細(xì)胞質(zhì)膜2010課件.ppt

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1、第四章細(xì)胞質(zhì)膜?細(xì)胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)模型?生物膜基本特征與功能?膜骨架第一節(jié)細(xì)胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)模型細(xì)胞膜(cellmembrane),又稱(chēng)質(zhì)膜(plasmamembrane)指圍繞在細(xì)胞最外層,由脂類(lèi)和蛋白質(zhì)組成的薄膜.細(xì)胞內(nèi)膜生物膜(biomembrane)。?細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)模型(流動(dòng)鑲嵌模型)?膜脂——生物膜的基本組成成分?膜蛋白一、生物膜的結(jié)構(gòu)模型1890s,E.Overton發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)容易透過(guò)細(xì)胞,推測(cè)細(xì)胞膜由連續(xù)的脂類(lèi)物質(zhì)組成。1925年,荷蘭的兩位科學(xué)家E.Gorter和F.Grendel根據(jù)對(duì)紅細(xì)胞的研究，提出質(zhì)膜的脂雙層(lipidbilayer)結(jié)構(gòu)電鏡下的紅細(xì)胞

2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明∶紅細(xì)胞膜脂與表面積之比約為1.8～2.2∶1。但細(xì)胞質(zhì)膜的表面張力比油水界面的表面張力小得多,加入蛋白質(zhì)則降低了表面張力.(?)◆蛋白質(zhì)-脂類(lèi)-蛋白質(zhì)三明治質(zhì)膜結(jié)構(gòu)模型J.F.Danielli&H.Davson(1935年)單位膜模型蛋白質(zhì)-脂類(lèi)-蛋白質(zhì)暗-亮-暗◆1959年,J.D.Robertson在電子顯微鏡下發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜是暗---明---暗的三層，總厚度為7.5nm，中間層為3.5nm，內(nèi)外兩層各為2.0nm。并推測(cè):暗層是蛋白質(zhì),透明層是脂,這就是通用的單位膜模型。流動(dòng)鑲嵌模型(Fluidmosaicmodel)◆1972年,SJSinger&G.Nic

3、olson根據(jù)免疫熒光技術(shù)和冰凍蝕刻技術(shù)的研究結(jié)果,在單位膜模型的基礎(chǔ)上提出的,強(qiáng)調(diào)膜的流動(dòng)性和膜蛋白分布的不對(duì)稱(chēng)性.11Fluidmosaicmodel1膜的流動(dòng)性膜蛋白和膜脂均可側(cè)向運(yùn)動(dòng)2膜蛋白分布的不對(duì)稱(chēng)性12冰凍蝕刻技術(shù)揭示的膜結(jié)構(gòu)其他的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模型是對(duì)流動(dòng)鑲嵌模型的充實(shí)，完善和補(bǔ)充液晶態(tài)模型板塊鑲嵌模型脂筏模型脂筏模型脂筏區(qū)域富含膽固醇生物膜結(jié)構(gòu)的特征1磷脂雙分子層是組成生物膜的基本結(jié)構(gòu)成分,尚未發(fā)現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)中起組織作用的蛋白；2蛋白分子以不同方式鑲嵌在脂雙層分子中或結(jié)合在其表面,膜蛋白是賦予生物膜功能的主要決定者；3膜的流動(dòng)性：生物膜可看成蛋白質(zhì)在雙層脂分子中的

4、二維溶液，其相互作用復(fù)雜并與膜蛋白和膜脂的流動(dòng)性相關(guān)。是生物膜的基本特征之一,是細(xì)胞進(jìn)行生命活動(dòng)的必要條件。二、膜脂（一）成分1.磷脂50%以上2.糖脂5%-10%3.膽固醇和中性脂1/3是生物膜的基本組成成分,每個(gè)動(dòng)物細(xì)胞膜上約有109個(gè)脂分子膜脂1.磷脂phospholipids,50%,含有磷酸基團(tuán)（甘油磷脂,鞘磷脂）生物膜磷脂特征：(1)1極性頭+2非極性尾；(2)脂肪酸碳鏈為偶數(shù)(14,16,18或20個(gè)碳原子)；(3)飽和脂肪酸根（如軟脂酸）常含不飽和脂肪酸（如油酸,300彎曲）磷脂酰膽堿,(卵磷脂)甘油磷脂包括:磷脂酰絲氨酸磷脂酰乙醇胺磷脂酰肌醇等分為:甘油磷脂

