細(xì)生-第4章第四章細(xì)胞膜和物質(zhì)跨膜運(yùn)輸

掌握小分子物質(zhì)跨膜方式及特點(diǎn)，大分子和顆粒物質(zhì)的胞吞和胞吐作用，受體細(xì)胞膜概細(xì)胞膜（cellmemberane)：是包圍在細(xì)胞外周的一層薄膜，又稱質(zhì)膜（plasmamembrane).單位膜：“二暗一明”的膜式結(jié)構(gòu)叫三層夾板式結(jié)構(gòu)細(xì)胞內(nèi)膜：細(xì)胞內(nèi)除了細(xì)胞膜以外的細(xì)胞內(nèi)所有膜性結(jié)構(gòu)。生物膜：細(xì)胞膜和細(xì)胞內(nèi)膜的統(tǒng)稱。細(xì)胞膜的維持細(xì)胞的形態(tài)、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定、物 、能量轉(zhuǎn)換、信息傳遞、免疫、等三、細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)模細(xì)胞膜的化學(xué)組成主要是脂類、蛋白質(zhì)和糖類 脂類 約化 蛋白質(zhì)：約組 糖類 （一）膜脂——細(xì)胞膜的基本組甘油磷脂的化學(xué)結(jié)甘磷脂酰膽油磷脂酰乙醇磷脂磷脂酰絲氨非極性尾部為順式，在烴鏈中產(chǎn)生30o彎曲。醇環(huán)固定在磷脂分子頭部的烴鞘半乳糖苷鞘半乳糖苷腦苷

神經(jīng)節(jié)苷％）疾病與糖脂：兒童所患的性（Tay-sachsdisease）就是因?yàn)樵谏窠?jīng)節(jié)苷脂GM2加工成為GM3，結(jié)果A型：膜脂寡糖鏈的末端是N-乙酰半乳糖胺，GalNAcB型：末端是半乳糖，GalO脂(a)水溶液中的磷脂分子團(tuán)；(b)球形脂；(c)平面脂膜；(d）用于疾病治療的脂的示意圖脂是根據(jù)磷脂分子可在水相中形成穩(wěn)定的脂雙層膜的 （1）脂的應(yīng)脂中裹入DNA可用于轉(zhuǎn)移在臨床治療中,脂作為藥物或酶等載研究膜脂與膜蛋白及其生物學(xué)性質(zhì)（二）蛋白質(zhì)——細(xì)胞膜功能膜蛋白：生物膜所含的蛋白質(zhì)質(zhì)完成的。如：載體連接受體各類整合蛋白（integral外周蛋白（peripheral脂錨定蛋白（lipid-anchored整合蛋白（integral外在蛋白(Peripheral脂錨定蛋白(lipid-anchored（三）膜糖——覆蓋在細(xì)胞表糖類約占細(xì)胞膜總重量糖胞的2％～10％ 萼）共價(jià) 糖類+膜糖

