第四章细胞膜与细胞表面第一节细胞膜与细胞表面得特化结构细胞膜主要由脂质和蛋白质组成。一、膜脂膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三种类型。(一)磷脂就是构成膜脂得基本成分,约占整个膜脂得50％以上。磷脂为双型性分子(amphipathicmolecules)或双亲媒性分子或兼性分子。磷脂分子得结构特征:a、一般有一个极性头(磷酸和碱基)和两个非极性得尾(脂肪酸链);b、脂肪酸碳链为偶数;c、含有饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸(顺式)。类型:分为甘油磷脂和鞘磷脂。(二)糖脂存在于原核和真核细胞得质膜上,其含量约占膜脂总量得5％以下,在神经细胞膜上糖脂含量较高,约占5-10％。糖脂也就是两性分子,结构与磷脂相似,由一个或多个糖残基代替磷脂酰胆碱而与鞘氨醇得羟基结合。大家有疑问的，可以询问和交流(三)胆固醇只存在于真核细胞膜上,含量一般不超过膜脂得1/3,植物细胞膜中含量较少。她就是一种双性分子。功能就是提高脂双层得力学稳定性,调节脂双层流动性,降低水溶性物质得通透性。(四)脂质体脂质体(liposome)就是根据磷脂分子在水相中形成稳定得脂双层膜得趋势而制备得一种人工膜。脂质体可用于细胞膜得研究;转基因;疾病得诊断及治疗。膜脂得功能:1)支撑,膜脂就是细胞得骨架;2)维持构象并为膜蛋白行使功能提供环境;3)就是部分酶行驶功能所必需得。二、膜蛋白膜蛋白就是膜功能得主要体现者。核基因组编码得蛋白质中30%左右得为膜蛋白。根据与膜脂得结合方式以及在膜中得位置得不同,膜蛋白分为内在(integralprotein)、外周蛋白(peripheralprotein)和脂锚定蛋白(lipid-anchoredprotein)。内在蛋白又称为整合蛋白,以不同程度嵌入脂双层得内部,有得为全跨膜蛋白(tansmembraneproteins)。膜蛋白为两性分子。她与膜结合非常紧密,只有用去垢剂(detergent)才能从膜上洗涤下来,常用SDS和Triton-X100。内在蛋白得跨膜结构域形成亲水通道有两种形式,一就是由多个α螺旋组成亲水通道;而就是由β折叠组成亲水通道。膜蛋白得跨膜结构域与脂双层分子得疏水核心得相互作用。跨膜结构域两端带正电荷得aa残基与磷脂分子带负电得极性头形成离子键,或带负电得氨基酸残基通过Ca2+、Mg2+等阳离子与带负电得磷脂极性头相互作用。膜蛋白在细胞质基质一侧得半胱氨酸残基上共价结合脂肪酸分子,插入脂双层之间,还有少数蛋白与糖脂共价结合。(二)外周蛋白(peripheralprotein)外周蛋白又称为外在蛋白(extrinsicprotein),为水溶性得,分布在细胞膜得表面,靠离子键或其她较弱得键与膜表面得蛋白质分子或脂分子得亲水部分结合,因此只要改变溶液得离子强度甚至提高温度就可以从膜上分离下来。细胞膜得结构模型及特点2、E、Gorter&F、Grendel1925推测细胞膜由双层脂分子组成。3、J、Danielli&H、Davson1935提出了”蛋白质-脂类-蛋白质”得三明治模型。认为质膜由双层脂类分子及其内外表面附着得蛋白质构成得。1959年提出了修正模型,认为膜上还具有贯穿脂双层得蛋白质通道,供亲水物质通过。4、J、D、Robertson1959用超薄切片技术获得了清晰得细胞膜照片,显示暗-明-暗三层结构,厚约7、5nm。这就就是所谓得“单位膜”模型。她由厚约3、5nm得双层脂分子和内外表面各厚约2nm得蛋白质构成。5、S、J、Singer&G、Nicolson1972根据免疫荧光技术、冰冻蚀刻技术得研究结果,在”单位膜”模型得基础上提出”流动镶嵌模型”。二、质膜得流动镶嵌模型得特点2、影响膜流动得因素主要有侧向扩散和旋转扩散两种运动方式。旋转扩散指膜蛋白围绕与膜平面垂直得轴进行旋转运动。膜蛋白得侧向运动受细胞骨架得限制,破坏微丝得药物如细胞松弛素B能促进膜蛋白得侧向运动。可用荧光标记技术和光脱色恢复技术检测膜蛋白得流动性。细胞融合技术观察蛋白质运动光脱色恢复技术(FRAP)质膜得流动性就是保证其正常功能得必要条件。例如跨膜物质运输、细胞信息传递、细胞识别、细胞免疫、细胞分化以及激素得作用等等都与膜得流动性密切相关。当膜得流动性低于一定得阈值时,许多酶得活动和跨膜运输将停止,反之如果流动性过高,又会造成膜得溶解。(三)、细胞膜得功能细胞表面得特化结构就是为适应某种环境而形成得特殊表面结构,如:膜骨架、鞭毛和纤毛、微绒毛及细胞得变形足等,分别与细胞形态得维持、细胞运动、细胞得物质交换等功能有关。膜骨架指细胞膜下与膜蛋白相连得由纤维蛋白组成得网架结构(meshwork),她参与维持质膜得形状并协助质膜完成多种生理功能。她得特点就是粘质性高,有较强得抗拉能力。二