细胞质膜与细胞表面(3学时).ppt

1、1、第二章细胞质膜和细胞表面(3学时)、细胞质膜和细胞表面特化结构细胞连接到细胞外基质，2、第一节细胞质膜和细胞表面特化结构、细胞外周包括脂肪二分子和蛋白质构成的单位膜被称为细胞质膜(plasma membrane )、细胞膜(细胞膜) 细胞内膜(intracellular membrane )生物膜(biomembrane )不仅是细胞分离其内部和周围环境的边界，更重要的是细胞与周围环境、细胞与细胞之间进行物质交换和信息传递的重要通道。 质膜是细胞可控制的动态屏障，具有控制物质进出细胞运输的作用。 3，1，细胞质膜结构模型2，膜脂生物膜的基本组成部分3，膜蛋白4，生物膜结构特征5，细胞质膜的

2、功能6，膜骨架与细胞表面的特殊结构4，第二节细胞连接，细胞与细胞之间或细胞与细胞外基质的连接结构称为细胞连接(celljjj )的封闭连接“紧密连接”“锚点连接”“通信连接”“间隙连接”“神经细胞之间的化学突触”命名为chemunicating junctions 细胞表面的粘附分子，5，一，细胞质膜的结构模型简单的历史结构模型E.Gorter和FGrendel(1925):“蛋白质脂蛋白质”三板质膜结构模型J.D.Robertson(1959年):单位膜模型(unitmeeel s.j.sing :生物膜的流动马赛克模型k.Simon set al (1997 ) 3360脂肪拔模模型fun

3、ctionalraftsincellmembranes.nature 380 磷脂双分子层是构成生物膜的基本结构蛋白质分子以不同的方式嵌入或结合在脂双分子的表面，膜蛋白质是赋予生物膜功能的主要决定者，生物膜是在磷脂双分子层嵌入蛋白质的二维流体。7、二、膜脂生物膜的基本构成成分，成分：膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇3种。 膜脂的热运动方式为沿膜平面的侧向运动(基本运动方式)，其扩散系数为10-8cm2/s的脂肪分子绕轴心的自旋运动脂肪分子尾部的摇摆双重脂肪分子间的反转运动，其发生频率小于脂肪分子侧交换频率的1010。 但是，在内质网膜中，新合成的磷脂分子反转运动的发生频率很高。 脂质体(lipo

4、some )、8、膜脂成分、磷脂：膜脂的基本成分(50以上)为被分为两种：甘油磷脂和鞘脂的主要特征的脂肪酸碳链的碳原子为偶数，多数碳链由16、18或20个组成的软脂肪酸等饱和脂肪酸和油糖脂：糖脂普遍存在于原核和真核细胞的质膜上(5以下)，神经细胞的糖脂含量高的胆固醇：胆固醇存在于真核细胞膜上(30%以下)，细菌质膜不含胆固醇，但有些细菌的膜脂含有甘油脂等中性脂质。 9、磷脂、1、甘油磷脂是以甘油为骨架的磷脂类，骨架上有2个脂肪酸链和1个磷酸基结合，胆碱、乙醇胺、丝氨酸或肌醇等分子户籍磷酸基结合在脂肪分子上。 主要类型为磷脂酰胆碱(phosphatidyl choline，PC，旧称卵磷脂)、磷

5、脂酰丝氨酸(phosphatidyl serine， PS )，磷脂酰乙醇胺(phosphatidylethanol.鞘脂鞘脂(Sphngomydins，SM )在脑和神经细胞膜中特别丰富，又称为神经醇磷脂，以鞘脂为骨架原核细胞和植物中没有神经醯胺。、10、糖脂、糖脂是含糖、不含磷酸的脂质，普遍存在于原核和真核细胞的质膜上，其含量约占膜脂总量的5以下，神经细胞膜上的糖脂含量约占5-10。 糖脂也是两性分子。 其结构与SM非常相似，只是一个或多个糖残基代替磷脂酰胆碱与鞘氨醇的羟基结合。 葡萄糖、11、脂质体(liposome )、脂质体是由磷脂分子在水相中形成稳定的脂双膜的倾向而制成的人工膜。

