生物膜与细胞的物理特性

《生物膜与细胞的物理特性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、4生物膜与细胞的物理特性生物膜(biomembrane)是对细胞膜(cellmembrane)及细胞内膜系统(endomembranesystem)的统称。为厚度约7.5nm的3层式膜（各约2.5nm）结构。膜结构膜结构生物膜是由两层脂类分子以疏水端相对排列成双分子层骨架，其中结合了或多或少的蛋白质和糖类等分子。4．1生物膜的功能区域化（compartmentalization)、物质通透和输运(transport)的调节、能量转换(energyconversion)、外界信号的识别与传递、细胞间相互作用(intercellu

2、larinteraction)、生化活性的定位(locusforbiochemicalactivities)、细胞的发育和分化以及神经传导、激素作用等等都与生物膜有密切关系。4．2生物膜的组成表8—1膜的化学组成(％)膜的类别蛋白质脂类糖类髓鞘18793人红细胞质膜49438小鼠肝细胞质膜44524变形虫质膜54424盐杆菌紫膜75250内质网膜6733线粒体内膜76240(1~2)菠菜叶绿体片层膜70300生物膜的组成大体上说，生物膜中的脂类约占总量的50％，蛋白质占40％，糖类占2～10％，膜上含有结合状态的结构水，并存在

3、与某些膜蛋白结合的金属离子。脂类和蛋白质的比例在不同的生物膜中相差很大。功能越复杂，其蛋白质所占的比例越大，反之，功能越简单，其蛋白质的含量和种类越少。一般古细菌膜不含脂类，而含醚类，甘油与脂肪醇以醚键相连。4．2．1膜脂及其分子的双亲性生物膜中的脂类，大多是极性脂类均为双亲性分子根据疏水部分结构，可以分为3大类，固醇、甘油脂、鞘脂和鞘磷脂。也可分为磷脂(phospholipid)、糖脂(glycolipid)和固醇。鞘脂鞘脂又可分为，脑苷脂（cerebroside，CER）、神经节苷脂（ganglisoides，GM）和鞘磷

4、脂。前两者是糖脂，神经节苷脂在神经细胞质膜中含量最丰富，约占总脂的5~10%。多数细胞质膜中也含有少量的神经节苷脂，已经鉴定出40多种神经节苷脂。4．2．1膜脂及其分子的双亲性主要类型：磷脂(phospholipid)、糖脂(glycolipid)和固醇(stecol)。主要的膜脂（1）、磷脂磷脂是生物膜中最重要、含量又最丰富的脂类，约占膜脂总量的50%以上。所有动物细胞的膜毫无例外地都含有磷脂。磷酸甘油酯鞘氨醇磷脂磷酸甘油脂游离脂肪酸及其分子式（2）．糖脂（2）．糖脂约占膜脂总量的5%。与磷脂相似，糖脂也可分为两类：糖基甘油

5、酯和糖鞘脂(glycosphingolipids)，糖鞘脂又分为中性糖鞘脂和酸性糖鞘脂。糖脂广泛分布于动物、植物和微生物细胞的膜系统中，生物膜中的糖脂只存在于脂双层的外层表面，其中的糖残基暴露于细胞表面。（3）．固醇类（3）．固醇类固醇是环戊烷多氢菲的衍生物。胆固醇对调节膜的流动性、加强膜的稳定性有作用。（3）．固醇类胆固醇在哺乳类的质膜中约含总脂质的45％（50%）。在高尔基体膜、溶酶体膜中，胆固醇的含量也很高，但在内质网膜及线粒体膜中含量很低，植物细胞质膜中常见的是豆固醇(sitgmasteol)和谷固醇(sitosetr

6、ol)，二者分别存在于大豆、麦芽中。麦角固醇(ecgosterol)则是真核微生物膜中的主要固醇，主要存在于酵母菌、霉菌中。原核细胞的质膜中则不含胆固醇。膜脂分子糖脂、磷脂和固醇。磷脂根据磷酸基连接基团的不同分为磷脂酰胆碱（phosphatidylcholine，PC；卵磷脂，lecithin）、磷脂酰乙醇胺（phosphatidylethannamine，PE；脑磷脂，cephalin）、磷脂酰丝氨酸（phosphatidylserine，PS）、磷脂酰肌醇（phosphatidylinositides，PI，包括PI、PI

7、P和PIP2）、心磷脂（cardiolipin，CL）等；糖脂根据糖基的不同分为若干种。其中每一种因所含脂肪酸的不同又分为若干种，如根据脂肪酸链的含双键的情况分为饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸（双键的数目可以为1~5），脂肪酸链的长度可为12~26个碳。如果再考虑构象变化，每一种中都包括若干种。（4）、膜脂分子的形状及其双亲性一头是极性，另一头是非极性的分子电性（a）电学磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺在生理条件下是电中性(electroneutral)分子。磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇、磷脂酰甘油和二磷脂酰甘油（心磷脂）都属于负电性(anio

8、nic)磷脂，在生理条件下，它呈负电性。（b）水溶特性生物膜中的磷脂、糖脂、胆固醇均为双亲性分子(amphipathicmolecules)或兼性分子（zwitterionic），它们的疏水尾部为脂肪酸、醛、醇、鞘氨醇衍生物或固醇分子的长链脂肪酸，亲水头部为磷脂酰碱基、糖残基