糖脂 類糖類+膜蛋

共價(jià)鍵糖蛋 細(xì)胞N-連接；O-連——不對(duì)（一）細(xì)胞膜的不對(duì)稱膜脂和糖脂的不對(duì)稱脂質(zhì)雙分子層中，各層所含磷脂種類有明顯不同*膜蛋白的不對(duì)稱性是指每種膜蛋白分子在細(xì)胞膜上都有特定的排布方向，與其功能相適應(yīng)，這是膜蛋白不對(duì)稱性的主要因素。是生物膜膜蛋白的不對(duì)稱性包整合蛋外周蛋4.膜不對(duì)膜脂、膜蛋白及膜糖分布的不對(duì)稱性導(dǎo)致了膜功能的不對(duì)稱性和方向性。保證了生命活動(dòng)的高度有序性。糖脂是位于脂雙層的外側(cè)，——可能作為細(xì)胞外配體(ligand)的受體磷脂酰膽堿——在衰老的淋巴細(xì)胞外表面，作為讓吞噬細(xì)胞吞噬的信號(hào)；磷脂酰膽堿出現(xiàn)在血小板的外表面，作為血凝固的信號(hào)。細(xì)胞膜的流動(dòng)性膜的脂和蛋白質(zhì)分子的運(yùn)動(dòng)性。膜膜脂膜脂分子的運(yùn)側(cè)向擴(kuò)散：同一平面上相鄰的脂分子交換位置旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：膜脂分子圍繞與膜平面垂直的軸進(jìn)行快速旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)：膜脂分子圍繞與膜平面垂直的軸進(jìn)行左右擺動(dòng)伸縮震蕩：脂肪酸鏈沿著與縱軸進(jìn)行伸縮震蕩運(yùn)動(dòng)翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：膜脂分子從脂雙層的一層翻轉(zhuǎn)到另一層。是在翻轉(zhuǎn)（flippase）的催化下完成影響膜脂流動(dòng)性的因膽固醇相變溫度以下，膽固醇的含量增加可晶態(tài)的形成脂肪酸鏈的飽和度：脂肪酸鏈所含雙鍵越多越不飽和，使膜流動(dòng)性增加卵磷脂/鞘磷脂：該比例高則膜流動(dòng)性增加，因?yàn)榍柿字扯雀哂诼蚜字渌蛩兀耗さ鞍缀湍ぶ慕Y(jié)合方式、溫度、酸堿度、離子強(qiáng)度等膜蛋③如果沒有膜的流動(dòng)性，細(xì)胞外的營養(yǎng)物質(zhì)無法進(jìn)入，細(xì)細(xì)胞就要停止新陳代謝而。⑤如果沒有流動(dòng)轉(zhuǎn)換是不可能的 E.Overton1895現(xiàn)凡是溶于脂肪的物質(zhì)很容易透過植物的細(xì)胞膜， E.Gorter&F.Grendel1925用提取了人類紅細(xì)胞質(zhì)膜的脂類成分，將其鋪展在水面，測(cè)出膜脂展開的面積二倍于細(xì)胞表面積，因而推測(cè)細(xì)胞膜由雙層脂分子組成。 J.Danielli&H.Davson1935發(fā)現(xiàn)質(zhì)膜的表面張力比油－水界面 J.D.Robertson1959用超薄切片技術(shù)獲得了清晰的細(xì)胞膜， S.J.Singer&G.Nicolson1972根據(jù)免疫熒光技術(shù)、冰凍蝕刻技術(shù)的研究結(jié)果，在”單位膜”模型的基礎(chǔ)上提出”流動(dòng)鑲嵌模型”。強(qiáng)調(diào)膜的流動(dòng)性和膜蛋白分布的不對(duì)稱性。 K.Simonsetal(1997):脂筏模型（lipidrafts FunctionalraftsinCellmembranes.Nature387:569-572（二）單位膜模（三）流動(dòng)鑲嵌模（四）脂筏第二節(jié)小分子物質(zhì)的跨膜基本途徑

四、主動(dòng)后三者都是需要膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白介導(dǎo)的跨膜方小分子的熱運(yùn)動(dòng)可使分子以擴(kuò)散的方式從分子或離子以擴(kuò)散的方式跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)中，不需要特點(diǎn)

③沒有膜蛋白的協(xié)助，也稱擴(kuò)散條件（二）膜的選擇通透二、膜蛋白介導(dǎo)的跨膜載體蛋

能特異性結(jié)合溶質(zhì)分子，通過構(gòu)象的改變進(jìn)行物質(zhì)的蛋白質(zhì)，可介導(dǎo)運(yùn) 特點(diǎn)③載體蛋白又稱為通透酶(Permease):通道蛋道蛋白參與的只是，并且是從高濃度向低濃度，所以不消耗能量。特點(diǎn)（二）離子通道——高效轉(zhuǎn)運(yùn)各種離特點(diǎn)

