第4章-細胞質膜A

Chapter4-A細胞質膜(PlasmaMembrane)

結構模型與基本成分基本特征與主要功能編輯pptThemodelofanimalcells編輯pptIntroduction生物膜(Biomembrane)細胞質膜(PlasmaMembrane)/細胞膜(CellMembrane)細胞內膜(internalmembrane):內膜系統(EndomembraneSystem)細胞質膜:圍繞細胞最外層，由脂質、蛋白質和糖類組成的生物膜。結構上作為細胞的界膜，功能上在細胞內外物質運輸、能量轉換、信息傳遞過程中起重要作用。編輯pptModelsofmembranestructureE.GorterandF.Grendel(1925)Lipidbilayer“蛋白質-脂質-蛋白質”三明治式的質膜結構模型有機溶劑抽提紅細胞膜脂，測量面積編輯pptModelsofmembranestructureROBERTSONJD.Theultrastructureofcellmembranesandtheirderivatives.BiochemSocSymp.1959;16:3-43.單位膜模型(unitmembranemodel)高錳酸鉀或鋨酸固定細胞編輯pptModelsofmembranestructure編輯pptModelsofmembranestructureSJSingerandGLNicolson."Thefluidmosaicmodelofthestructureofcellmembranes."Science.(1972)175.720-731.編輯pptModelsofmembranestructureHendersonR,UnwinPN.Three-dimensionalmodelofpurplemembraneobtainedbyelectronmicroscopy.Nature.1975Sep4;257(5521):28-32.古核生物鹽細菌的質膜蛋白-菌紫紅質(bacteriarhodopsin)的三維結構：7次跨膜蛋白，通過蛋白質的疏水結構域“鑲嵌”在脂質雙層中，利用光能完成質子的轉運。流動鑲嵌模型強調：膜的流動性，即膜蛋白和膜脂均可側向運動；膜蛋白分布不對稱性，有的結合在膜表面，有的嵌入或橫跨脂雙分子層。編輯pptModelsofmembranestructure編輯pptModelsofmembranestructure編輯pptModelsofmembranestructureSimonsK,

vanMeerG.Lipidsortinginepithelialcells.Biochemistry.

1988Aug23;27(17):6197-202.脂筏模型(lipidraftmodel):在甘油磷脂為主體的生物膜上，膽固醇、鞘磷脂等富集區(qū)域形成相對有序的脂相，如同漂浮在脂雙層上的“脂筏”一樣載著執(zhí)行某些特定生物學功能的各種膜蛋白。最初可能在高爾基體上形成，最終轉移到細胞質膜上。推測100nm的脂筏上可載有600個蛋白質分子。編輯pptModelsofmembranestructure生物膜結構總結：脂雙分子層是組成生物膜的基本結構成分：磷脂的特性、流動性；蛋白質分子以不同的方式鑲嵌在脂雙層分子中或結合在其表面：不對稱性、協同作用；生物膜可看成是蛋白質在雙層脂分子中的二維溶液：復雜性、可控性、多能性；生物膜在細胞完成生命活動中可進行三維空間改變：結構可塑性、拆遷重建；編輯pptThechemicalcompositionofmembranesAmphipathic:兩性分子;sphingolipids:鞘脂;sterols:甾醇動物細胞質膜上約有109個脂分子，約5X106/um2編輯pptAmphipathic:兩性分子;sphingolipids:鞘脂;sterols:甾醇(Plasmamembrane)(endoplasmicreticulum)(Lipidbilayer)2A.Membranelipids編輯ppt2A.Membranelipidserythrocyte:紅細胞;myelin:髓磷脂;Phosphatidylcholine:磷脂酰膽堿/卵磷脂，PCPhosphatidylethanolamine:磷脂酰乙醇胺，PEPhosphatidylserine:磷脂酰絲氨酸，PS編輯ppt2A.Membranelipids編輯ppt2A.MembranelipidsSphingosine(鞘氨醇)SMPCPSPE編輯ppt2A.MembranelipidsChemicalstructureandbiosynthesisofPIlipidsignalingcellsignalingmembranetraffickingCDP-diacylglycerolL-myo-inositol編輯ppt2A.MembranelipidsPhosphatidylinositolmonophosphates:Phosphatidylinositol3-phosphate,PI(3)PPhosphatidylinositol4-phosphate,PI(4)PPhosphatidylinositol5-phosphate,PI(5)PPhosphatidylinositolbisphophosphates:Phosphatidylinositol3,4-bisphosphate,PI(3,4)P2Phosphatidylinositol3,5-bisphosphate,PI(3,5)P2Phosphatidylinositol4,5-bisphosphate,PI(4,5)P2

orPIP2Phosphatidylinositoltrisphophosphate:Phosphatidylinositol3,4,5-trisphosphate,PI(3,4,5)P3orPIP3編輯ppt2A.Membranelipids鞘磷脂：Sphingosinemyelin，SMSphingolipidsgeneralstructures編輯ppt2A.MembranelipidsCerebroside:腦苷脂ganglioside:神經節(jié)苷脂Gal:半乳糖;GalNAc:乙酰半乳糖胺編輯ppt2A.Membranelipids編輯ppt2A.Membranelipids編輯ppt2A.Membranelipids膜脂運動方式：沿膜平面?zhèn)认蜻\動脂分子圍繞軸心的自旋運動脂分子尾部的擺動雙層脂分子之間的翻轉運動編輯ppt2A.Membranelipids脂質體編輯ppt2A.MembranelipidsFigure4.9Liposomes.(a)Theseliposomalvesicles,whichrangeindiameterfromabout40-100nm,containtheanti-cancerdrugdoxorubicin(阿霉素).(b)Aschematicdiagramofastealthliposome.聚乙烯二醇(polyethylene

glycol,

PEG)編輯ppt2A.Membranelipids磷脂在細胞信號轉導中的功能編輯ppt2B.MembraneProteins膜蛋白與脂質雙層的連接方式：整合蛋白與膜周蛋白Ptdinst:Phosphatidylinositol磷脂酰肌醇編輯ppt2B.MembraneProteins編輯ppt2B.MembraneProteins編輯ppt2B.MembraneProteins編輯ppt2B.MembraneProteins編輯ppt2B.MembraneProteinsfreeze-fracturereplication:冰凍斷裂復型技術編輯ppt2B.MembraneProteins編輯ppt2B.MembraneProteins編輯ppt2B.MembraneProteins編輯ppt2C.MembraneCarbohydrates編輯ppt2C.MembraneCarbohydratesGlycocalyx,多糖蛋白復合體編輯ppt2C.MembraneCarbohydrates