《细胞膜及跨膜运输》PPT课件

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1、第五章细胞膜及其表面①使细胞具有相对独立和稳定的内环境②是细胞内外物质、信息、能量交换的“门户”细胞膜cellmembrane概念：是包围在细胞质外周的一层界膜，又称质膜（plasmamembrane)功能：生物膜biologicalmembrane在细胞中,除了质膜外,细胞内还有丰富的膜性结构。由于这些膜与质膜在化学组成、分子结构和功能运作上具有很多共性，把质膜和细胞内各种膜相结构的膜统称为生物膜。一、膜的化学组成生物膜脂类、蛋白质、糖类水、无机盐、金属离子——主要成分——少量成分蛋白质/脂类:在不同种类生物膜中有所不同。一般地说：功

2、能多而复杂的膜，蛋白质/脂类大；功能少而简单的膜，蛋白质/脂类小。第一节细胞膜的分子结构和特性第一节细胞膜的分子结构和特性一、膜的化学组成(一)膜脂生物膜上的脂类统称膜脂。膜脂磷脂(phospholipid)糖脂(glycolipid)胆固醇(cholesterol)一、膜的化学组成(一)膜脂1、磷脂鞘磷脂磷脂酰胆碱（卵磷脂）磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）磷脂酰丝氨酸类型磷酸甘油酯磷脂酸（前体）一、膜的化学组成(一)膜脂1、磷脂结构极性头部（亲水性）非极性尾部（疏水性）鞘磷脂一、膜的化学组成(一)膜脂2、胆固醇极性头部固醇环结构非极性尾部一、膜

3、的化学组成(一)膜脂3、糖脂糖脂与鞘磷脂相似，只是头部不同。常见糖脂：脑苷脂；神经节苷脂糖脂分子半乳糖苷脂鞘胺醇一、膜的化学组成(一)膜脂膜脂分子的共同特点：都有亲水性和疏水性两端，称兼性分子或双亲性分子(amphipathicmolecule)脂分子团脂双分子层双亲性分子在水溶液中可形成两种排列方式:水水脂质体一、膜的化学组成(二)膜蛋白是膜功能的主要体现者。根据膜蛋白与膜脂的结合方式以及在膜中的位置的不同，分为：膜内在蛋白膜周边蛋白脂锚定蛋白一、膜的化学组成(二)膜蛋白1、膜内在蛋白(integralprotein)贯穿脂双层，两端

4、露出膜内外——跨膜蛋白非胞质面脂双分子层胞质面1单次穿膜：单条a-螺旋贯穿脂质双层2多次穿膜：数条a-螺旋折返穿越脂质双层内在膜蛋白具有双亲性，其亲水区域暴露在膜的内外表面与水相吸，它们的疏水区域嵌入膜内，与脂类分子疏水尾部通过疏水键结合，不易分离提纯。附在膜的内外表面，非共价地结合在跨膜蛋白上。2、膜外在蛋白(extrinsicprotein)一、膜的化学组成(二)膜蛋白非胞质面脂双分子层胞质面膜外在蛋白都是水溶性蛋白质，多分布在膜的内表面，靠非共价键或其它较弱的键与膜表面的蛋白质分子或脂分子的极性头部结合，因此只要改变溶液的离子强度

5、甚至提高温度就可以从膜上分离下来。3、脂锚定蛋白(lipid-linkedprotein)脂锚定蛋白以共价键与脂双层内的脂分子结合。一、膜的化学组成(三)膜糖单糖或多聚糖+膜脂共价键糖脂(glycolipid)单糖或多聚糖+膜蛋白糖蛋白(glycoprotein)共价键功能：细胞外表的糖链与该细胞分泌出来的糖蛋白等粘附在一起，形成一层外被，称细胞外被或糖萼，具有重要生理作用，几乎涉及所有细胞与环境相互作用的生物学现象。细胞内脂双层膜蛋白细胞外被膜蛋白二、膜的分子结构生物膜结构描述的历史回顾:1925年,Gorter和Grendell用丙

6、酮抽提红细胞膜中的脂类并在水和空气界面上铺展成单分子层,测量其所占面积相当于所用红细胞膜总面积的两倍,因而首次提出细胞膜是由连续的脂双分子层组成的。迄今为止，关于膜的几十种结构模型都是建立在“脂双分子层”这一基础之上的。二、膜的分子结构（一）片层结构模型（lamellastructuremodel）1935年Danielli和Davson提出蛋白质脂双分子层“蛋白质-磷脂-蛋白质”三夹板结构（二）单位膜模型（unitmembranemodel）1959年Robertson提出评价：提出膜形态共性，解释了某些属性不足之处：无法解释膜的动态

7、结构变化，显示不出各种膜之间的结构功能差异二、膜的分子结构★★（三）液态镶嵌模型（fluidmosaicmodel）1972年，Singer和Nicolson总结提出，主要论点：1.流动的脂双分子层构成生物膜的连续主体。2.球形的膜蛋白以各种形式镶嵌在脂双分子层中或附着在膜表面。3.强调了膜的流动性和不对称性。脂双分子层极性头部疏水尾部内在膜蛋白外在膜蛋白评价：液态镶嵌模型可以解释膜中发生的很多现象，为人们普遍接受。不足之处：忽视了膜各部分流动性的不均匀性，忽视了蛋白质分子对脂分子流动性的控制作用。晶格镶嵌模型板块镶嵌模型补充完善液态镶

8、嵌模型二、膜的分子结构目前对膜的分子结构较为一致的看法：三、膜的理化特性★★★——不对称性和流动性（一）膜的不对称性1、膜蛋白分布的不对称性1)膜蛋白在脂双分子层中、膜内外的位置分布是不对称的2)膜蛋白在膜