细胞生物学-李赟-第03章 细胞质膜.pptVIP

②流动性： ①镶嵌性：膜的基本结构是由脂双分子层镶嵌以蛋白质构成。双层脂分子以疏水尾相对，极性头朝向膜外水相；蛋白质则以不同程度镶嵌在脂双层中。 ④蛋白质极性：膜整合蛋白多肽链的极性区露出膜表面，而非极性区则埋在脂双层的内部，故蛋白质分子既与水溶性分子结合，也可与脂溶性分子亲和。 ③不对称性： 三、质膜的特性 1. 细胞融合实验； 许多实验结果支持了膜具有流动性的观点。 质膜的流动性 2. 淋巴细胞的成斑和成帽反应 3. 凝集素的凝集作用 成斑反应 成帽反应 凝集素（Lectin）是指一种从各种植物，无脊椎动物和高等动物中提纯的糖蛋白或结合糖的蛋白，因其能凝集红血球（含血型物质），故名凝集素。 凝集素最大的特点在于它们能识别糖蛋白和糖肽中，特别是细胞膜中复杂的碳水化合物结构，即细胞膜表面的碳脂化合物决定簇。 光脱色恢复技术(fluorescence recovery after photobleaching, FRAP) 研究膜蛋白或膜脂流动性的基本实验技术之一。 根据荧光恢复的速度可推算出 膜蛋白或膜脂扩散速度。 （一）膜脂的流动性 ①旋转异构运动 (烃链全反式构象-歪扭构象) ； ②左右摆动 (以与膜平面相垂直的轴线) ； ③旋转运动 (围绕与膜平面相垂直的轴) ； ④侧向扩散或侧向移动 (在膜内沿膜平面) ； ⑤倒翻运动 (两层脂分子中180?倒翻)。 1. 膜脂分子的运动方式: 膜脂流动性的大小对膜的功能活动，特别是酶的活性，具有重要影响。 ①脂肪酸链的不饱和程度 (不饱和脂肪酸越多, 流动性越大) 2. 影响膜脂分子流动性的因素 ②脂肪酸链的长度 (脂肪酸链短，相变温度低，流动性大) ③胆固醇/磷脂的比值 (胆固醇含量增加，膜脂流动性降低) ④卵磷脂/鞘磷脂比值 (鞘磷脂含量高，流动性低) ⑤膜蛋白的影响 (结合蛋白质，影响其流动性) 此外，膜脂的极性基团、环境温度、离子强度、金属离子等均可对膜脂的流动性产生一定的影响。 在各种情况下，膜蛋白均可发生位置上的变动。各种膜蛋白的运动速率不一样。 （二） 膜蛋白的运动性: 侧向扩散：膜蛋白沿膜的二维表面运动； 旋转：绕与膜平面相垂直的轴线旋转。 1、膜蛋白的运动方式： 细胞融合 成斑和成帽反应 凝集作用 ①周围膜脂的性质和相态：处于晶态脂质之滞流区中的膜蛋白不易运动；处于液态脂质区的膜蛋白则易于发生运动。 2、膜蛋白的运动性的制约因素： ②质膜相关结构的作用：膜蛋白在膜中的运动并不是随脂质随机漂流，它还要受膜相关结构的影响。 ③细胞骨架的作用：细胞质中的细胞骨架对膜蛋白的运动性具有动态控制作用（微管可固定膜蛋白的位置；而微丝可引起膜蛋白的运动）。 ???在膜蛋白运动方面必然存在着一种跨膜的控制系统! 1. 膜蛋白酶活性：适宜的膜流动性是维持酶构象的必要条件; 2. 物质运输：载体蛋白, 受体介导内吞等均需要膜的流动性; 3. 细胞的信息传递：细胞的传递系统在膜上(激素及药物的作用需要适宜的膜流动性才能进行信号传递); 4. 细胞周期：分裂期最高, G1、S期最低; 5. 发育：成体细胞的膜流动性要小于幼体细胞; 经代谢来进行调节控制。(如贫血RBC低; 癌细胞高) 6. 植物耐寒性：与在低温下能否保持生物膜的流动性有关。 （三） 膜流动性的生理意义: 第三章 细胞质膜 Chapter 3 Plasma Membrane and Cell Surface 细胞的外侧包有一层由脂双层分子和蛋白质构成的单位膜称为细胞膜(cell membrane)，特称为质膜(plasma membrane)。 质膜和细胞内各种膜在结构、化学组成和活动属性等方面有一定的共性，故总称为生物膜(biomembrane)。随对膜研究的不断深入，形成了一门新学科─膜生物学 (Membrane Biology)。 1. E. Overton 1895 发现凡是溶于脂 肪的物质很容易透过植物的细胞 膜，而不溶于脂肪的物质不易透 过细胞膜，因此推测细胞膜由连 续的脂类物质组成。 2. E. Gorter F. Grendel 1925 用有机溶剂提取了人的红细胞质膜的脂类成分，将其铺展在水面，测出膜脂展开的面积二倍于细胞表面积，因而推测细胞膜由双层脂分子组成。 一、质膜结构研究历程 3、J. Danielli H. Davson 1935 发现质膜的表面张力比油－水界面的张力低得多，推测膜中含有蛋白质。提出“蛋白质-脂质-蛋白质”的三明治式的质膜结构模型。 发展三明治模型，提出单位膜模型，推断所有生物膜都是“蛋白质-脂质-蛋白质”的单位膜构成。 X射线衍射分析和电镜的支持。 荣获1972年诺贝尔奖！ 该模型的强调：膜的流动性和膜蛋白分布的不对称性。 得到各种实验结果的支持。 *