细胞4,细胞膜与细胞表面2012.ppt

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1、第四章:细胞质膜I.细胞质膜的结构模型II.生物膜基本特征与功能III.膜骨架1细胞质膜的结构模型A.生物膜的结构模型三明治式结构模型单位膜模型（1959年）流动镶嵌模型（1972年）（要点：流动性、镶嵌性、不对称性和蛋白质的极性。液晶态模型板块镶嵌模型脂筏模型B生物膜结构的基本特点A.基本化学组成：膜脂、膜蛋白、膜糖。B.基本结构成分:磷脂分子形成以疏水性非极性尾部相对，极性头部朝向水相的磷脂双分子层。C.蛋白质分子以不同的方式镶嵌在脂双层分子中或结合在其表面，蛋白的类型、分布的不对称性及其与脂分子的协同作用赋予生物膜具有各自的特性与

2、功能。D.生物膜可看成是蛋白质在双层脂分子中的二维溶液。主要包括:磷脂（磷酸甘油脂、鞘磷脂）、糖脂、胆固醇（动物细胞）A.膜脂1.2膜的化学组成1.2膜的化学组成与基本功能磷脂构成膜脂的基本成分，约占整个膜脂的50%以上。磷脂磷脂构成膜脂的基本成分，约占整个膜脂的50%以上。有一个极性头和两个非极性尾脂肪酸碳链为偶数不饱和脂肪酸多为顺式磷脂磷脂分子自发的形成圆形双层膜结构胆固醇:在调节膜的流动性，增加膜的稳定性以及降低水溶性物质的通透性方面起重要作用。脂筏：质膜上富含胆固醇和鞘磷脂的动态微结构域。由于鞘磷脂具有较长的饱和脂肪酸链，分子间

3、的作用力较强，所以这些区域结构致密，介于无序液体与液晶之间。脂筏就像一个蛋白质停泊的平台，与膜的信号转导、蛋白质分选均有密切的关系。主要包括:磷脂（磷酸甘油脂、鞘磷脂）、糖脂、胆固醇（动物细胞）糖脂：不同细胞中的含量和种类不同，均具有重要的生物学功能。A.膜脂膜脂的基本功能：构成细胞膜的基本骨架。为某些膜蛋白维持其特定的构象、表现活性提供环境。1.2膜的化学组成与基本功能B.膜蛋白有50余种，在不同细胞中的含量差别较大，25-75%。根据基本功能可分为：通道蛋白、连接蛋白、受体蛋白、膜蛋白酶膜蛋白分类：膜蛋白可通过各种形式与脂双层交联。

4、蛋白质与脂双层交联的方式反映其功能。根据在膜中的位置不同，大致可分为三类。外周(外在)蛋白：为水溶性，靠离子键或其他弱相互作用与膜表面的蛋白或脂分子结合。通过改变溶液的离子强度甚至提高温度即可从膜上分离，而膜结构不被破坏。整合(内在)蛋白：与膜结合非常紧密，只有用除垢剂使膜崩解后才能分离出来，占绝大多数。脂锚定蛋白：通过与之共价相连的脂分子插入膜脂双分子层，从而锚定在质膜上。大多数膜内在蛋白的跨膜结构域含有20个左右的疏水氨基酸残基，形成α螺旋。跨膜结构域两端携带+e的氨基酸残基与磷脂分子带-e的极性头形成离子键，或带-e的氨基酸残基通

5、过离子与带+e的磷脂极性头相互作用。Bacteriorhodopsinconsistslargelyofmembrane-spanningahelices内在膜蛋白与膜脂结合的方式Thetransmembraneαhelicesinmultipassmembraneproteinsoccupyspecificpositionsinthefoldedproteinstructurethataredeterminedbyinteractionsbetweentheneighboringhelices.Theseinteractionsare

6、crucialforthestructureandfunctionofthemanychannelsandtransportersthatmovemoleculesacrosslipidbilayers.Convertingasingle-chainmultipassproteinintoatwo-chainmultipassprotein.βbarrel——Anotherstructuralmotifcommoninmembraneproteins跨膜结构域一般仅有10-12个氨基酸残基。大量存在于线粒体、叶绿体和细菌的外膜，但也仅只

7、是在这些部位比较多。一些是成孔蛋白，选择性转运通过小的亲水分子或离子。一些是非孔蛋白，为受体或酶。single-passtransmembraneproteinsAtransmembraneproteinalwayshasauniqueorientationinthemembrane.ThisreflectsboththeasymmetricmannerinwhichitisinsertedintothelipidbilayerintheERduringitsbiosynthesisandthedifferentfunctionsofi

8、tscytosolicandnoncytosolicdomains.Thesedomainsareseparatedbythemembrane-spanningsegmentsofthepolypeptid