生物细胞:第四章质膜及其表面结构.ppt
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1、http:/ 第四章 质膜及其表面结构PLASMA MEMBRANE AND ITS SURFACE STRUCTURES本章内容提要本章内容提要第一节 质膜的化学组成一、膜脂二、膜蛋白第二节 质膜的结构一、质膜结构的研究历史二、质膜的流动镶嵌模型三、细胞膜的功能第三节 细胞表面的分化一、细胞外被二、膜骨架三、质膜的特化结构质膜膜(plasma membrane)又称细胞膜。内膜:内膜:形成各种细胞器的膜。生物膜生物膜(biomembrane):质膜和内膜的总称。细胞外被:胞外被:也叫糖萼,由质膜表面寡糖链形成。膜骨架:膜骨架:质膜下起支撑作用的网络结构。细胞外被、质膜和表层胞质溶胶构成细胞表
2、面胞表面。第一节 质膜的化学组成主要由膜膜脂脂和膜膜蛋蛋白白组成,另外还有少量糖,以糖脂和糖蛋白存在。膜脂是膜的基本骨架,膜蛋白是膜功能的主要体现者。动物细胞膜通常含等量的脂类和蛋白质。一、膜脂膜脂主要包括磷脂、糖脂磷脂、糖脂和胆固醇胆固醇三类。(一)磷脂(一)磷脂约占膜脂的50以上。主要特征主要特征:1.一个极性头、两个非极性尾(脂肪酸链)。2.脂肪酸碳链为偶数,16,18或20个碳原子。3.常含有不饱和脂肪酸(如油酸)。Phospholipids1、甘油磷脂、甘油磷脂以甘油为骨架,主要有:磷脂酰胆碱phosphatidylcholine,PC(卵磷脂)磷脂酰丝氨酸phosphatidyls
3、erine,PS磷脂酰乙醇胺phosphatidylethanolamine,PE(脑磷脂)磷脂酰肌醇phosphatidylinositol,PI双磷脂酰甘油Diphosphatidylglycerol,DPG(心磷脂)Phospholipids in Plasma MembraneDiphosphatidylglycerol2、鞘磷脂、鞘磷脂鞘磷脂(sphingomyelin,SM)以鞘鞘胺胺醇醇(sphingosine)为骨架。脑和神经细胞膜中特别丰富,原核和植物细胞膜中不含。(二)糖脂(二)糖脂约占5以下,神经细胞膜含量高,约占5-10。两两性性分分子子,含糖而不含磷酸,由一个或多个糖
4、残基与鞘氨醇的羟基结合。糖脂结构变化复杂,神经节苷脂是神经元之膜中的特征性成分。glycolipidsGlycolipids(三)胆固醇(三)胆固醇存存在在真真核核细细胞胞膜上,含量约膜脂的1/3,植物细胞膜中含量较少。功能是提高膜的稳定性,调节流动性,降低水溶性物质的通透性。在缺少胆固醇培养基中,不能合成胆固醇的突变细胞株很快发生自溶。(四)脂(四)脂质体体(liposome)是一种人工膜。在水中搅动后形成双层或单层脂分子球体,直径251000nm。人工脂质体可用于:1.转基因2.制备的药物3.研究生物膜的特性二、膜蛋白占核基因组编码蛋白质的30%。根据与脂分子的结合方式分为:整合蛋白(in
5、tegral protein)外周蛋白(peripheral protein)脂锚定蛋白(lipid-anchored protein)。整合蛋白为跨膜蛋白(transmembrane proteins),两性分子。跨膜结构域为1至多个疏水的螺旋。与膜的结合紧密,只有用去垢剂才能从膜上洗涤下来。离子型去垢剂SDS非离子型去垢剂Triton-X100外周蛋白靠离子键或其它较弱的键与膜表面蛋白或脂分子结合,改变溶液的离子强度、提高温度就可以从膜上分离下来。一个蛋白可以由多个亚基构成,有的亚基为跨膜蛋白,有的则结合在膜的外部。脂锚定蛋白分为两类:糖磷脂酰肌醇(GPI)连接的蛋白位于细胞膜的外小叶,用
6、磷脂酶C处理细胞,能释放出结合蛋白。许多细胞表面的受体、酶、细胞粘附分子和PrPC都是这类蛋白。另一类脂锚定蛋白与插入质膜内小叶的长碳氢链结合。,integral protein;,lipid-anchored protein;,peripheral proteinhttp:/ 第二节 质膜的结构一、质膜结构的研究历史1.E.Overton 1895 推测细胞膜由连续的脂类物质组成。2.E.Gorter 等 1925 推测细胞膜由双层脂分子组成。3、J.Danielli&H.Davson 1935 发现质膜的表面张力比油水界面的张力低得多,提出三明治模型(蛋白质-脂类-蛋白质)。4、JD.Ro
7、bertson 1957根据电镜观察提出单位膜模型。厚约7.5nm。5、Singer 和Nicolson 1972 根据免疫荧光、冰冻蚀刻的研究结果,提出了“流动镶嵌模型”。Fluid-mosaic model二、二、质膜的流膜的流动镶嵌模型嵌模型1.细胞膜由流动的双脂层和嵌在其中的蛋白质组成。2.磷脂分子以疏水性尾部相对,极性头部朝向水相组成生物膜骨架;3.蛋白质或嵌在双脂层表面,或嵌在其内部,或横跨整个双脂层,表现出分布的不对称性。(一)(一)质膜的流膜的流动性性膜脂和蛋白质的分子运动组成。1、膜脂分子的运、膜脂分子的运动侧向扩散运动;旋转运动;摆动运动伸缩震荡运动;翻转运动;旋转异构化运
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- 生物 细胞 第四 质膜 及其 表面 结构
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