6、脂质体的类型。 脂质体的应用：研究膜脂、膜蛋白及其生物学性质脂质体包裹的DNA可用于基因转移。 在临床治疗中，脂质体成为药物和酶等载体。 (12，3 )膜蛋白、基本型外(外周)膜蛋白(extrinsic/peripheralmembraneproteins ) :水溶性蛋白通过离子键或其他弱键与膜内表面的蛋白质分子或脂分子极性头部非共价键内在(匹配)膜蛋白(匹配) 水不溶性蛋白质形成跨膜螺旋，与膜紧密结合，可以用清洗剂使膜崩解后分离。 脂锚蛋白(lipid-anchored proteins )通过磷脂或脂肪酸锚定、共价键合。 膜蛋白与膜脂结合的方式、13、生物膜结构特征、膜流动性：膜流动性的

7、生理意义膜流动性是保证其正常功能的必要条件。 例如膜间物质运输、细胞信息传递、细胞识别、细胞免疫、细胞分化及激素作用等与膜的流动性密切相关。 如果膜的流动性低于一定的阈值，很多酶的活动和膜贯通运输停止，相反，如果流动性过高，会导致膜的溶解。 膜脂的流动膜蛋白质的流动膜的非对称性膜的分相现象。 14、膜流动性、膜脂流动性侧扩散旋转运动、摆动运动、伸缩振动、反转运动、旋转异构体； 影响膜流动性的因素：影响膜流动的因素主要来自膜自身的成分、基因及环境因素等。 含有胆固醇：胆固醇含量增加会降低膜的流动性。 脂肪酸链的饱和度：脂肪酸链中含有的双键越多，就越不饱和，使膜流动性增加。 脂肪酸链的链长：长链脂

8、肪酸相变温度高，膜流动性降低。 卵磷脂/鞘脂：这个比例高的话膜流动性增加是因为鞘脂粘度比卵磷脂高。 其他因素：膜蛋白与膜脂的结合方式、温度、酸碱度、离子强度等。 膜蛋白的流动主要有侧向扩散和旋转扩散两种运动方式。 可通过荧光漂白技术和荧光抗体免疫标记实验、贴片或压盖现象检测侧向扩散。 旋转扩散是指膜蛋白以垂直于膜平面的轴为中心进行旋转运动，膜蛋白的侧向运动受到细胞骨架的限制，破坏微丝的药物如细胞弛豫素b促进膜蛋白的侧向运动。 15、膜的非对称性，质膜的内外两层成分和功能有明显差异，被称为膜的非对称性。 膜脂、膜蛋白和复合糖在膜上非对称分布，膜功能的非对称性和方向性，即膜内外两层的流动性不同。

9、细胞质膜各部分的名称ES、质膜的细胞外表面(extrocytopasmic surface) PS、质膜的原形质表面(protoplasmic surface )； EF(extrocytopasmic face )、质膜的细胞外页断面PF(protoplasmic face )、原形质页断面。 膜脂和糖脂的非对称性糖脂只存在于质膜的ES面，完成其生理功能的结构基础膜蛋白和糖蛋白的非对称性膜蛋白的非对称性是指各膜蛋白分子在细胞膜上有明确的方向性。 糖蛋白糖残基均分布在质膜ES面(GO 3HBH4 labeling )的膜蛋白不对称性是生物膜完成复杂的时间和空间有序的各种生理功能的保证。、16、

10、7、细胞质膜的功能，为细胞的生命活动提供了相对稳定的环境，包括代谢基质的输入和代谢产物的排除在内的选择性物质转运，其中提供了伴随能量转运的细胞识别部位，为完成细胞内外信息跨膜转运的多种酶提供了结合点， 有效有序地进行酶反应的细胞与细胞、介导细胞与基质之间的联系的质膜参与了具有不同功能的细胞表面特化结构的形成。17、8、膜骨架和细胞表面的特殊结构，膜骨架和膜骨架是由细胞质膜下和膜蛋白相连的纤维蛋白组成的网架结构，可维持细胞质膜的形状，协助质膜完成多种生理功能。 膜骨架位于细胞质膜下约0.2m厚的溶胶层。 红细胞生物学特性成熟的动物血红细胞无细胞核、细胞器、内膜系，是研究膜骨架的理想材料。 红血球

11、经过低渗透处理，细胞破裂释放出内容物，留下保持原形的空间，称为血影(ghost )。 红细胞膜蛋白质和膜骨架膜骨架为红细胞膜提供了良好的弹性和高强度。 18、红细胞膜蛋白及膜骨架、红细胞膜蛋白的SDS-PAGE SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析结果表明，红细胞膜蛋白的主要成分为血影蛋白(spectrin )、锚蛋白(ankyrin )、带4.2蛋白血型糖蛋白和带3蛋白为整合蛋白，经TritonX-100处理，这两个带消失，但血影维持原来的形状。 血影蛋白四聚体的游离端与短丝切蛋白纤维(约1315单体)相连，形成血影蛋白网络。 然后，通过带4.1蛋白质与血型糖蛋白质连接，通过锚定蛋白质与带3蛋白质

