生物化學(xué)膜結(jié)構(gòu)和物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)

生物化學(xué)膜結(jié)構(gòu)和物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)2022/10/262

體內(nèi)外各種刺激信息分子靶細(xì)胞受體跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo)胞內(nèi)第二信使按一定的途徑

傳遞信息直接影響酶活性→調(diào)控代謝速率調(diào)控基因表達(dá)

生物學(xué)效應(yīng)2022/10/263一、理論教學(xué)（36學(xué)時(shí)）

1）生物膜的組成、結(jié)構(gòu)與物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)

2）代謝調(diào)節(jié)及基因表達(dá)調(diào)控

3）信息分子

4）膜受體與跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo)

5）胞內(nèi)信息傳遞途徑

6）癌基因與細(xì)胞信息傳遞二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)（24學(xué)時(shí):5月-15、16、22、23、24日?？赡苡凶儎?dòng)?)

1)Western-blotting檢測(cè)大鼠肝組織清蛋白的表達(dá)變化

2）酶蛋白(AKP)的分離、提取與鑒定技術(shù)

3）Sephadex凝膠過(guò)濾層析技術(shù)2022/10/264主要參考書(shū)籍：1.劉景生主編，《細(xì)胞信息與調(diào)控》.中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué)出版社.2004.032.ReginaldH.Garrett.Biochemistry.生物化學(xué)(影印版).高等教育出版社.2005.113.GeraldKarp.CellandMolecularBiology，分子細(xì)胞生物學(xué)(影印版).高等教育出版社.2006.07***金國(guó)琴主編，《生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)講義》.上海中醫(yī)藥大學(xué)教材科.2008.05

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第一章生物膜的結(jié)構(gòu)與物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)

1、生物膜的化學(xué)組成

2、生物膜的結(jié)構(gòu)

3、生物膜的合成

4、物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)2022/10/266生物膜（biologicalmembrane）：

細(xì)胞質(zhì)膜以及包裹各種細(xì)胞器的膜性結(jié)構(gòu)?；竟δ埽?）極性物質(zhì)的通透屏障；2）維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境相對(duì)恒定;3）參與細(xì)胞各種活動(dòng)。2022/10/2671、生物膜的化學(xué)組成

脂類(lèi)蛋白質(zhì)糖類(lèi)非共價(jià)結(jié)合，糖類(lèi)含5％左右。兩者組成比以1:44:1不等；與膜功能的復(fù)雜性有關(guān)?！c脂類(lèi)和蛋白質(zhì)以共價(jià)鍵結(jié)合，2022/10/268Myelinsheathmembrane187652022/10/269

1.1膜脂（4050％）

1.1.1磷脂磷酸甘油酯神經(jīng)鞘磷脂(鞘磷脂）磷脂

糖脂膽固醇—生物膜的重要組成分;——主要分布在腦和神經(jīng)組織。2022/10/2610

OR1–C–O-CH2OR2–C–O–CHOCH2–O–P–O-H(x)O-1)

磷酸甘油酯

磷脂酸2022/10/2611磷脂酸(PA)磷脂酰膽堿(PC)磷脂酰乙醇胺(PE)磷脂酰絲氨酸(PS)磷脂酰甘油(PG)心磷脂(DPG)磷脂酰肌醇(PI)Phosphatidicacid脂肪酸鏈的長(zhǎng)度和不飽和程度，可影響膜的流動(dòng)性。2022/10/26122)神經(jīng)鞘磷脂(鞘磷脂：sphingomyelin)神經(jīng)鞘胺醇(sphingosine)神經(jīng)酰胺(ceramide,Cer)鞘磷脂(sphingomyelin,SM)2022/10/2613

糖脂

(鞘)糖脂（Glycosphingolipids）:

屬于神經(jīng)鞘氨醇衍生物，結(jié)構(gòu)類(lèi)似于鞘磷脂。神經(jīng)酰胺(cer)

+單糖（Gal/Glc）→→腦苷脂神經(jīng)酰胺(cer)

+寡糖→→神經(jīng)節(jié)苷脂鞘糖脂*

甘油糖脂

--存在于動(dòng)物的神經(jīng)細(xì)胞中存在于細(xì)菌和植物細(xì)胞2022/10/2614

糖脂(GM1)

腦苷酯(cerebroside)神經(jīng)節(jié)苷脂(ganglioside)

神經(jīng)節(jié)苷脂的功能1）作為神經(jīng)細(xì)胞膜的重要組成分，與神經(jīng)可塑性有關(guān)；2）作為某些神經(jīng)遞質(zhì)、激素的受體；3）在外周可作為某些毒素受體，如分布于小腸上皮細(xì)胞的GM1

作為霍亂毒素的受體缺失相關(guān)的連接酶，可引起嚴(yán)重的肌肉震顫，最終導(dǎo)致癱瘓。2022/10/2615神經(jīng)節(jié)苷脂(GM2)2022/10/26161.1.3膽固醇（cholesterol）膜中膽固醇的作用：穩(wěn)定膜中磷脂兩條鏈的伸展?fàn)顟B(tài)，參與調(diào)節(jié)生物膜的流動(dòng)性。2022/10/2617

