膜外在蛋白課件

細(xì)胞膜

（CellMembrane）中國醫(yī)科大學(xué)

細(xì)胞生物學(xué)教研室細(xì)胞膜

（CellMembrane）中國醫(yī)科大學(xué)1細(xì)胞膜（CellMembrane）：細(xì)胞質(zhì)與外界相隔的一層薄膜，又叫質(zhì)膜；細(xì)胞內(nèi)由膜構(gòu)成的結(jié)構(gòu)其成分基本相近，因此又把細(xì)胞中的所有膜統(tǒng)稱為生物膜。生物膜特點(diǎn)：①脂類蛋白分子②蛋白質(zhì)分子鑲嵌于脂雙層中，執(zhí)行膜的各種功能非共價鍵5nm厚連續(xù)的脂雙層細(xì)胞膜（CellMembrane）：非共價鍵5nm厚2第一節(jié)質(zhì)膜的化學(xué)組成第一節(jié)質(zhì)膜的化學(xué)組成3膜脂生物膜基本骨架膜蛋白多種方式與脂雙層結(jié)合膜糖質(zhì)膜表面磷脂糖脂膽固醇膜內(nèi)在蛋白（整合膜蛋白）膜外在蛋白（周邊膜蛋白）與脂類結(jié)合-糖脂與蛋白結(jié)合-糖蛋白細(xì)胞膜的基本骨架膜脂磷脂膜內(nèi)在蛋白（整合膜蛋白）與脂類結(jié)合-糖脂細(xì)胞膜的基4一、膜脂（MembraneLipid）膜脂主要包括磷脂、糖脂和膽固醇三種類型。（一）磷脂(phospholipid)是構(gòu)成膜脂的基本成分，約占整個膜脂的50％以上。磷脂為雙型性分子（amphipathicmolecules）或雙親媒性分子或兼性分子。磷脂分子由1個親水的頭部和2個疏水的尾部組成，尾部含有1～2個雙鍵一、膜脂（MembraneLipid）5磷脂磷脂酰膽堿(PC)磷脂酰絲氨酸(PS)磷脂酰肌醇(PI)鞘磷脂(SM)以甘油為骨架以鞘醇胺為骨架鞘磷脂磷脂磷脂酰膽堿(PC)以甘油為骨架以鞘醇胺為骨架鞘磷脂6質(zhì)膜中存在的磷脂質(zhì)膜中存在的磷脂7（二）、糖脂脂類＋寡糖總量5%以下，也是雙性分子，含糖而不含磷酸的脂類，由一個或多個糖殘基代替磷脂酰膽堿而與鞘氨醇的羥基結(jié)合。在神經(jīng)細(xì)胞膜上含量較高。

糖脂均位于膜的非胞質(zhì)面如：神經(jīng)節(jié)苷脂神經(jīng)元細(xì)胞膜重要成分之一家族性白癡?。═ay-sachsdisease）（二）、糖脂脂類＋寡糖總量5%以下，也是雙性分子，含8糖脂

1.半乳糖腦苷脂，2.GM1神經(jīng)節(jié)苷脂，3.唾液酸

糖脂1.半乳糖腦苷脂，2.GM1神經(jīng)節(jié)苷脂，3.唾液9（三）、膽固醇存在真核細(xì)胞膜上，雙性分子，含量約膜脂的1/3。功能是提高膜的穩(wěn)定性，調(diào)節(jié)流動性，降低水溶性物質(zhì)的通透性。（三）、膽固醇存在真核細(xì)胞膜上，雙性分子，含量約膜脂的1/310（四）、脂質(zhì)體（Liposome）脂質(zhì)體（liposome）是根據(jù)磷脂分子在水相中形成穩(wěn)定的脂雙層膜的趨勢而制備的一種人工膜。人工脂質(zhì)體可用于：轉(zhuǎn)基因制備的藥物研究生物膜的特性（四）、脂質(zhì)體（Liposome）脂質(zhì)體（liposome）11兼性分子在水環(huán)境中存在的三種形式：單分子團(tuán)雙分子層脂質(zhì)體兼性分子在水環(huán)境中存在的三種形式：12膜外在蛋白課件13脂雙層的特點(diǎn)⑴自我封閉性⑵裝配性⑶流動性⑷不對稱性脂雙層的特點(diǎn)⑴自我封閉性14膜脂的功能：1）支撐，膜脂是細(xì)胞的骨架；膜外在蛋白課件152）維持構(gòu)象并為膜蛋白行使功能提供環(huán)境；3）是部分酶行使功能所必需的。2）維持構(gòu)象并為膜蛋白行使功16二、膜蛋白（MembraneProtein）膜蛋白是膜功能的主要體現(xiàn)者。核基因組編碼的蛋白質(zhì)中30%左右的為膜蛋白。根據(jù)與膜脂結(jié)合的不同方式可分為：

