细胞膜与物质的跨膜运输

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1、第四章细胞膜与物质的跨膜运输教学基本要求1.熟悉磷脂的结构性质与功能2.掌握细胞膜膜的化学组成、分子结构及生物学特性，生物膜的分子结构模型3.掌握小分子物质跨膜运输方式和特点，大分子和颗粒物质运输的胞吞和胞吐，受体介导的胞吞作用4.熟悉细胞表面的特化结构，细胞膜异常时与某些疾病发生的关系2009-082细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制主要教学内容一、细胞膜的化学组成二、细胞膜的分子结构三、细胞膜的特性四、细胞膜的主要功能膜脂膜蛋白膜糖片层结构模型单位膜模型液态镶嵌模型流动性不对称性物质运输信号转导2009-083细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制第一节细胞膜的化学组成和分子结构一、细胞膜的

2、化学组成二、细胞膜的分子结构三、细胞膜的特性膜脂膜蛋白膜糖片层结构模型单位膜模型液态镶嵌模型脂阀模型流动性不对称性2009-084细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制一、细胞膜的化学组成膜脂与膜蛋白的比例随生物膜的种类和功能而异，含量变化从1:4到4:1。膜糖脂分布在细胞表面和胞内膜的非胞质面。外在蛋白内在蛋白脂锚定蛋白膜脂膜蛋白磷脂胆固醇糖脂糖蛋白糖脂膜糖类生物膜的化学组成2009-085细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制（一）膜脂1.磷脂类别结构：极性头部+非极性尾部甘油磷脂磷脂酰胆碱（PC）磷脂酰乙醇胺（PE）磷脂酰丝氨酸（PS）磷脂酰肌醇（PI）鞘磷脂2009-086细胞生物学与遗传

3、学教研室陈贤均制（1）甘油磷脂结构：2分子脂肪酸—1分子甘油—1分子磷酸—1个极性小分子（含氨碱或醇类）。头部极性小分子的不同决定着甘油磷脂的种类。功能：构成生物膜的基本骨架成分。类别：以头部磷脂酰碱基的不同，有磷脂酰胆碱，磷脂酰乙醇胺，磷脂酰丝氨酸，磷脂酰肌醇等。2009-087细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制（2）鞘磷脂结构：以鞘胺醇取代甘油，连接头部和尾部。功能：鞘磷脂及其代谢产物神经酰胺、鞘胺醇、1-磷酸鞘胺醇参与细胞分化、凋亡、增殖等多种活动。鞘胺醇为约18碳的长链氨基2醇，脂肪酸以酰胺键结合于鞘胺醇。2009-088细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制2.胆固醇结构：极性头

4、部为羟基团，非极性尾部包括固醇环和烃链。定位：散布在磷脂分子间，极性与非极性部位与磷脂的对应。功能：调节膜的流动性，增强膜的稳定性。2009-089细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制3.糖脂分布：动物细胞质膜外表面，约占质膜外层脂类的5%；具有很大的种属差异性和组织差异性。结构：由寡糖（极性头部）与脂类（非极性尾部）构成。功能：细胞表面受体，参与细胞识别与信号转导。TurntoPage142009-0810细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制膜脂与水混合后的状态及脂质膜的特性与水混合可形成三种结构:胶粒、双层膜囊和双分子层。形成的膜具有自动封闭性在水中自动封闭成中空的稳定结构——脂质体（lip

5、osome）。小的脂质体可融合成大的脂质体，大的脂质体破裂后可形成小的脂质体，自然状态下是粘滞的二维流体。2009-0811细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制（二）膜蛋白膜蛋白的功能细胞内外物质运输（转运蛋白）细胞信号传导（受体蛋白）细胞之间、细胞与细胞间质之间的相互作用（连接蛋白）催化相关代谢反应（酶）膜蛋白的含量不同细胞差异很大，多在40~50%。可低至25%，高至75%，膜功能越复杂蛋白含量越高。2009-0812细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制1.内在蛋白螺旋疏水区跨膜1次至多次，亲水部分位于膜内外两侧；以共价键与胞质面脂层连接（图4-8,A-C）；为不溶性蛋白2.外在蛋白：膜内外

6、侧均有分布；以离子键、氢键附着于膜脂极性头部或内在蛋白表面（图4-8,G,H）；为可溶性蛋白2009-0813细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制3.脂锚定蛋白（原属外在蛋白）膜两侧均有分布，不贯穿脂双层；以共价键直接与膜脂分子结合或通过寡糖链间接与膜脂分子链接（图4-8,D-F）；属可溶性蛋白2009-0814细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制（三）膜糖类1.膜糖的种类：主要有半乳糖，半乳糖氨，葡萄糖，葡萄糖氨，甘露糖，岩藻糖，唾液酸（N-乙酰神经氨酸）。占膜物质的2~10%。2.膜糖存在形式：均以寡糖链与蛋白质或脂类结合；分布于动物细胞表面，构成cellcoat或称glycocalyx。3

7、.膜糖功能：吸附水分，形成粘性表面，使细胞免受机械损伤或化学损伤；直接参与细胞识别、配体受体识别、细胞免疫和粘附作用。2009-0815细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制二、细胞膜的分子结构模型（一）片层结构模型1.细胞膜是蛋白质-磷脂-蛋白质的三夹板样结构2.由JDanielli&HDavson于1935年根据膜的物理性质推理出。（二）单位膜模型1.细胞膜呈暗-明-暗的三夹板样结构，暗层各2nm，明层3.5nm，总厚度7nm2.由D