《生物膜》ppt课件

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1、1生物膜2341895年，欧文顿（E.Overton）一.对生物膜结构的探究历程51925年，E.Gorter和F.Grendel用有机溶剂抽提人的红细胞膜的膜脂成分，并测定膜脂单层分子在水中的铺展面积，发现它为红细胞表面积的2倍。提示：质膜是由双层脂分子组成。6发现质膜的表面张力比油水界面的表面张力小很多Davson和Danielli推测，脂质中含有蛋白质成分，并提出了“蛋白质-脂质-蛋白质”的三明治模型71959年，罗伯特森（J.D.Robertsen）在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。提出：单位膜模型8

2、1970年，LarryFrye等，用荧光标记法证实细胞膜具有流动性91972年，桑格和尼克森提出流动镶嵌模型。1011二.生物膜的化学组成细胞质膜(PlasmaMembrane)内膜系统(EndomembraneSystem)生物膜(Biomembrane)12生物膜主要由蛋白质（60-70%）和脂类（25-40%）组成，少量的碳水化合物（5%），金属离子和水。13主要有三种类型：磷酯（>50%）糖脂（>5%）胆固醇1.膜脂14分为甘油磷脂和鞘磷脂磷脂分子的亲水端是磷酸基团，称为头部；疏水端是两条长短不一的烃链,称为尾部

3、，一般含有14～24个偶数碳原子（线粒体内膜上的心磷脂有四条尾巴）；其中一烃链常含有一个或数个双键，双键的存在造成这条不饱和链有一定角度的扭转。1.1磷脂(phospholipids)1516糖脂是含糖而不含磷酸的脂类，普遍存在于原核和真核细胞膜上,含量约占膜脂的5%以下；最简单的糖脂是半乳糖脑苷脂，仅有一个半乳糖作为极性头部；变化最多、最复杂的是神经节苷脂；1.2糖脂(Glycolipid)17半乳糖脑苷脂2.GM1神经节苷脂3.唾液酸18胆固醇存在于真核细胞膜中：动物细胞膜胆固醇的含量较高；植物细胞膜中主要为谷甾醇、

4、豆甾醇；胆固醇的功能：提高双脂层的力学稳定性，调节双脂层流动性，降低水溶性物质的通透性。1.3固醇（Cholesterol）19沿膜平面的侧向运动（基本运动方式）脂分子围绕轴心的自旋运动脂分子尾部的摆动双层脂分子之间的翻转运动1.4膜脂的四种运动方式2021根据与膜脂的结合方式和分离的难易程度：外周蛋白内在蛋白2.膜蛋白膜蛋白是生物膜实施功能的基本场所222.1外周蛋白（peripheralproteins）23水溶性蛋白，靠离子键或其它弱键与膜表面的蛋白质分子或脂分子极性头部非共价结合，易分离。占膜蛋白总量的20%～3

5、0%。24内在蛋白约占膜蛋白的70-80%，蛋白的部分或全部嵌在双层脂膜的疏水层中。不溶于水，主要靠疏水键与膜脂相结合；不易从膜中分离出来。内在蛋白与双层脂膜疏水区接触部分，多肽链内形成氢键趋向大大增加，主要以-螺旋和-折叠形式存在，其中又以-螺旋更普遍。2.2内在蛋白（intraralproteins）252627膜蛋白的功能28生物膜中含有一定的寡糖类物质。它们大多与膜蛋白结合，少数与膜脂结合。膜糖全部处于细胞膜的外侧。生物膜中组成寡糖的单糖主要有半乳糖、半乳糖胺、甘露糖、葡萄糖和葡萄糖胺等。糖类化合物在信息传

6、递和识别方面具有重要作用3.膜糖2930脂双分子层是细胞膜的主要结构支架；膜蛋白为球蛋白，分布于脂双层表面或嵌入脂分子中，有的甚至横跨整个脂双层；具有流动性具有不对称性三.流动镶嵌模型31质膜内外两层的组分和功能的差异，称为膜的不对称性；样品经冰冻断裂处理后，细胞膜可从脂双层中央断开，各断面名称不同。1.膜的不对称性3233脂分子在脂双层中呈不均匀分布，质膜的内外两侧分布的磷脂的含量比例也不同。磷脂酰胆碱和鞘磷脂主要分布在外半层，而磷脂酰乙醇胺和磷脂酰丝氨酸主要分布在质膜内半层。1.1膜脂的不对称性34红细胞质膜内外单层

7、膜磷脂的不对称分布35膜蛋白的不对称性是指每种膜蛋白分子在细胞膜上都具有明确的方向性和分布的区域性。各种膜蛋白在膜上都有特定的分布区域。某些膜蛋白只有在特定膜脂存在时才能发挥其功能，如：蛋白激酶C结合于膜的内侧，需要磷脂酰丝氨酸的存在下才能发挥作用；线粒体内膜的细胞色素氧化酶，需要心磷脂存在才具活性。1.2膜蛋白的不对称性36无论在任何情况下，糖脂和糖蛋白只分布于细胞膜的外表面，这些成分可能是细胞表面受体，并且与细胞的抗原性有关。1.3膜糖的不对称性37主要指膜脂分子的侧向运动。脂肪酸链越短，不饱和程度越高，膜脂的相变温

8、度越低，流动性越大2.膜的流动性38四.生物膜之间的联系3940细胞的生物膜系统最少有以下三方面的功能：使细胞具有一个相对稳定的内部环境。在物质的运输与交换及信息传递中起决定性作用。增大膜的面积，供酶、核糖体等附着在上面。使各种化学反应有序进行。将细胞分隔成许多小区室，使各种化学反应能同时进行而不互相干扰。五.生物膜