳氢链，其中一条来自鞘氨醇，另一条来自脂肪酸。脂肪酸以酰胺键连在鞘氨醇上。胆碱鞘磷脂由磷脂形成的双层脂膜的示意图在水溶液中两性的磷脂分子为避免疏水部分接触水分子而定向排列，形成脂双层结构。脂双层中，磷脂分子的疏水基团在内部而亲水的头部在表面。（2）糖脂是糖通过半缩醛羟基以糖苷键与脂质连接而成的化合物。膜脂中糖脂主要有鞘糖脂、甘油糖脂

HHH3C-(CH2)12-CC-C-C-CH2-O-半乳糖

HOHN-H

OCR1鞘氨醇半乳糖脑苷脂（鞘糖脂）固醇是环戊烷多氢菲的衍生物动物膜甾醇主要是胆固醇，植物膜甾醇含量较动物少，主要有谷甾醇、豆甾醇等。

（3）甾醇也称固醇胆固醇Cholesterol主要靠疏水作用通过某些非极性氨基酸残基与膜脂疏水部分相结合。这类蛋白被紧密连在膜上，并且不易溶于水。只有用破坏膜结构的试剂如有机溶剂（氯仿）或去污剂（TritonX-100）才能把它们从膜中提取出来。（1）内在蛋白膜锚蛋白有些膜内在蛋白本身并没有进入膜内，他们以共价键与脂质、脂酰链、异戊烯基团相结合并通过他们的疏水部分插入到膜内，这种形式的内在蛋白称为膜锚蛋白。外周蛋白和膜内

（嵌入）蛋白外周蛋白嵌入（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3.糖类生物膜中的糖类大多与膜蛋白结合糖蛋白（信息识别）少数与膜脂结合糖脂糖类在膜上的分布非对称的，全部分布在膜的非细胞质一侧。质膜上的糖细胞内膜的糖三、生物膜的分子结构模型流体镶嵌模型1972年美国Singer和Nicolson提出与过去模型的主要差别突出了膜的流动性显示了膜蛋白分布的不对称性㈠膜分子结构的不对称性1、膜脂的分布不对称，即膜脂双分子层内外两侧的脂种类、含量不同，如人红细胞质膜：膜的外层卵磷脂、鞘磷脂较多膜的内层脑磷脂、磷脂酰丝氨酸较多2、膜蛋白的分布不对称

如线粒体内膜中的NADH电子传递链各组分：Cyt氧化酶、琥珀酸脱氢酶在线粒体内膜内侧Cytc在线粒体内膜外侧3、糖蛋白和糖脂中的多糖只分布在膜的非细胞质一侧线粒体内外温度引起侧链热运动脂双层平面的扩散跨膜扩散：“翻跟头”膜脂的运动膜脂的流动性的大小与磷脂分子中脂肪酸链的长短及不饱和程度密切相关.链越短,不饱和程度越高,流动性越大.哺乳动物中胆固醇对膜脂流动性也有一定的调控作用,在生理条件下增加胆固醇的含量会降低膜的流动性，因为胆固醇的闭合环状结构干扰了脂肪酸的侧向运动。膜脂的流动性是不均匀的,在一定温度下,有的膜脂处于凝胶态,有的则呈液晶态,处于液晶态的各膜脂的流动性也不完全相同.膜蛋白的流动性膜蛋白能做侧向扩散和旋转扩散,其速度平均比膜脂小10-100倍.膜蛋白的扩散运动第二节生物膜的功能物质运输能量转换信息传递一、物质运输

离子、小分子物质的运输（穿膜运输）

被动运输、主动运输

生物大分子的跨膜运输（膜泡运输）

简单扩散物质从高浓度到低浓度的单纯的扩散作用，不需借助载体，不消耗能量。只有小分子量的不带电或疏水分子（H2O、O2、CO2、尿素、乙醇）以此方式过膜。协助扩散物质从高浓度到低浓度（顺浓度梯度），需借助载体蛋白的物质运输。包括亲水性分子如糖、氨基酸等的运输。指物质顺浓度梯度，不需要消耗代谢能的穿膜运输。1、被动运输㈠离子、小分子物质的运输（穿膜运输）红细胞吸收葡萄糖葡萄糖转运蛋白是相对分子量45kD的内在膜蛋白，以α-螺旋跨膜12次，形成一个中间圆孔，葡萄糖借助此蛋白的构象变化穿越这个圆孔。胞外胞内葡萄糖葡萄糖转运蛋白葡萄糖结合转运蛋白发生构象变化葡萄糖扩散到胞质溶胶转运蛋白构象恢复质膜葡萄糖在细胞内被己糖激酶磷酸化为6-磷酸葡萄糖，6-磷酸葡萄糖不是葡萄糖转运蛋白的底物。—协助扩散

物质逆浓度梯度的穿膜运输，需消耗代谢能，并需专一性的载体蛋白。（1）ATP驱动的主动运输Na+、K+的跨膜运输通过膜上的专一的载体——Na+、K+-泵被运输,Na+、K+-泵又称Na+、K+-ATP酶，它通过水解ATP提供的能量主动向外运输Na+，向内运输K+，每水解1分子ATP向膜外泵出3个Na+，向膜内泵入2个K+。高K+低Na+高Na+低K+2.主动运输质膜胞外胞内2K+3Na+细胞外细胞质Na+Na+PPNa+K+PK+K+123456ATPADPNa+、Mg2+K+P构象变化假说膜外Na+高，内Na+低，本身有从外到内的趋势，贮存了能量。Na+顺浓度梯度流向膜内，葡萄糖利用Na+梯度提供的能量，通过专一的运送载体，伴随Na+一起进入细胞。再由Na+、K+-泵将Na+泵出以保持膜两侧的Na+梯度。不靠ATP水解放能推动，靠离子或H+梯度形式贮存的能量。在动物中，形成这种梯度的离子通常是Na+,如葡萄糖被转运到小肠上皮细胞：外高Na+内低Na+在细菌中，很多情况下是由质子梯度推动（2）离子梯度驱动的主动运输葡萄糖质膜质膜对大分子化合物或颗粒不能通透，他们在细胞内运转时都由膜包围，形成细胞质小泡，故称膜泡运输。1.胞吐2.胞吞㈡生物大分子的跨膜运输（膜泡运输）1.胞吐胰岛素的分泌。质膜细胞质2.胞吞吞噬作用胞饮作用受体介导的内吞作用吞噬作用：凡以大的囊泡形式内吞较大的固体颗粒、直径达几微米的复合物、微生物及细胞碎片等的过程。如高等动物的免疫系统的巨噬细胞内吞内侵的细菌。胞饮作用：以小的囊泡形式将细胞周围的微滴状液体（直径＜1微米）吞入细胞内的过程。受体介导的内吞作用：内吞物（配体，是蛋白质或小分子）与细胞表面的专一受体结合，并随即引发细胞膜的内陷，形成的囊泡将配体裹入并输入细胞