细胞生物学--第三章 细胞质膜与跨膜运输

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1、Chapter3细胞质膜与跨膜运输13.1概述3.2红细胞膜结构3.3膜的化学组成3.4膜的分子结构及特点3.5物质跨膜运输纲要☆2细胞质膜(PlasmaMembrane)内膜(internalmembrane)生物膜(Biomembrane)3.1概述指包围在细胞表面的一层极薄的膜，主要由膜脂和膜蛋白所组成。质膜的基本作用是维护细胞内微环境的相对稳定,并参与同外界环境进行物质交换、能量和信息传递。细胞所有膜结构，包括细胞内膜和质膜3边界与通透性障碍膜的功能组织和功能定位物质运输信号识别与传递细胞间

2、通讯能量转换4质膜的模式图5◆红细胞是结构最简单的细胞:■成熟的红细胞没有细胞器；■质膜是红细胞惟一的膜结构；■红细胞质膜易于提纯和分离；◆红细胞是研究膜结构的最好材料。3.2红细胞膜结构63.2.1红细胞的生物学红细胞的基本性质◆成熟的红细胞呈双面凹或单面凹陷的盘状，直径约为7μm,厚度1.7μm,表面积为145μm2；◆红细胞的主要功能是携带O2和运输CO2，红细胞的寿命约为120天，一生中要行走500，000米。7电镜下的红细胞8血影（ErythrocyteGhost）将红细胞分离后放入低渗溶液

3、中，水很快渗入到细胞内部，使红细胞膨胀、破裂，从而释放出血红蛋白，当红细胞的内容物渗漏之后，它的质膜可以重新封闭起来，此时的红细胞被称为血影（ghost）。9红细胞血影10红细胞膜脂双层结构的研究◆1925年两位荷兰科学家E.Gorter和F.Grendel根据对红细胞质膜的研究首次提出质膜的基本结构是脂双层(lipidbilayer)。实验结果证明∶红细胞膜脂与表面积之比约为1.8～2.2∶1。11推测双脂层的实验123.2.2红细胞膜结构的研究问题提出的依据∶◆行程∶500,000米◆要多次穿过小

4、于自身直径一半的微小通道;◆要在脾脏内经受少氧、低pH值的不利条件;◆又要经过心脏内瓣膜涡流冲击，但始终保持结构的完整。？13红细胞膜蛋白肌动蛋白血影蛋白锚定蛋白带3蛋白血型糖蛋白带4.1蛋白14带3蛋白血型糖蛋白血影蛋白带4.1蛋白肌动蛋白锚定蛋白15跨膜糖蛋白血型糖蛋白带3蛋白血影蛋白肌动蛋白锚定蛋白带4.1蛋白膜骨架蛋白外周蛋白16◆血型糖蛋白A■第一个被测定氨基酸序列的膜蛋白（由131个氨基酸组成）；■决定血型，除A外，还有B、C、D，其中A含量最多■单次跨膜,■其亲水的氨基端露在膜的外侧,结合1

5、6个低聚糖侧链。17血型糖蛋白Glycophorin18■带3蛋白在膜中含量很高，约为红细胞膜蛋白的25%;■阴离子转运通道，完成红细胞功能的蛋白■由两个相同的亚基组成的二聚体;■每个亚基跨膜至少12次;■糖蛋白，糖基占分子量的6－8％。◆带3蛋白19带3蛋白的功能20◆血影蛋白(Spectrin)●又称收缩蛋白，有两条相似的亚基∶α亚基，β亚基；●α链和β链反向平行排列,扭曲成麻花状，形成异二聚体；●两个异二聚体头-头连接成四聚体；●五个或六个四聚体的尾端一起连接于短的肌动蛋白纤维,形成“连接复合物”；

6、●这些血影蛋白在整个细胞膜的细胞质面下面形成韧性的网架结构。21血影蛋白、肌动蛋白、带4.1蛋白连接方式22肌动蛋白纤维链长约35nm（结合有原肌球蛋白），在肌动蛋白纤维上有多个(一般为5个左右)与血影蛋白结合的位点,通过与血影蛋白游离端相连，参与膜骨架结构的形成；◆肌动蛋白Actin23●由两个亚基组成的球状蛋白;●在膜骨架中的作用是通过同血影蛋白结合，促使血影蛋白同肌动蛋白结合;●4.1蛋白本身不同肌动蛋白相连，因为它没有与肌动蛋白连接的位点。◆带4.1蛋白(Band4.1Protein)24又称2.

7、1蛋白,与血影蛋白相连;与跨膜的带3蛋白的细胞质区域相连,锚定蛋白借助于带3蛋白将血影蛋白连接到细胞膜上，也就将骨架固定到质膜上。◆锚定蛋白(Ankyrin)25锚定蛋白血型糖蛋白肌动蛋白血影蛋白连接复合物26●是由两个亚基组成的二聚体，形态似不规则的盘状物，高5.4nm,直径12.4nm;●内收蛋白可与肌动蛋白及血影蛋白复合体结合，并且通过ca2+和钙调蛋白的作用影响骨架蛋白的稳定性，从而影响红细胞的形态。◆内收蛋白(Adducin)27红细胞膜骨架组织283.3膜的化学组成3.3.1膜脂（大约50%）

8、3.3.2膜糖3.3.3膜蛋白293.3.1膜脂膜脂有很多种，都是两亲性的，有一个亲水末端和一个疏水末端。主要有三种膜脂:●磷脂(phospholipids)；50%●鞘脂Sphingolipids；●胆固醇Cholesterol。30？膜脂的主要类型1磷脂(phospholipids)31(磷脂酰乙醇胺)(磷脂酰丝氨酸)(磷脂酰胆碱)(磷脂酰肌醇)32■动、植物细胞膜上都有磷脂,约占膜脂的50%以上；■亲水端是磷酸基团，称