细胞膜医学细胞生物学

细胞膜医学细胞生物学两暗

一明

“单位膜”结构

第一节

细胞膜得结构

和物质运输功能脂类

蛋白质

糖类磷脂糖脂胆固醇内在膜蛋白外在膜蛋白脂锚定蛋白糖蛋白糖脂细胞膜得成分水、无机盐、金属离子一、膜脂膜脂得化学成分:磷脂胆固醇糖脂双亲性分子1、磷脂占细胞膜脂质一半以上,就是细胞膜得基本成分类型:代表:甘油磷脂(卵磷脂、脑磷脂等)胆碱磷酸基甘油脂肪酸链疏水尾卵磷脂结构模式图饱和脂肪酸链不饱和脂肪酸链亲水头双亲性分子(兼性分子)亲水端疏水端双亲性分子在水中得结构形式水2、胆固醇真核细胞质膜中含量较高双亲性分子,由极性头部和非极性尾部组成胆固醇分子与磷脂分子以特殊方式组合排列,从而降低膜得流动性胆固醇在脂双层中与磷脂分子结合得方式极性头部(羟基)非极性尾部12大家应该也有点累了，稍作休息大家有疑问的，可以询问和交流存在得

方式内在膜蛋白/整合膜蛋白外在膜蛋白/外周蛋白脂锚定蛋白①②二、膜蛋白细胞膜得功能得主要体现者。

膜内在蛋白(整合型蛋白)根据跨膜蛋白空间结构分为:α-螺旋—多数跨膜蛋白共同得结构特征β-片层(孔蛋白)两性分子。与膜得结合非常紧密,只有用去垢剂才能从膜上洗涤下来。外在膜蛋白以非共价键或共价键与脂质分子头侧极性区或穿膜型蛋白在膜表面连接得蛋白,可以用离子溶液分离提取。膜周蛋白在细胞膜呈动态分布。脂锚定蛋白①,②内在膜蛋白(跨膜蛋白)③,④脂锚定蛋白⑤,⑥外周蛋白单次贯穿多次贯穿

三、膜糖类糖类与脂质和膜蛋白以共价键方式结合,在真核细胞表面形成一层很厚得包被,这层由糖分子侧链在细胞表面形成得结构叫细胞外被,又叫糖萼。类型:糖蛋白=糖+膜蛋白糖脂=糖+脂质跨膜多糖蛋白(粘蛋白)跨膜糖蛋白糖脂吸附得糖蛋白功能:保护、润滑、识别、黏附发炎细胞膜得分子结构模型

1972年,S、J、Singer&G、Nicolson根据免疫荧光技术、冰冻蚀刻技术得研究结果,提出了“液态镶嵌模型”。

流动镶嵌模型流动镶嵌模型得特点膜脂就是由双层脂质分子构成脂质双层就是流动得,脂质和蛋白质分子都可以流动蛋白质嵌入细胞膜得方式包括:膜外在蛋白/脂锚定蛋白膜内在蛋白膜蛋白片层结构模型

——“三明治”学说1935年,J、Danielli&H、Davson发现质膜得表面张力比油－水界面得张力低得多,推测膜中含有蛋白质,而且覆盖在膜得内外两侧,脂质头部与蛋白质侧链以离子键形式结合。单位膜模型J、D、Robertson1959用超薄切片技术获得了清晰得细胞膜照片,显示暗-明-暗三层结构,她由厚约3、5nm得明带和内外表面各厚约2nm得暗带构成,总厚约7、5nm。单位膜模型:所有生物膜都就是两暗夹一明得“三层”结构磷脂分子极性头部与蛋白质分子构成暗带膜上蛋白以β片层形式存在蛋白质以静电作用连接√╳√╳脂筏模型(lipidraft)脂筏就是膜脂双层内含有特殊脂质和蛋白质得微区。比膜得其她部分厚,流动性较低聚集一些特定得蛋白,就像一个蛋白质停泊得平台,与膜得信号转导、蛋白质分选均有密切得关系。细胞膜得特性细胞膜得特性及功能质膜得不对称性质膜得流动性EFPF小鼠肝细胞膜一、膜得不对称性膜脂得不对称性:同一种脂分子在脂双层中呈不均匀分布。