通道，如乙酰膽堿受體(如圖）體，和陰離子通道，如甘氨酸和γ－水通道（water1991年Agre發(fā)現(xiàn)第一個(gè)水通道蛋白CHIP28（28KD）， 細(xì)胞迅速膨脹，5分鐘內(nèi)破裂。純化的CHIP28 2003年Agre與離子通道的研究者M(jìn)acKinnon同獲化三、易化擴(kuò)散-載體介主動(dòng)根據(jù)主動(dòng)過程所需能量來源的不同可主動(dòng)的特點(diǎn)是①逆濃度梯度（逆化學(xué)梯度）主動(dòng)所需的能量來源主要有①協(xié)同中的離子梯度動(dòng)力ATP驅(qū)動(dòng)的泵通過水解ATP③光驅(qū)動(dòng)的泵利用光能物質(zhì)，見于細(xì)菌（二）離子泵水解ATP進(jìn)行主動(dòng)ABC運(yùn)器（ABC離子濃度驅(qū)動(dòng)的協(xié)同（1）工作原理Na+-K+泵的作用①維持細(xì)胞的滲透性，保持細(xì)胞的體積②維持低Na+高K+的細(xì)胞內(nèi)環(huán)境③維持細(xì)胞的靜息電位（2）P型離子泵，每分解一個(gè)ATP分子，泵出2個(gè)Ca2+。位于肌質(zhì)網(wǎng)上的鈣離子泵占鈉鈣交換器（Na+-Ca2+exchanger），屬于反向協(xié)同體系，通過鈉鈣交（3）.質(zhì)子P-type：如植物細(xì)胞膜上的H+泵、動(dòng)物胃表皮細(xì)胞的H+-K（胃酸）V-type：存在于各類小泡膜上，水解ATP產(chǎn)生能量，但不發(fā)F-type：利用質(zhì)子動(dòng)力勢(shì)合成ATP，即ATP合酶，位于細(xì)菌質(zhì)膜、線粒體內(nèi)膜、類囊體膜上。（4）.ABC運(yùn)最早發(fā)現(xiàn)于細(xì)菌，是一龐大的蛋白，都有兩個(gè)高度保守的ATP結(jié)合區(qū)（ATPbindingcassette），故名。ABC轉(zhuǎn)運(yùn)器與病原體對(duì)藥物的抗性有關(guān)。MDR（multidrugprotein）是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的真核細(xì)胞ABC轉(zhuǎn)運(yùn)器，是多藥抗性蛋白，約40%患者的癌細(xì)胞內(nèi)該過度表達(dá)。MammalianMDR1靠間接提供能量完成主動(dòng)。所需能量來自膜兩側(cè)離子的動(dòng)物細(xì)胞中常常利用膜兩側(cè)Na+濃度梯度來驅(qū)動(dòng)植物細(xì)胞和細(xì)菌常利用H+濃度梯度來驅(qū)動(dòng)分為：同向協(xié)同（symport）和反向協(xié)同（antiport）（1）同向協(xié)同和1、同向協(xié)同隨著Na+的進(jìn)入。某些細(xì)菌對(duì)2、反向協(xié)同33如Na+驅(qū)動(dòng)的Cl--HCO即Na+與HCO-的進(jìn)入伴隨著Cl-33（三）主動(dòng) 的比(易化擴(kuò)散脂否是ATP無有有無有有第三節(jié)大分子和顆粒物質(zhì)的跨膜膜泡完成大分子與顆粒性物質(zhì)的跨膜。在轉(zhuǎn)運(yùn) 根據(jù)物質(zhì)的方向分為：胞吞作用和胞吐作用（一）吞噬作（二）胞飲作（三）受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作二、胞吐作用吞噬作用（較大的固體顆粒物質(zhì)，如細(xì)菌、細(xì)胞碎片等胞飲作用（物質(zhì)為液體或極小的顆粒物質(zhì)定義：細(xì)胞膜凹陷或形成偽足，攝入直徑大于250nm的顆粒物質(zhì)（如細(xì)菌、細(xì)胞碎片等）的過程，形成的泡稱為吞噬體或吞噬泡。特點(diǎn) 胞吞物為大分子和顆粒物微絲和結(jié)合蛋白細(xì)胞分布性粒細(xì)巨噬細(xì)作用：防御侵染和清除工在機(jī)體防御中發(fā)揮重要作用\吞作用稱為胞飲作用（pinocytosis）特點(diǎn)胞吞泡的形成：配體和受體結(jié) 網(wǎng)格蛋白

