第四章 细胞膜的与物质的跨膜运输ppt课件.ppt

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1、第四章细胞膜与物质的跨膜运输细胞膜（cellmembrane）概念：包围在细胞质表面的一层薄膜，又称质膜（plasmamembrane）功能：1）为细胞的生命活动提供了稳定的内环境2）是细胞内外物质、信息、能量交换的“门户”细胞内膜(endomembrane)概念：除细胞膜外，真核细胞内许多膜性细胞器的膜，如线粒体膜、内质网膜、高尔基复合体膜、溶酶体膜、核膜、各种泡状结构等，称为细胞内膜。任何生物膜在电镜下都呈现“暗—明—暗”三层结构，故将这三层结构称为单位膜。生物膜细胞膜细胞内膜生物膜(biomembrane)细胞膜细胞质一、生物膜的化学组成生物膜脂

2、类、蛋白质、糖类水、无机盐、金属离子——主要成分——少量成分蛋白质/脂类：在不同种类生物膜中有所不同各种生物膜中蛋白质与脂类的含量比为1:4到4:1。一般地说：功能多而复杂的膜，蛋白质/脂类大；功能少而简单的膜，蛋白质/脂类小。例如：线粒体内膜中蛋白质占75%，而髓鞘中蛋白质的占18%，红细胞膜中蛋白质占50%第一节细胞膜的化学组成与分子结构（一）膜脂（membranelipid）构成细胞膜的基本骨架均为双亲性分子(amphipathicmolecule)：既有亲水性的一端，又有疏水性的一端分子膜脂磷脂胆固醇糖脂甘油磷脂鞘磷脂磷脂酰胆碱（卵磷脂）磷脂酰

3、乙醇胺（脑磷脂）磷脂酰丝氨酸磷脂酰肌醇CH2—CH—CH2OOC=OC=OOP脂肪酸脂肪酸胆碱-丝氨酸乙醇胺肌醇极性头部（亲水）非极性尾部（疏水）OHCHNHCHC=O1.磷脂是膜脂的主要成分甘油脂分子团脂双分子层双亲性分子在水溶液中的两种排列方式脂质体(liposome)水水可作为细胞膜的研究模型；生物大分子和药物的运载体；转基因；疾病的诊断及治疗等。2.胆固醇胆固醇是细胞膜中另一类重要的脂质，分子量小，在膜中散布在磷脂分子之间。动物细胞膜中胆固醇含量高，植物细胞膜中胆固醇含量低。胆固醇也是双亲性分子，极性头部为羟基团，非极性的疏水结构为固醇环和烃链

4、。功能：调节膜的流动性和加强膜的稳定性。极性头部非极性尾部3.糖脂普遍存在原核和真核细胞质膜表面，其含量占膜脂总量的5%以下。不同的糖脂主要区别在极性的头部，最简单的糖脂是脑苷脂，其极性头部仅有一个葡萄糖或半乳糖，较复杂的糖脂是神经节苷脂，其极性头部含7个糖残基，还有唾液酸，主要在神经细胞的细胞膜上。糖脂均位于质膜的非胞质面，糖基暴露于细胞表面，其作用可能作为某些大分子的受体，参与细胞识别及信号转导。糖脂的化学结构CH2—CH—CH2OP脂肪酸脂肪酸OHCHNHCHC=OGal——（二）膜蛋白（功能分类）转运蛋白——转运特定分子或离子酶类——催化相关代

5、谢反应连接蛋白——连接相邻细胞或细胞骨架与细胞外基质受体蛋白——接受外界信号刺激，引起胞内相关反应膜蛋白的功能（二）膜蛋白(membraneprotein)膜蛋白是膜功能的主要体现者。核基因组编码的蛋白质中30%左右的为膜蛋白。根据与膜脂的结合方式以及在膜中的位置的不同，膜蛋白分为:内在膜蛋白（intrinsicprotein）或跨膜蛋白脂锚定蛋白（lipid-anchoredprotein）或脂连接蛋白外在膜蛋白（extrinsicprotein）或外周蛋白1.内在膜蛋白（intrinsicmembraneprotein）又称为整合蛋白，占膜蛋白总量

6、的70%-80%，以不同程度嵌入脂双层，或贯穿全膜,称跨膜蛋白。两亲性分子。与膜结合非常紧密，须用去垢剂从膜上去除，常用SDS和Triton-X100。内在膜蛋白跨膜结构域与膜脂结合部位：1）跨膜结构域疏水部位形成α螺旋，通过范德华力与脂双层的脂肪酸链相互作用。也有跨膜蛋白是以β片层跨膜2）某些α螺旋形成跨膜通道，介导小分子物质的跨膜运输。如红细胞质膜上的带III蛋白，可介导Cl-/HCO3-的跨膜运输。蛋白与膜的结合方式①、②跨膜蛋白；③、④脂锚定蛋白；⑤、⑥外周蛋白2.外在膜蛋白（peripheralprotein）又称外周蛋白，占膜蛋白总量的20

7、%-30%。全位于脂双层外，通过非共价键附在脂类分子头部或跨膜蛋白的亲水区侧，间接与膜结合。它属于水溶性蛋白，与膜结合较弱，一般用温和的方法，改变溶液的离子强度或PH，就能从膜上分离下来，不需要破坏膜结构。如红细胞的血影蛋白和锚蛋白都属于外周蛋白。稳定红细胞的形态，结构和功能。蛋白与膜的结合方式①、②跨膜蛋白；③、④脂锚定蛋白；⑤、⑥外周蛋白3.脂锚定蛋白（lipidanchoredprotein）又称脂连接蛋白，位于膜的两侧，很像外周蛋白，但不同的是脂锚定蛋白以共价键与脂双层内的脂分子结合。脂锚定蛋白结合脂类的两种方式：1）蛋白质直接与脂双层中的脂结

8、合。如Src和Ras2）通过糖磷脂酰肌醇(GPI)间接同脂双层中的脂结合。结合方式的优点：在膜