生物化學(xué)生物膜和物質(zhì)運輸

1、關(guān)于生物化學(xué)生物膜與物質(zhì)運輸?shù)谝粡?，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月本章主要內(nèi)容： 生物膜的化學(xué)組成 生物膜的性質(zhì)和結(jié)構(gòu) 物質(zhì)的跨膜運輸?shù)诙?，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 生物膜（Bio-membrane）是指細(xì)胞的膜系統(tǒng)。原核生物只有質(zhì)膜，而真核生物除了質(zhì)膜（plasma membrane），還有細(xì)胞器的膜，如核膜、線粒體膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜等。 幾乎所有的生理活動都與生物膜相關(guān)，例如物質(zhì)運輸、能量轉(zhuǎn)換、信息傳遞、細(xì)胞的分裂、運動、相互識別和通訊，以至腫瘤的發(fā)生等。第三張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月一個動物的上皮細(xì)胞及其膜系統(tǒng)第四張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6

2、月1. 生物膜的化學(xué)組成 所有生物膜幾乎都是由蛋白質(zhì)和脂類兩大物質(zhì)組成，尚含有少量糖、金屬離子和水。1.1 膜脂 磷脂（甘油磷脂、鞘磷脂） 糖脂 膽固醇第五張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月以甘油為基礎(chǔ)形成的甘油磷脂（glycerophospholipid）第六張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月以神經(jīng)鞘氨醇為基礎(chǔ)還可以形成鞘磷脂（sphingophospholipid） 膽固醇的分子結(jié)構(gòu)糖脂主要分布在細(xì)胞膜外側(cè)的單分子層中，動物細(xì)胞膜所含的糖脂主要是腦苷脂。第七張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 膜脂分子的特點和結(jié)構(gòu) 雙親性卵磷脂親水的極性的頭部疏水的非極性的尾部第八張

3、，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月第九張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 微團(tuán)雙分子層 脂質(zhì)體膜的基本結(jié)構(gòu)脂質(zhì)雙層（Lipid bilayer）waterwater第十張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月1.2 膜蛋白 膜蛋白具有重要的生物功能，是生物膜實施功能的場所。可以分為外周蛋白和內(nèi)在蛋白。它們是受體，酶，抗原，通道和骨架蛋白等。 外周蛋白（peripheral protein） 分布于雙層脂膜的外表層。 與膜的結(jié)合比較疏松，容易從膜上分離出來。 外周蛋白比較親水，能溶解于水。 內(nèi)在蛋白（integral protein） 蛋白的部分或全部嵌在雙層脂膜的疏水層中。 難

4、溶于水，且不容易從膜中分離出來。 主要以-螺旋形式存在。第十一張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月第十二張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月跨膜蛋白（transmembrane protein)第十三張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月1.3 膜糖生物膜中的寡糖鏈在信息傳遞和細(xì)胞的相互識別方面有重要作用。糖蛋白上的寡糖鏈總是指向細(xì)胞的外面第十四張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月生物膜上各種化學(xué)組成之間的關(guān)系第十五張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 生物膜的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)特點2.1 生物膜的運動膜脂分子：分子擺動、旋轉(zhuǎn)運動、側(cè)向運動、翻轉(zhuǎn)運動等。膜蛋白：擴散運動

5、 、旋轉(zhuǎn)運動。 第十六張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月證明膜蛋白可以在脂質(zhì)雙層中進(jìn)行自由側(cè)向運動紅色熒光標(biāo)記抗體綠色熒光標(biāo)記抗體第十七張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.2 膜的相變溫度及其影響因素 相變溫度（Tc）是膜脂物理狀態(tài)互相轉(zhuǎn)變的臨界溫度。高于相變溫度時，膜呈流動的液態(tài)，低于相變溫度時，膜呈凝固的膠態(tài)。 第十八張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 相變溫度受膜脂中脂肪酸的組成影響。烴鏈短的脂肪酸和不飽和脂肪酸的含量較高時，膜脂的相變溫度較低，膜呈現(xiàn)較好的流動性。膽固醇參與膜脂流動性的調(diào)節(jié)。第十九張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十張，PPT共三十

6、八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.3 流動鑲嵌模型（ Mosaic fluid model）第二十一張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月生物膜結(jié)構(gòu)要點:生物膜的基本結(jié)構(gòu)是脂質(zhì)雙層,蛋白質(zhì)或鑲嵌在膜上或結(jié)合在膜的表面,膜上的寡糖鏈總是指向膜的胞外一側(cè)。膜上的成分是運動的,隨溫度變化,脂質(zhì)雙層呈液晶態(tài)或凝膠態(tài).膜的相變溫度與膜上脂肪酸烴鏈的長度和飽和程度有關(guān)。脂質(zhì)雙層的組成成分呈不對稱分布。第二十二張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運3.1 物質(zhì)運輸?shù)墓δ?維持細(xì)胞的容積、形態(tài)、滲透壓、電解質(zhì)的濃度，為細(xì)胞的生理活動提供適宜的環(huán)境 從環(huán)境攝取營養(yǎng)物質(zhì)，向環(huán)境排出代謝廢物

7、第二十三張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月3.2 小分子物質(zhì)和離子的過膜轉(zhuǎn)運 簡單擴散（simple diffusion)順濃度梯度不需要供應(yīng)能量 易化擴散（facilitated diffusion）順濃度梯度不需要供應(yīng)能量需要通道蛋白或載體蛋白介導(dǎo) 主動轉(zhuǎn)運（active transport)逆濃度梯度消耗能量(如ATP)需要轉(zhuǎn)運載體第二十四張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月簡單擴散易化擴散主動運輸物質(zhì)的電化學(xué)梯度 第二十五張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 1、簡單擴散順濃度梯度注意電荷、極性與大小的影響 2、易化擴散順濃度梯度 注意需要載體或通道協(xié)助 通道載體第

8、二十六張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 以鈉鉀泵，又稱Na+ K+ ATP酶（Na+ K+ ATP ase）為例。 它是廣泛存在于動物細(xì)胞膜上的離子運載體，為蛋白二聚體。其功能是保持細(xì)胞內(nèi)高鉀低鈉，細(xì)胞外高鈉低鉀的濃度梯度，轉(zhuǎn)運過程消耗ATP。 鈉鉀泵有兩種構(gòu)型：EI型：親鈉排鉀，脫磷酸的形式EII型：親鉀排鈉，磷酸化的形式兩種構(gòu)型發(fā)生一次互變，轉(zhuǎn)運出3個Na+ ，輸入2個K+ ，消耗一分子ATP。3、主動運輸?shù)诙邚?，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十八張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十九張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十張，PPT共三十八頁

9、，創(chuàng)作于2022年6月第三十一張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十二張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月3.3 大分子物質(zhì)的過膜轉(zhuǎn)運胞吞與胞吐受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用(receptor-mediated endocytosis ) 免疫球蛋白 低密度脂蛋白（LDL，血漿中的膽固醇轉(zhuǎn)運蛋白）分泌蛋白的胞內(nèi)轉(zhuǎn)運過程 信號肽學(xué)說（signal peptide hypothesis）第三十三張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十四張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十五張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月受體介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)吞作用受體內(nèi)吞泡配體溶酶體內(nèi)體第三十六張，PPT