5、和鞘磷脂2.糖脂（glycolipid）,5%-10%,含糖不同細(xì)胞中所含糖脂的種類(lèi)不同如：神經(jīng)細(xì)胞的神經(jīng)節(jié)苷脂類(lèi)，人紅細(xì)胞表面的ABO血型糖脂糖脂細(xì)菌、植物細(xì)胞糖脂：由甘油酯類(lèi)衍生來(lái)。動(dòng)物細(xì)胞糖脂：幾乎由鞘氨醇衍生來(lái)-鞘糖脂糖基---頭、兩條烴鏈---尾半乳糖腦苷脂神經(jīng)節(jié)苷脂糖脂(Glycolipid)●糖脂普遍存在于原核和真核細(xì)胞膜上,含量約占膜脂的5%-10%;●最簡(jiǎn)單的糖脂是半乳糖腦苷脂,它僅有一個(gè)半乳糖作為極性頭部;●變化最多、最復(fù)雜的是神經(jīng)節(jié)苷脂,它是神經(jīng)原質(zhì)膜具特征性的成分;glycolipidsGlycolipids半乳糖腦甘脂GM1神經(jīng)節(jié)甘脂唾液酸Blood

6、groupantigens.ABO血型抗原是一種糖脂,其寡糖部分決定抗原特異性3.膽固醇和中性脂1/3膽固醇存在于動(dòng)物和少數(shù)植物細(xì)胞膜上，細(xì)菌細(xì)胞不含膽固醇，某些細(xì)菌膜中含甘油作用：調(diào)節(jié)膜的流動(dòng)性增強(qiáng)膜的穩(wěn)定性降低水溶性物質(zhì)的通透性SteroidAmphipathic(兩性分子)AnimalcellsMembranefluidity“buffer”膽固醇固醇環(huán)膜脂的功能◆構(gòu)成膜的基本骨架,去除膜脂,則使膜解體;◆是膜蛋白的溶劑，一些蛋白通過(guò)疏水端同膜脂作用，使蛋白鑲嵌在膜上，得以執(zhí)行特殊的功能;◆膜脂為某些膜蛋白(酶)維持構(gòu)象、表現(xiàn)活性提供環(huán)境,一般膜脂本身不參與反應(yīng)(細(xì)菌的

7、膜脂參與反應(yīng));◆膜上有很多酶的活性依賴(lài)于膜脂的存在。有些膜蛋白只有在特異的磷脂頭部基團(tuán)存在時(shí)才有功能。（二）膜脂的運(yùn)動(dòng)方式六種主要方式①側(cè)向擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)；②旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；③擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)④伸縮震蕩運(yùn)動(dòng)；⑤翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；⑥旋轉(zhuǎn)異構(gòu)化運(yùn)動(dòng)。（三）脂質(zhì)體（liposome)是根據(jù)磷脂分子可在水相中形成穩(wěn)定的脂雙層的趨勢(shì)而制備的人工膜.分子團(tuán)脂質(zhì)體(a)水溶液中的磷脂分子團(tuán)；(b)球形脂質(zhì)體；(c)平面脂質(zhì)體膜；(d）用于疾病治療的脂質(zhì)體的示意圖脂質(zhì)體的應(yīng)用?研究膜生物學(xué)性質(zhì)?基因轉(zhuǎn)移?作為藥物載體三、膜蛋白是膜功能的主要體現(xiàn)