有被小泡介導(dǎo)的選擇性示意胞飲作用和吞噬作用的特物轉(zhuǎn)運(yùn)方胞吞泡形成機(jī)胞飲作溶小于連續(xù)的過網(wǎng)格蛋白和接合素蛋吞噬作大顆大于微絲和結(jié)合蛋定義有些物質(zhì)如LDL（低密度脂蛋白）進(jìn)入細(xì)胞必須特點(diǎn)LDL二、胞吐作用（外排作用排出細(xì)胞之外的過程。胞吐作用是將細(xì)胞產(chǎn)生的酶、結(jié)構(gòu)性途調(diào)節(jié)性途（一）結(jié)構(gòu)性途結(jié)構(gòu)性（組成型）途徑：所有真核細(xì)胞都有從體囊泡向質(zhì)膜的過程，其作用在于質(zhì)網(wǎng)或體中或選擇性地進(jìn)入溶酶體和調(diào)節(jié)性泡外，其余的蛋白均沿著粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→體→泡→細(xì)胞表面這一途徑完成其轉(zhuǎn)運(yùn)過程。分布：存在所有的動(dòng)物細(xì)胞中（二）調(diào)節(jié)性途 粘液或消化酶）在泡內(nèi)，當(dāng)細(xì)胞在受到胞外信號(hào)刺激時(shí)，泡與質(zhì)膜融合并將內(nèi)含物出去。其蛋白分選信號(hào)存在于蛋白本身，由體TGN上特殊的受體選擇性地包裝為小泡。分布：調(diào)節(jié)型的外排途徑存在于特化 細(xì)胞（一）細(xì)胞外定義：動(dòng)物細(xì)胞表面的一層富含糖類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，稱為細(xì)胞外被或糖萼（glycoalyx）。用重金屬,如釕紅染色后，在電鏡下可顯示厚作用：保護(hù)，細(xì)胞通信，并與細(xì)胞表面的抗原性有紅細(xì)胞質(zhì)膜上的糖鞘脂是AB0血型系統(tǒng)的血型抗原，糖鏈結(jié)構(gòu)基本相同，膠是蛋白質(zhì)合成的的重要場(chǎng)所,同時(shí)還參與多種生化反應(yīng)。（一）（二）（一）細(xì)胞表面伸出的細(xì)長(zhǎng)突起，廣泛存在于動(dòng)物細(xì)胞表直徑約為0.1μm。內(nèi)芯由肌動(dòng)蛋白絲束組成肌動(dòng)蛋白絲之間由許多微絨毛蛋白（villin）和絲束蛋白（fimbrin）組成的橫橋相連微絨毛處質(zhì)膜有myosinI構(gòu)成的側(cè)臂與肌動(dòng)蛋白絲束相連，從而將肌動(dòng)蛋白絲束固作用：擴(kuò)大了細(xì)胞的表面積，有利于細(xì)胞同外環(huán)境的物質(zhì)交換。如小腸上微絨毛，使細(xì)胞表面積擴(kuò)大了30倍。小鼠腎曲管上皮細(xì)胞微絨毛，冰凍蝕（二）（三）著結(jié)構(gòu)，與吞噬顆粒物質(zhì)有關(guān)。肺巨噬細(xì)胞吞噬大腸桿菌（顯示褶皺第五節(jié)胞膜異常與疾