12、连接。 红细胞膜骨架的结构、19、闭合连接、紧密连接是闭合连接的主要形式，普遍存在于脊椎动物体表及体内各种腔道与腺体上皮细胞之间。 紧密结构：电子显微镜下，连接区域可见蛋白质形成的键合线网络，键合线也称棱线，封闭细胞与细胞之间的空隙。 上皮细胞层对小分子的渗透性与棱线的数量有关，一部分连水分子都无法渗透的程度紧密相连。20、锚固连接(anchoring junctions )、锚固连接广泛分布于组织内，上皮组织、心肌、宫颈等组织含量特别丰富。 通过锚定连接形成邻接细胞的骨架系统，或连接细胞和基质形成牢固有序的细胞群。 锚链的类型、结构和功能连接到中间纤维的锚链桥(desmosome):铆接相邻

13、细胞，提供细胞内中间纤维的锚点，形成整个网络，起到支撑和抵抗外部压力和张力的作用。 半桥粒(hemidesm osome):半桥粒与桥粒的形态相似，但功能和化学组成不同。 通过细胞质膜上的膜蛋白整合子将上皮细胞固定在基膜上，不是半桥粒中间纤维通过，而是在半桥粒的致密斑内结束。 丝切蛋白纤维的锚定胶带(adhesion belt ) :位于紧贴的下方，在邻接的细胞间形成连续的带状结构。 间隙约为1520nm，也被称为带去体(belt desmosome )。 黏附斑(focal adhesion):细胞通过丝切蛋白纤维、整联蛋白和细胞外基质的连接方式。21、通信连接、间隙连接：分布广泛，大多数动

14、物组织都存在间隙连接。 神经细胞间的化学突触存在于可兴奋细胞间的细胞连接方式中，它通过释放神经递质来传递神经冲动。 细胞间连线：高等植物细胞间通过细胞间连线相互连接，完成细胞间的通信联系。细胞间连丝结构：相邻细胞质膜共同构成的直径20-40nm的管状结构细胞间连丝的功能：实现细胞间通过信号的物质选择性转运实现细胞间电传导的发育过程中，细胞间连丝结构的变化可调节植物细胞间的物质转运。22、间隙连接、间隙连接结构：间隙连接处相邻细胞质膜间的间隙为23nm。 “连接符”(connexon )是间隙连接的基本单位。 各连接子由6个connexin分子组成。 在连接件中心形成有直径约1.5nm的细孔。

15、连接单位由两个连接端子的对接构成。 缝合蛋白成分已分离出构成20种连接子的蛋白，属于同一蛋白家族，一级结构比较保守，具有类似的抗原性。 不同种类的细胞表达不同的连接子蛋白，他们组装的间隙连接的孔径和调控机制不同。 间隙连接的功能及其调节机制、23、间隙连接的功能及其调节机制、间隙连接在代谢偶中的作用间隙连接允许小分子代谢物和信号分子通过，是细胞间代谢偶联的基础。 代谢偶联作用在协调细胞群的生物学功能中发挥重要作用，间隙耦合在神经冲激信息传递过程中的作用电突触(electronic junction ) 是细胞间信号转导间隙耦合调节和修饰相互独立的神经元组的行为间隙耦合为早期胚胎发育和细胞分化过

16、程中作用胚胎发育中的细胞间耦合提供了信号物质途径， 为某些特定细胞提供其位置信息，间隙耦合的透过性可以调节，降低细胞质中的pH值，提高自由Ca2的浓度，都可以使其透过性降低间隙耦合的透过性，这可以受到两侧电压梯度的控制和细胞外化学信号的控制，24、细胞表面的粘连分子、同种细胞间的相互粘连多细胞和细胞之间的粘连是由特定的细胞粘连分子来介导的。 细胞黏附分子都是跨膜糖蛋白，分子结构包括细胞外区域、肽链的n末端部分、具有糖链、负责与配体识别的跨膜区、大多同时跨膜的细胞质区、肽链的c末端部分一般较小、或与质膜下的骨架成分直接相连、或与细胞内的化学信号分子类型：降钙素(Cadherins )选择素(Selectin )； 免疫球蛋白超家族的CAM(Ig-Superfamily，IgSF )； 整合素(Integrins )质膜整合素也是通过细胞间的粘连，介导25，细胞中