细胞生物学细胞膜与物质的跨膜运输

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1、细胞膜与物质的跨膜运输细胞膜/质膜(cellembrane/plasmamembrane):是指围绕在细胞最外层，由脂质和蛋白质组成的生物膜。细胞内膜(eudomembrane):在真核细胞中构成各种细胞器的膜。相对于内膜，细胞膜也被称为外周膜。生物膜(biomembrane)：质膜和细胞内膜的统称。第一节细胞膜细胞膜的认识色素进入损伤细胞要比未损伤细胞快细胞边界（细胞膜）？渗透实验细胞体积随周围介质浓度不同而改变WPfeffer1897植物细胞渗透试验质膜存在，是水和溶质通过的障碍1855，CarlNageli细胞膜结构

2、认识变迁一细胞膜的结构模型1细胞膜脂质组分的认识:E.Overton(1890s)研究质膜通透性发现:溶于脂肪的物质易过膜,不溶于脂肪的不易过膜。?细胞膜由一层脂类物质组成E.Gorter&F.Grendel(1925).红细胞有机溶剂膜脂成分测定膜脂单层在水面的铺展面积膜脂单层面积细胞面积的两倍?膜脂是双层的材料(无内膜结构)制作脂分子单层技术的出现2脂双层的发现3质膜中蛋白质组分的推测J.Danielli&H.Davson(1935)质膜张力＜油水界面张力脂滴表面加蛋白颗粒，油水界面张力三夹板质膜结构模型“蛋白质-脂类

3、-蛋白质”质膜上有蛋白质4单位膜模型JDRobertson(1959)提出；三夹板质膜结构模型的发展1）脂双层厚约3.5nm；2）其内外表面各有约2nm的一层蛋白，膜厚7.5nm；3）生物膜具共同的膜结构—单位膜(unitmembrane)。1960s，单位膜模型受到挑战：质膜多样性和特殊性Vs所有细胞都有共同单位膜；不同膜厚度不同(5～10nm)Vs7.5nm;脂双层中有蛋白颗粒(冰冻蚀刻电镜)Vs蛋白在两侧；膜蛋白提取的难易程度不同?电子自旋共振光谱(自旋标记)等新技术的应用磷脂脂肪酸链具有流动性；荧光抗体标记的融合细

4、胞质膜具流动性…..5流动镶嵌模型流动镶嵌模型(fluidmosaicmodel)SJSinger&GNicolson(1972)要点1)流动性：膜中的蛋白和脂类均具流动性；2)镶嵌性：磷脂分子以疏水尾部相对，极性头部朝外形成膜的脂双层“构架”；膜蛋白镶嵌在表面、或部分或全部嵌入其内、或横跨整个脂双层；3)不对称性：膜两侧分子的性质和结构不同；4)蛋白质极性：膜蛋白极性区暴露在膜表面，非极性区埋在脂双层内部。流动镶嵌模型寡糖糖脂磷脂胆固醇单位膜模型流动镶嵌模型现今广泛接受的模型二生物膜的分子组成膜脂膜蛋白膜糖其它（一）膜脂

5、脂类约占细胞膜总量50%1磷脂(>50%)2胆固醇3糖脂1磷脂(phospholipid)1)磷酸甘油酯(phosphoglycerides)2)鞘磷脂(sphingomyelin)磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）磷脂酰胆碱（卵磷脂）磷脂酰丝氨酸磷脂酰肌醇甘油骨架脂肪酸链1)磷酸甘油酯(phosphoglycerides)磷酸化醇2)鞘磷脂（sphingomyelin）鞘胺醇脂肪酸胆碱大量存在于神经细胞膜上2胆固醇胆固醇升高膜流动性降低抗菌肽作用于细菌细胞膜，增加其通透性增，从而杀灭细菌。真核细胞膜含大量胆固醇，使膜结构趋于稳定，故

6、无效。调节膜流动性，增加膜稳定性，降低水溶性物质的通透性。刚性结构3糖脂含有一个或多个糖基的脂类。（如半乳糖脑苷脂，神经节苷脂）(二)膜蛋白(membraneprotein)构建生物膜的蛋白质，它约占细胞总蛋白量的25%。行使膜的各种功能。分类：1膜内在蛋白2膜周边蛋白1膜内在蛋白（integralprotein）也称整合蛋白，肽链的某些疏水段嵌入或跨越脂类双分子层中或共价结合于脂分子，占膜蛋白70%～80%，多是兼性分子;同膜结合紧密，去垢剂可使其分离。运输蛋白连接蛋白受体蛋白酶2)跨膜蛋白：疏水部分穿越脂双层的疏水区，

7、亲水的极性部分位于膜的内外两侧。1)镶嵌蛋白：疏水部分插入细胞膜内，直接与脂双层的疏水区域相互作用，亲水部分露于膜的外面或内面。2膜周边蛋白（peripheralprotein）也叫外周膜蛋白，约占膜蛋白的20～30%，多为亲水性分子，附着在膜的内/外表面，多以离子键或其他键和膜表面的脂或蛋白分子非共价地结合，增加溶液离子强度、改变pH或升高温度可使其脱膜。带III蛋白:Cl-/HCO3-载体蛋白血型糖蛋白:同MN血型有关,糖基外端是流感病毒和植物凝集素的结合部位。内在蛋白行使一定的生物学功能3膜蛋白与膜脂的结合方式1）α

8、-螺旋单次或多次跨膜2）β筒(β-barrel)跨膜：如孔蛋白3)形成大的蛋白复合物跨膜：如细菌的光合反应中心。4)与膜上的脂类或蛋白基团相互作用。三膜的流动性（一）膜脂分子的流动性（二）膜蛋白的运动性(一)膜脂分子的流动性1运动方式侧向扩散旋转运动左右摆动伸缩振荡运动翻转运动异构化运动脂肪酸烃链围绕C