生物化學(xué)膜結(jié)構(gòu)與物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)1.ppt

1、2020/10/31,1,生命的基本要素： 物質(zhì)、能量、信息 決定細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖、分化，直至衰老、死亡 信息傳遞失誤、調(diào)節(jié)障礙 引起疾病的產(chǎn)生,信息流（占主導(dǎo)地位),2020/10/31,2,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),2020/10/31,3,一、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?/p>

2、動(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 凝膠過濾層析技術(shù),2020/10/31,4,主要參考書籍： 1.劉景生主編，細(xì)胞信息與調(diào)控.中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué)出版社. 2004.03 2.Reginald H.Garrett. Biochemistry. 生物化學(xué)(影印版).高等教育出版社. 2005.11 3. Gerald Karp. Cell and Molecular Biology，分子細(xì)胞生物學(xué)(影印版). 高等教育出版社. 2006.07 *金國琴主編，生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)講義.上

3、海中醫(yī)藥大學(xué)教材科. 2008.05,2020/10/31,5,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),2020/10/31,6,生物膜（biological membrane）： 細(xì)胞質(zhì)膜以及包裹各種細(xì)胞器的膜性結(jié)構(gòu)。,基本功能： 1） 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)。,2020/10/31,7,1、生物膜的化學(xué)組成 脂類 蛋白質(zhì) 糖類,非共價(jià)結(jié)合，,糖類含5左右。,兩者組成比以1:4 4:1 不等； 與膜功能的復(fù)雜性有關(guān)。,與脂類和蛋白質(zhì)以共價(jià)鍵結(jié)合，,2020/10/

4、31,8,Myelin sheath membrane 18 76 5,2020/10/31,9,1.1 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。,2020/10/31,10,O R1 C O - CH2 O R2 C O CH O CH2 O P O - H (x) O-,1) 磷酸甘油酯,磷脂酸,2020/10/31,11,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),Phosphatidic acid,

5、脂肪酸鏈的長(zhǎng)度和不飽和程度，可影響膜的流動(dòng)性。,2020/10/31,12,2) 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),2020/10/31,13,1.1.2 糖脂,(鞘)糖脂（Glycosphingolipids）: 屬于神經(jīng)鞘氨醇衍生物，結(jié)構(gòu)類似于鞘磷脂。 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,2020/10/31,14,糖脂,

6、( 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。,2020/10/31,15,神經(jīng)節(jié)苷脂(GM2),2020/10/31,16,1.1.3 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。,2020/10/31,17,磷酸甘油酯 磷脂 神經(jīng)鞘磷脂 膜脂 糖脂

7、 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/DPG,2020/10/31,18,1.1.4 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）,2020/10/31,19,一些主要膜脂的結(jié)構(gòu),膽固醇 鞘磷脂 磷脂酰膽堿,2020/10/31,20,2020/10/31,21,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。,2020/10/31,22,1.2 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(peripheral protein) 附著在細(xì)

8、胞膜內(nèi)外表面 內(nèi)在蛋白（intrinsic protein） 鑲嵌在脂雙層中,2020/10/31,23,外周蛋白 （約占膜蛋白總量的2030） 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7080）,2020/10/31,24,貫串全層的內(nèi)在蛋白又稱 跨膜蛋白（transmembrane protein） 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。,2020/10/31,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

9、來。即使被提取出來，也易重新聚集而沉淀下來。,成熟紅細(xì)胞例外，其無細(xì)胞器，常作為制備膜蛋白的材料。,基本過程： 紅細(xì)胞低滲溶脹、破膜釋出Hb保留質(zhì)膜（即：膜蛋白）SDS-PAGE電泳染色大約見到15個(gè)蛋白區(qū)帶。,2020/10/31,26,人紅細(xì)胞膜蛋白SDS-PAGE圖譜,血影蛋白 (外周蛋白) 錨蛋白 帶蛋白,血型 蛋白,血影蛋白 帶蛋白 占60以上 血型蛋白,2020/10/31,27,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、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。然后通過錨蛋白與帶蛋白連接，或通過帶4.

10、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。,2020/10/31,28,紅細(xì)胞膜外側(cè)面,內(nèi)側(cè)面,帶蛋白跨膜糖蛋白（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。,帶蛋白的主要作用： （1）帶蛋白的膜內(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）帶蛋白是轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，是HCO3-和Cl-的交換器。,2020/10/31,29,帶蛋白是陰離子通道蛋白,2020/10/31,30,血型蛋白（GLC）跨膜糖蛋白（6 X105/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的結(jié)合部位。,2020/10/31,31,人紅細(xì)胞血型糖蛋白（Glycophorin）的結(jié)構(gòu),2020/10/31,32,人紅細(xì)胞血