磷酸甘油酯

磷脂

神經(jīng)鞘磷脂膜脂糖脂鞘糖脂

甘油糖脂

膽固醇腦苷酯神經(jīng)節(jié)苷脂PA（母體結(jié)構(gòu)）

PC/PE

PS/PI/PG/DPG2022/10/26181.1.4膜脂的結(jié)構(gòu)特征兩性分子分子的一側(cè)含親水部分（極性頭部）分子的另一側(cè)含疏水部分（疏水尾部）2022/10/2619

一些主要膜脂的結(jié)構(gòu)

膽固醇鞘磷脂磷脂酰膽堿2022/10/26202022/10/2621體外構(gòu)建脂質(zhì)體*：作為藥物的載體，用于腫瘤的靶向治療。2022/10/26221.2膜蛋白（約占生物膜50％）功能越復(fù)雜的生物膜，其蛋白質(zhì)含量越高。

外周蛋白(peripheralprotein)——附著在細(xì)胞膜內(nèi)外表面內(nèi)在蛋白（intrinsicprotein）

——鑲嵌在脂雙層中2022/10/2623外周蛋白（約占膜蛋白總量的20％30％）一般用溫和方法（改變離子強(qiáng)度、pH等）即可提取。內(nèi)在蛋白（約占膜蛋白總量的70％80％）2022/10/2624

貫串全層的內(nèi)在蛋白又稱跨膜蛋白（transmembraneprotein）橫跨膜一次的蛋白，稱1TM蛋白；跨膜四次，稱4TM蛋白；跨膜七次，稱7TM蛋白。2022/10/26

鑲嵌在膜中的蛋白以疏水氨基酸區(qū)與脂雙層中脂酸烴鏈發(fā)生疏水相互作用而結(jié)合，一般不易被提取。

內(nèi)在蛋白常需用較劇烈的試劑，如去垢劑、有機(jī)溶劑等才能提取出來(lái)。即使被提取出來(lái)，也易重新聚集而沉淀下來(lái)。

成熟紅細(xì)胞例外，其無(wú)細(xì)胞器，常作為制備膜蛋白的材料。

基本過(guò)程：

紅細(xì)胞→低滲溶脹、破膜→釋出Hb→保留質(zhì)膜（即：膜蛋白）→SDS電泳→染色→大約見(jiàn)到15個(gè)蛋白區(qū)帶。2022/10/2626

人紅細(xì)胞膜蛋白SDS圖譜

血影蛋白

(外周蛋白)

錨蛋白

帶Ⅲ蛋白

血型蛋白血影蛋白帶Ⅲ蛋白占60％以上血型蛋白2022/10/2627紅細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)面血影蛋白（specrin,3X105/cell，占總外周蛋白的75％）由、β鏈構(gòu)成二聚體，進(jìn)一步頭－頭相連構(gòu)成延長(zhǎng)的四聚體纖維，組成纖維狀的膜骨架。然后通過(guò)錨蛋白與帶Ⅲ蛋白連接，或通過(guò)帶4.1蛋白與血型蛋白連接，分布于質(zhì)膜內(nèi)表面。血影蛋白主要作用：

在質(zhì)膜內(nèi)表面，與肌動(dòng)蛋白和原肌球蛋白一起構(gòu)成蛋白網(wǎng)絡(luò)，以維持紅細(xì)胞的雙凹外形，及必須的變形性、彈性和柔韌性。2022/10/2628紅細(xì)胞膜外側(cè)面內(nèi)側(cè)面帶Ⅲ蛋白——跨膜糖蛋白（1x106/cell）

由2個(gè)相同亞基構(gòu)成的二聚體，每個(gè)亞基橫跨膜1214次，構(gòu)成陰離子通道蛋白。帶Ⅲ蛋白的主要作用：

（1）帶Ⅲ蛋白的膜內(nèi)側(cè)N端為膜骨架蛋白及某些酶蛋白提供結(jié)合位點(diǎn)；（2）帶Ⅲ蛋白是轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，是HCO3-和Cl-的交換器。2022/10/2629

帶Ⅲ蛋白是陰離子通道蛋白2022/10/2630

血型蛋白（GLC）——跨膜糖蛋白（6X105/cell）

GLCA由131個(gè)aa構(gòu)成，橫跨膜1次；膜外側(cè)有16個(gè)寡糖鏈—末端為唾液酸，帶負(fù)電；血型糖蛋白的主要作用：（1）使紅細(xì)胞表面帶大量負(fù)電荷，避免紅細(xì)胞凝集；（2）

GLCA膜內(nèi)側(cè)C端為膜骨架蛋白提供結(jié)合位點(diǎn)；（3）GLCA含有流感病毒和惡性瘧原蟲(chóng)的結(jié)合