膜內(nèi)在蛋白（整合膜蛋白）膜外在蛋白（周邊膜蛋白）外周蛋白脂錨定蛋白二、膜蛋白（MembraneProtein）膜蛋白是膜功能17蛋白與膜的結(jié)合方式①、②整合蛋白；③、④脂錨定蛋白；⑤、⑥外周蛋白蛋白與膜的結(jié)合方式18（一）膜內(nèi)在蛋白（integralproteins）又稱為整合蛋白，以不同程度嵌入脂雙層的內(nèi)部。膜蛋白為兩性分子。它與膜結(jié)合非常緊密，只有用去垢劑（detergent）才能從膜上洗滌下來，常用SDS和Triton-X100。內(nèi)在蛋白的跨膜結(jié)構(gòu)域形成親水通道多個α螺旋組成親水通道；

β折疊組成親水通道。（一）膜內(nèi)在蛋白（integralproteins）19（二）膜外在膜蛋白(peripheralmembraneprotein)與膜連接較松散，較輕柔方法（置于高、低滲或極端pH溶液中）即可破壞蛋白之間的連接而不損傷脂雙層。（二）膜外在膜蛋白(peripheralmembrane20膜外在蛋白課件21膜外在蛋白課件22三、膜糖類真核細(xì)胞表面均有糖類，位于膜的非胞質(zhì)側(cè)㈠膜糖類存在的形式1.單個糖鏈共價結(jié)合于膜脂分子形成糖脂2.單個糖鏈共價結(jié)合于膜蛋白分子形成糖蛋白3.多個糖鏈共價結(jié)合于膜蛋白分子形成蛋白多糖三、膜糖類真核細(xì)胞表面均有糖類，位于膜的非胞質(zhì)側(cè)23㈡膜糖類的功能保護(hù)細(xì)胞表面—細(xì)胞外被(糖萼)大多數(shù)真核細(xì)胞膜表面，富糖類的周緣區(qū)稱為細(xì)胞外被(糖萼)㈡膜糖類的功能保護(hù)細(xì)胞表面—細(xì)胞外被(糖萼)大多24糖萼糖脂和糖蛋白上所有的糖類都位于膜的非胞質(zhì)面一側(cè)糖萼糖脂和糖蛋白上所有的糖類都位于膜的非胞質(zhì)面一側(cè)252.細(xì)胞間的識別與黏附2.細(xì)胞間的識別與黏附26第二節(jié)生物膜的特征一、細(xì)胞膜具有流動性二、細(xì)胞膜具有不對稱性第二節(jié)生物膜的特征一、細(xì)胞膜具有流動性27一、流動性膜脂和膜蛋白處于不斷的運(yùn)動狀態(tài)，稱為膜的流動性，是細(xì)胞進(jìn)行生命活動的必要條件。㈠脂雙層是一個二維的流體1.膜脂運(yùn)動的種類⑴.側(cè)向擴(kuò)散（lateraldiffusion）⑵.翻轉(zhuǎn)運(yùn)動（flip-flop）⑶.旋轉(zhuǎn)運(yùn)動（rotation）⑷.彎曲運(yùn)動（flexion）

一、流動性膜脂和膜蛋白處于不斷的運(yùn)動狀態(tài)，稱為膜的流動性，是28膜外在蛋白課件29

（二）.影響脂雙層流動性的因素相變（phasetransition）:由同一種類型磷脂合成的脂雙層，可在一個凝固點(diǎn)上由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槟z狀態(tài)，這種物態(tài)的轉(zhuǎn)變叫相變。相變溫度越低，膜從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的速度越慢，膜的流動性越能保持。

30膜外在蛋白課件31⑴脂肪酸鏈的飽和度

越不飽和相變溫度膜流動性⑵脂肪酸鏈的鏈長

鏈越短相變溫度膜流動性⑶膽固醇

含量越多膜流動性⑷卵磷脂/鞘磷脂

比例越高膜流動性⑸膜蛋白和膜脂的結(jié)合方式⑴脂肪酸鏈的飽和度32（三）膜蛋白在膜中的運(yùn)動

1.側(cè)向擴(kuò)散2.旋轉(zhuǎn)運(yùn)動（三）膜蛋白在膜中的運(yùn)動33二、細(xì)胞膜的不對稱性

㈠脂雙層的不對稱性

1.脂雙層所含磷脂種類有極大不同（相對）2.糖脂均分布于生物膜的非胞質(zhì)側(cè)（絕對）二、細(xì)胞膜的不對稱性㈠脂雙層的不對稱性34㈡膜蛋白的不對稱性1.整合膜蛋白跨越脂雙層有一定方向2.膜外在蛋白在膜內(nèi)外的分布不對稱3.糖蛋白的糖殘基均位于膜的非胞質(zhì)側(cè)㈡膜蛋白的不對稱性35第三節(jié)細(xì)胞膜分子結(jié)構(gòu)模型1.

E.Gorter&F.Grendel1925推測細(xì)胞膜由雙層脂分子組成。第三節(jié)細(xì)胞膜分子結(jié)構(gòu)模型1.

E.Gorter&362.

J.D.Robertson1959用超薄切片技術(shù)獲得了清晰的細(xì)胞膜照片，顯示暗-明-暗三層結(jié)構(gòu)，厚約7.5nm。這就是所謂的“單位膜”模型。它由厚約3.5nm的雙層脂分子和內(nèi)外表面各厚約2nm的蛋白質(zhì)構(gòu)成。2.

J.D.Robertson1959用超薄切