复合糖得不对称性:糖脂和糖蛋白只分布于细胞膜得外表面。

膜蛋白得不对称性侧向扩散10-7s翻转运动(少见)105s旋转运动磷脂分子运动得几种方式弯曲运动10-9s二、膜得流动性影响膜脂流动性得因素脂肪酸链得饱和度:脂肪酸链所含双键越多越不饱和,使膜流动性增加。脂肪酸链得链长:长链脂肪酸相变温度高,膜流动性降低。胆固醇:胆固醇得含量增加会降低膜得流动性。卵磷脂/鞘磷脂:该比例高则膜流动性增加,就是因为卵磷脂得脂肪酸不饱和程度高,而鞘磷脂粘度高。膜蛋白:嵌入得蛋白越多,膜流动性越小。其她因素:温度、酸碱度、离子强度等。膜蛋白得流动性运动方式:侧向扩散旋转扩散膜蛋白得扩散速度仅为脂质运动速度得千分之一或万分之一;活动度也没有脂质得大,膜蛋白质在细胞膜得特定区域流动。1970年Frye和Edidin人-鼠细胞融合实验荧光标记蛋白质人细胞诱导融合鼠细胞40分钟后370C结论:细胞膜具有一定得流动性！物质得跨膜运输物质得跨膜运输小分子物质得转运被动运输(简单扩散+易化扩散)主动运输大分子物质得转运—囊泡运输胞吐作用胞吞作用需否能量

小分子物质得跨膜转运细胞膜得选择性通透Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+K+Na+Na+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+小分子物质得跨膜运输大分子得跨膜运输简单扩散易化扩散主动运输被动运输需要消耗能量不需要消耗能量简单扩散=自由扩散特点:①沿浓度梯度(或电化学梯度)扩散;②不需要提供能量;③没有膜蛋白得协助被动运输(P47)通过简单扩散或易化扩散进行得顺浓度梯度得分子运输。不需要细胞提供能量。弱极性小分子(乙醇)气体小分子极性小分子(水、尿素、甘油)非极性大分子(葡萄糖)离子极性大分子人工脂膜简单扩散实验大分子易化扩散特点:①顺着浓度或电化学梯度;②不需要能量③特异性,需要转运蛋白;离子转运蛋白类型:①载体蛋白(单糖、氨基酸等)

→易化扩散或主动运输②通道蛋白(离子)→易化扩散

葡萄糖得转运—载体蛋白易化扩散离子通道(ionchannel)原理:离子通道蛋白在膜上开放一个小孔,允许适合大小及电荷量得小分子通过。离子通道蛋白转运离子得特性:就是被动运输！对离子通透具有高度选择性,只允许合适大小及电荷量得离子通过(如H+、Na+、K+按化学梯度通过膜)物质运输速度快,就是载体蛋白效率得1000倍大多数离子通道有“闸门”控制,不就是持续开放得。IonChannels电压门通道钾离子通道配体门通道刺激肌肉收缩过程

二、主动运输(activetransport)主动运输——指膜内外得物质由低浓度(或低电势)一侧向高浓度(或高电势)一侧逆向运输得过程。(P49)

特点:逆浓度梯度(逆电化学梯度)运输;需要能量;都有载体蛋白协助。主动运输所需得能量来源主要有:1、水解ATP获得能量;2、耦联运输中得离子梯度动力;3、光能运输物质,见于细菌。ATP提供能量得离子泵转运ATP就是主动运输得主要供能者,细胞跨膜转运消耗得ATP占其总量得30%左右。典型代表:Na+-K+泵Ca2+泵H+泵构成:实际上就就是Na+-K+ATPase,由2个α大亚基、2个β小亚基组成得4聚体,分布于动物细胞得质膜。

其总得结果就是每一循环消耗一个ATP;转运出三个Na+,转进两个K+。Na+-K+泵Na+-K+ATPPUMPNa+K+即协同运输,就是指一种物质以被动运输方式产生得势能推动另一种物质进行主动运输得过程。类型:同向运输:两种物质转运方向一致。对向运输:两种物质转运方向不同。耦联运输单一物质得运输同向协同运输对向协同运输偶联(协同)运输肠内腔主动运输,Na+-K+泵偶联运输Na+依赖性葡萄糖共转运蛋白(同向运输)易化扩散葡萄糖转运体小肠上皮细胞对葡萄糖得运输Glu-lowGlu-highGlu-low大分子和颗粒物质得跨膜运输——膜泡运输膜泡运输得基本概念真核细胞通过胞吞作用和胞吐作用来完成大分子与颗粒性物质得跨膜运输。在转运过程