页数:45页文件大小:7.85 MB来源: 细胞生物学ppt课件
本课件讲解质膜的化学组成与分子结构:先讲膜脂、膜蛋白与膜糖三类组分,再沿 Overton、Gorter、Danielli 到 Robertson 梳理质膜结构研究历史,最后阐述流动镶嵌模型的流动性与不对称性特征及质膜功能。
Chapter 4-1 Plasma Membrane and Cell Surface:本讲介绍细胞质膜的化学组成与分子结构。
生物膜是细胞进行生命活动的重要结构基础,能量转换、蛋白质合成、物质运输、信息传递、细胞运动等活动都与膜的作用有着密切的关系。
第四章 细胞质膜与细胞表面:
各种膜所含的蛋白质与脂类的比例大小同膜的功能有关(膜的功能主要由蛋白质承担):机能活动较旺盛的膜,蛋白质含量就高。
源文件该页仅给出“脂类 30~70%”“蛋白质 20~70%”的宽泛区间,且未明确标示区间与组分的对应顺序;不同教材常引用“蛋白质约 50%、脂质约 40~50%、糖类 1~10%”的参考值。此处保留源文件表述,引用时请以所用教材为准。
一、膜脂:脂质构成了膜的结构骨架,约占膜重的 50%。
图示三类膜脂的分子结构:含磷酸质脂(磷脂)、含糖质脂(糖脂)与胆固醇。
脂质体可用于转基因,或制备药物,利用脂质体可以和细胞膜融合的特点,将药物送入细胞内部。
图示脂质体的球形双层结构,其内部空腔可包裹药物或核酸分子。
膜脂分子的特性:
膜脂双层不对称性的维持有着重要的生理意义!有一些疾病在膜脂双层的不对称方面有所反映,存在质膜脂双层不对称性发生紊乱的现象,如镰刀状贫血病、糖尿病红细胞、未分化肿瘤细胞等疾病。
膜脂双层要靠脂分子的不断动态变化来维持这种脂双层的不对称性。
膜脂构成了膜的基本框架,但膜的许多功能是由膜蛋白来执行的——蛋白质是构成膜的另一种主要成分。
膜蛋白的两种存在形式:
跨膜蛋白,有的是一次穿膜,有的是多次穿膜,其穿膜部分的肽链大都以 α-螺旋构象存在。
3. 整合蛋白的糖基化:大多数整合蛋白在质膜外表面结合有寡糖链——形成糖蛋白(glycoprotein)。
4. 膜蛋白的种类(有的膜蛋白兼具两种功能):
三、膜糖:主要为寡糖,以寡糖链的形式与脂类和蛋白质共价形成糖脂和糖蛋白,构成细胞外被。
细胞外被的分子结构图解:
第一节 质膜的化学组成小结:
第二节 质膜的分子结构。一、质膜结构研究历史:
4. J. D. Robertson 1959:用超薄切片技术获得了清晰的红细胞细胞膜照片,显示暗—明—暗三层结构,厚约 7.5 nm;这就是所谓的“单位膜”模型。
认为:构成膜的蛋白质和脂类分子具有镶嵌关系,膜蛋白分布不对称,而且膜的结构处于流动变化之中(该模型荣获 1972 年诺贝尔奖)。
周边蛋白与膜的结合比较疏松,用温和的方法即可将其分离下来。在人的红细胞内表面有一种红细胞膜蛋白——血影蛋白。
膜蛋白有的则附着在其它膜蛋白上:附着膜蛋白与周边蛋白相互作用,构成膜表面的蛋白网络。
无论是整合蛋白还是周边蛋白,至少有一端露出膜表面,没有完全埋在膜内部的蛋白质分子。除了强调脂类分子与蛋白质分子的镶嵌关系外,还强调了膜的流动性——主张膜总是处于流动变化之中。
二、质膜流动镶嵌模型(二)膜的流动性质:膜的流动性由膜脂和蛋白质的分子运动两个方面组成。
影响膜脂分子流动性的因素:
此外还有膜脂的极性基团、环境温度、离子强度、金属离子等因素。
2.膜蛋白的分子运动:主要有侧向扩散和旋转扩散两种运动方式,可用细胞融合技术检测侧向扩散。
1970年 Larry Frye 等人将人和鼠的细胞膜用不同荧光抗体标记后,让两种细胞融合,观察到两种荧光逐渐混合,证明膜蛋白可以侧向扩散。
第二节 质膜的分子结构:本节包括膜的流动性及其证据、膜蛋白运动的制约因素、质膜的不对称性以及质膜的功能。
膜蛋白的运动性的制约因素:
光脱色恢复技术(fluorescence recovery after photobleaching, FRAP)可以研究膜蛋白,也可以研究膜脂的流动性。后来有许多实验结果支持了膜具有流动性的观点,如淋巴细胞的成斑反应和成帽反应。
膜的流动性不是质膜所独有的属性,细胞内的各种膜,如内质网膜、线粒体膜等也都具有流动性。
膜流动性的生理意义:质膜的流动性是保证其正常功能的必要条件。跨膜物质运输、细胞信息传递、细胞识别、细胞免疫、细胞分化、激素的作用等等,都与膜的流动性密切相关。
二、质膜流动镶嵌模型(三)质膜的不对称性:质膜的内外两层的组分和功能有明显的差异,称为膜的不对称性。
脂双分子层的内外两层是不对称的:在人 RBC 质膜中,卵磷脂(lecithin,磷脂酰胆碱)和鞘磷脂(sphingomyelin)存在于脂双层的外单层;而含氨基的脂类(如磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸)则主要存在于质膜脂双层的内单层。
(三)质膜的不对称性:
(三)质膜的不对称性 3. 膜糖的不对称: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。
生物膜的三大特征:1. 流动性 2. 镶嵌性 3. 不对称性。
生物膜的三大特征:1. 流动性 2. 镶嵌性 3. 不对称性。
三、质膜的功能:
第二节 质膜的分子结构小结:
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