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1、第四章细胞质膜细胞质膜的结构模型生物膜基本特征与功能膜骨架第一节细胞质膜的结构模型细胞膜(cellmembrane),又称质膜(plasmamembrane)指围绕在细胞最外层,由脂类和蛋白质组成的薄膜.细胞内膜生物膜(biomembrane)。细胞膜的结构模型(流动镶嵌模型)膜脂——生物膜的基本组成成分膜蛋白一、生物膜的结构模型1890s,E.Overton发现脂溶性物质容易透过细胞,推测细胞膜由连续的脂类物质组成。1925年,荷兰的两位科学家E.Gorter和F.Grendel根据对红细胞的研究，提出质膜的脂双层(lipidbilayer)结构电镜下的红细胞
2、实验结果证明∶红细胞膜脂与表面积之比约为1.8～2.2∶1。但细胞质膜的表面张力比油水界面的表面张力小得多,加入蛋白质则降低了表面张力.(?)◆蛋白质-脂类-蛋白质三明治质膜结构模型J.F.Danielli&H.Davson(1935年)单位膜模型蛋白质-脂类-蛋白质暗-亮-暗◆1959年,J.D.Robertson在电子显微镜下发现细胞膜是暗---明---暗的三层，总厚度为7.5nm，中间层为3.5nm，内外两层各为2.0nm。并推测:暗层是蛋白质,透明层是脂,这就是通用的单位膜模型。流动镶嵌模型(Fluidmosaicmodel)◆1972年,SJSinger&G.Nic
3、olson根据免疫荧光技术和冰冻蚀刻技术的研究结果,在单位膜模型的基础上提出的,强调膜的流动性和膜蛋白分布的不对称性.11Fluidmosaicmodel1膜的流动性膜蛋白和膜脂均可侧向运动2膜蛋白分布的不对称性12冰冻蚀刻技术 揭示的膜结构其他的细胞膜结构模型是对流动镶嵌模型的充实，完善和补充液晶态模型板块镶嵌模型脂筏模型脂筏模型脂筏区域富含胆固醇生物膜结构的特征1磷脂双分子层是组成生物膜的基本结构成分,尚未发现膜结构中起组织作用的蛋白；2蛋白分子以不同方式镶嵌在脂双层分子中或结合在其表面,膜蛋白是赋予生物膜功能的主要决定者；3膜的流动性：生物膜可看成蛋白质在双层脂分子中的
4、二维溶液，其相互作用复杂并与膜蛋白和膜脂的流动性相关。是生物膜的基本特征之一,是细胞进行生命活动的必要条件。二、膜脂（一）成分1.磷脂50%以上2.糖脂5%-10%3.胆固醇和中性脂1/3是生物膜的基本组成成分,每个动物细胞膜上约有109个脂分子膜脂1.磷脂phospholipids,50%,含有磷酸基团（甘油磷脂,鞘磷脂）生物膜磷脂特征：(1)1极性头+2非极性尾；(2)脂肪酸碳链为偶数(14,16,18或20个碳原子)；(3)饱和脂肪酸根（如软脂酸）常含不饱和脂肪酸（如油酸,300弯曲）磷脂酰胆碱,(卵磷脂)甘油磷脂包括:磷脂酰丝氨酸磷脂酰乙醇胺磷脂酰肌醇等分为:甘油磷脂
5、和鞘磷脂2.糖脂（glycolipid）,5%-10%,含糖不同细胞中所含糖脂的种类不同如：神经细胞的神经节苷脂类，人红细胞表面的ABO血型糖脂糖脂细菌、植物细胞糖脂：由甘油酯类衍生来。动物细胞糖脂：几乎由鞘氨醇衍生来-鞘糖脂糖基---头、两条烃链---尾半乳糖脑苷脂神经节苷脂糖脂(Glycolipid)●糖脂普遍存在于原核和真核细胞膜上,含量约占膜脂的5%-10%;●最简单的糖脂是半乳糖脑苷脂,它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,它是神经原质膜具特征性的成分;glycolipidsGlycolipids半乳糖脑甘脂GM1神经节甘脂唾液酸Blood
6、groupantigens.ABO血型抗原是一种糖脂,其寡糖部分决定抗原特异性3.胆固醇和中性脂1/3胆固醇存在于动物和少数植物细胞膜上，细菌细胞不含胆固醇，某些细菌膜中含甘油作用：调节膜的流动性增强膜的稳定性降低水溶性物质的通透性SteroidAmphipathic(两性分子)AnimalcellsMembranefluidity“buffer”胆固醇固醇环膜脂的功能◆构成膜的基本骨架,去除膜脂,则使膜解体;◆是膜蛋白的溶剂，一些蛋白通过疏水端同膜脂作用，使蛋白镶嵌在膜上，得以执行特殊的功能;◆膜脂为某些膜蛋白(酶)维持构象、表现活性提供环境,一般膜脂本身不参与反应(细菌的
7、膜脂参与反应);◆膜上有很多酶的活性依赖于膜脂的存在。有些膜蛋白只有在特异的磷脂头部基团存在时才有功能。（二）膜脂的运动方式六种主要方式①侧向扩散运动；②旋转运动；③摆动运动④伸缩震荡运动；⑤翻转运动；⑥旋转异构化运动。（三）脂质体（liposome)是根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层的趋势而制备的人工膜.分子团脂质体(a)水溶液中的磷脂分子团；(b)球形脂质体；(c)平面脂质体膜；(d）用于疾病治疗的脂质体的示意图脂质体的应用研究膜生物学性质基因转移作为药物载体三、膜蛋白是膜功能的主要体现
