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第四章细胞质膜

2016-11-07 22:33:25   0  举报

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细胞生物学第四章知识点总结

细胞生物学

细胞质膜

第四章

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大纲/内容

细胞质膜

指围绕在细胞最外层，主要由膜脂、膜蛋白和膜糖所组成的生物膜。<br>

基本作用是维护细胞内微环境的相对稳定,并参与同外界环境进行物质运输、能量转换和信息传递<br>

结构模型

<div>三明治模型</div>

1925年Hugh Davson和James Daniellie提出，由双层脂类分子及其内外表面附着的蛋白质构成的

<div>单位膜模型</div>

1959年J.D. Robertson推测，所有的生物膜都由蛋白质-脂质-蛋白质的单位膜构成

<div>流动镶嵌模型</div>

1972年S.JSinger和G.LNicolson提出，主要强调膜的流动性和膜蛋白分布的不对称性

脂筏模型

1988年Simons认为，在甘油磷脂为主体的生物膜上，胆固醇、鞘磷脂等富集区域形成相对有序的脂相，如同漂浮在脂双层上的"脂筏"一样载着执行某些特定生物学功能的各种膜蛋白

目前对生物膜结构的认识

<div>磷脂分子在水相中具有自发封闭的性质</div>

细胞生命活动中，生物膜处于不断的动态变化中

<div>生物膜可看成是蛋白质在双层脂分子中的二维溶液</div>

<div>蛋白质分子以不同方式镶嵌在脂双层分子中或结合在其表面</div>

基本成分

膜脂

生物膜的基本组成成分

成分

甘油磷脂

构成膜脂的主要成分，占整个膜脂的50%以上，是3-磷酸甘油的衍生物，主要在内质网合成

特征

<div>脂肪酸碳链为偶数</div>

<div>具有一个极性头和两个非极性的尾</div>

<div>除饱和脂肪酸外常含1-2 个双键的不饱和脂</div>

鞘脂

鞘氨醇的衍生物，是一类含量较少的膜脂。主要在高尔基体合成

<div>鞘磷脂形成的脂双层厚度较甘油磷脂厚度大</div>

固醇

胆固醇及其类似物，是一种分子刚性很强的两性化合物

固醇分子

<div>极性的头部：羟基</div>

非极性的类固醇环结构<br>

<div>一个非极性的碳氢尾部</div>

脂质体

<div>根据磷脂分子可在水相中形成稳定脂双层膜的现象而制备的人工膜</div>

<div>可嵌入不同的膜蛋白，是研究膜脂与膜蛋白生物学性质以及转基因、药物靶向的好材料</div>

运动方式

<div>脂分子尾部摆动<br></div>

沿膜平面的侧向运动<br>

<div>脂分子围绕轴心的自旋运动<br></div>

双层脂分子之间的翻转运动

膜蛋白

<div>膜蛋白种类繁多，赋予生物膜重要的生物学功能</div>

类型

外在膜蛋白

又称外周膜蛋白，是水溶性蛋白质

靠离子键或其他较弱的键与膜表面的膜蛋白分子或膜脂分子结合

内在膜蛋白

又称整合膜蛋白，部分或全部镶嵌在细胞膜中或内外两侧，以非极性氨基酸与脂双分子层的非极性疏水区相互作用而结合在质膜上

<div>内在膜蛋白与膜脂结合的方式</div>

膜蛋白的跨膜结构域与脂双层分子的疏水核心相互作用

<div>通过自身在胞质一侧的半胱氨酸残基共价结合到膜脂肪酸分子上</div>

<div>跨膜结构域两端带正电荷的氨基酸残基或带负电的氨基酸残基通过Ca2+、Mg2+与带负电的磷脂极性头部相互作</div>

脂锚定膜蛋白

通过与之共价相连的脂分子插入膜的脂双分子中，而锚定在细胞质膜上，其水溶性的蛋白质部分位于脂双层外

类型

通过糖脂锚定在细胞质膜上

<div>烃链结合到膜蛋白 C 端的半胱氨酸残基上<br></div>

<div>脂肪酸结合到膜蛋白 N 端的甘氨酸残基上</div>

去垢剂

一端亲水、一端疏水的两性小分子，是分离与研究膜蛋白的常用试剂

可分为离子型去垢剂和非离子型去垢剂

膜糖

共价连接在膜脂和膜蛋白（90％）上，占细胞膜重量的2－10％，含量的多少与细胞的类型有关

质膜上的糖类与蛋白质（90％以上）和脂类共价连接形成糖蛋白或者糖脂

基本特征

膜的流动性

膜的流动性是是所有的生物膜的基本特征，是细胞生长增殖等生命活动的必要条件，膜的流动状态受细胞代谢过程的调节

影响膜脂流动性的因素

温度

影响膜流动性的主要因素，在一定温度范围内，温度越高膜的流动性越强

膜脂的结构和组成

<div>卵磷脂或鞘脂含量：含量高，流动性低</div>

<div>脂肪酸链的不饱和程度：不饱和脂肪酸越多，流动性越高</div>

<div>脂肪酸链的长度：长链越多，流动性越低；短链越多，流动性越高</div>

胆固醇：相变温度以下，增加胆固醇可提高流动性；相变温度以上，增加胆固醇可降低流动性

膜蛋白

<div>膜骨架的影响</div>

<div>相邻细胞的影响</div>

<div>细胞外基质的影响</div>

<div>整合蛋白相互间的影响</div>

细胞外配体、抗体及药物大分子的影响

膜蛋白的流动性

膜蛋白的运动

定向移动

局部移动

膜的不对称性

膜脂的不对称性

脂双层中分布的各类脂的比例不同，各种细胞的膜脂不对称性差异很大

膜蛋白的不对称

<div>外周蛋白分布的不对称  细胞质面少</div>

整合蛋白内外两侧氨基酸残基数目的不对称

膜糖的不对称性

<div>细胞质膜上的寡糖链都位于质膜外表面，内膜系统中的寡糖链则面向细胞器腔面</div>

膜骨架

细胞质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构，参与维持质膜形状并协助质膜完成多种生理功能

主要功能

提供细胞识别位点

为多种酶提供结合位点

作为疾病治疗的药物靶标

为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境

选择性物质运输，并伴随能量物质的传导

介导细胞与细胞、细胞与胞外基质之间的连接

质膜参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构

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