生物膜的组成和性质

1、Chapter18生物膜的组成与结构,biologicalmembrane,一、生物膜的概述,Chapter18生物膜的组成与结构,细胞的外周膜和内膜系统称为“生物膜”；,生物膜有多种功能，如物质运输、能量转换、细胞识别、细胞免疫、神经传导和代谢调控等；,生物膜模拟：用于污水处理、海水淡化以及农作物的抗旱、抗寒、耐盐、抗病等。,内膜系统：亚细胞结构和细胞器。例如，线粒体、细胞核、内质网、溶酶体和叶绿体等,Chapter18生物膜的组成与结构,二、生物膜的组成,主要由脂质（主要是磷脂和胆固醇）、蛋白质（包括酶）和多糖类组成，水和金属离子等。生物膜的组成，因膜的种类不同而有很大的差别。,构成生物膜

2、的主要物质,Chapter18生物膜的组成与结构,二、生物膜的组成,（1）脂质Lipid,脂质是构成生物膜最基本的结构物质脂质包括磷脂、胆固醇和糖脂等，其中以磷脂为主要成分。,磷脂Glycerophospholipids,胆固醇Sterols,Chapter18生物膜的组成与结构,二、生物膜的组成,构成生物膜的主要物质,胆固醇以中性脂的形式分布在双层脂膜内，对生物膜中脂类的物理状态有一定的调节作用，有利于保持膜的流动性和降低相变温度。,糖脂Glycosphingolipids,Chapter18生物膜的组成与结构,二、生物膜的组成,构成生物膜的主要物质,糖脂也是构成双层脂膜的结构物质。糖脂主要

3、分布在细胞膜外侧的单分子层中。动物细胞膜所含的糖脂主要是脑苷脂。结构为：,半乳糖,Chapter18生物膜的组成与结构,二、生物膜的组成,构成生物膜的主要物质,（2）膜蛋白membraneprotein,生物膜中含有多种不同的蛋白质，通常称为膜蛋白。根据它们在膜上的定位情况，可以分为外周蛋白和内在蛋白。膜蛋白具有重要的生物功能，是生物膜实施功能的基本场所。,外周蛋白peripheralprotein,这类蛋白约占膜蛋白的2030%，分布于双层脂膜的外表层，主要通过静电引力或范德华力与膜结合。外周蛋白与膜的结合比较疏松，容易从膜上分离出来。外周蛋白能溶解于水。,内在蛋白integralprote

4、in,内在蛋白约占膜蛋白的70-80%，蛋白的部分或全部嵌在双层脂膜的疏水层中。这类蛋白的特征是不溶于水，主要靠疏水键与膜脂相结合，而且不容易从膜中分离出来。内在蛋白与双层脂膜疏水区接触部分，由于没有水分子的影响，多肽链内形成氢键趋向大大增加，因此，它们主要以-螺旋和-折叠形式存在，其中又以-螺旋更普遍。,内在蛋白,Chapter18生物膜的组成与结构,二、生物膜的组成,构成生物膜的主要物质,（3）糖类carbohydrate,生物膜中含有一定的寡糖类物质。它们大多与膜蛋白结合，少数与膜脂结合。糖类在膜上的分布是不对称的，全部都处于细胞膜的外侧。生物膜中组成寡糖的单糖主要有半乳糖、半乳糖胺、甘露糖、葡萄糖和葡萄糖胺等。生物膜中的糖类化合物在信息传递和相互识别方面具有重要作用。,Chapter18生物膜的组成与结构,三、生物膜的结构,1、脂质双层模型,Chapter18生物膜的组成与结构,二、生物膜的结构,2、脂质双层流体镶嵌模型,（1）生物膜膜组分的不对称性分布：保证膜电荷数量的差异和膜的流动性，与膜蛋白的定向分布及其功能发挥有密切的关系（2）生物膜膜脂的运动性表现正常的生物学功能有十分重要的意义。膜脂的运动性：旋转、摆动、侧向扩散、翻转、异构化等。膜蛋白的运动性：侧向扩散和旋