第四章 細(xì)胞膜與細(xì)胞表面課件

第四章細(xì)胞質(zhì)膜第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面細(xì)胞質(zhì)膜細(xì)胞內(nèi)膜生物膜第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面本章主要內(nèi)容細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)模型與組成生物膜的基本特征與功能膜骨架第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面一、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)模型興趣資料積累：Langmuir水盤脂類展層細(xì)胞膜由脂類物質(zhì)組成脂雙分子層三明治夾心模型單位膜模型流動(dòng)鑲嵌模型第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型強(qiáng)調(diào)膜的流動(dòng)性和不對稱性第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面細(xì)胞膜由流動(dòng)的雙脂層和嵌在其中的蛋白質(zhì)組成。磷脂分子以疏水性尾部相對，極性頭部朝向水相組成生物膜的基本結(jié)構(gòu)支架；蛋白質(zhì)或嵌在雙脂層表面，或嵌在其內(nèi)部，或橫跨整個(gè)雙脂層，表現(xiàn)出分布的不對稱性。生物膜可看成是在雙層脂分子中嵌有蛋白質(zhì)的二維溶液。第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面細(xì)胞膜流動(dòng)鑲嵌模型的補(bǔ)充完善液晶態(tài)模型、板塊鑲嵌模型、脂筏模型第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面脂筏：在以甘油磷脂為主的生物膜上，由鞘脂和膽固醇等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)行某些特定功能的各種膜蛋白。是生物膜在低溫條件下不被非離子去垢劑溶解的部分，呈現(xiàn)液態(tài)有序相?？蓪⑸锬た闯捎珊芏嘀|(zhì)微區(qū)組成的體系。這些微區(qū)四周被流動(dòng)的、液態(tài)無序相的脂分子包圍，猶如很多小筏漂浮在流動(dòng)的脂質(zhì)海洋中。第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面脂質(zhì)微區(qū)的發(fā)現(xiàn)使生物膜的結(jié)構(gòu)更加完善。在真實(shí)的細(xì)胞膜上，脂質(zhì)雙分子層不是一個(gè)完全均勻的二維流體，一些脂分子可以形成相對穩(wěn)定的凝膠狀態(tài)或液態(tài)有序狀態(tài)。脂質(zhì)微區(qū)就是這樣一種有序的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面二、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)組成質(zhì)膜主要由膜脂和膜蛋白組成，另外還有少量糖，主要以糖脂和糖蛋白的形式存在。蛋白質(zhì)約占30-40%，脂質(zhì)約40-50%，糖約占5%。第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面1、膜脂膜脂的種類：磷脂、糖脂和膽固醇。

第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面頭部尾部含氮基團(tuán)磷酸基團(tuán)甘油極性頭部非極性尾部甘油磷脂分子第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面甘油磷脂磷脂酰乙醇胺磷脂酰絲氨酸磷脂酰膽堿---卵磷脂磷脂酰肌醇第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面心磷脂（雙磷脂酰甘油）

DPG第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面甘油磷脂分子的主要特征是（P87）：一個(gè)極性頭部，兩個(gè)非極性尾。心磷脂除外，有4個(gè)非極性尾。脂肪酸鏈碳原子數(shù)為偶數(shù)除飽和脂肪酸外，常含有不飽和脂肪酸。第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面鞘磷脂鞘磷脂在腦和神經(jīng)細(xì)胞膜中特別豐富。原核細(xì)胞、植物中沒有鞘磷脂。第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面膽固醇第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面膜脂的功能磷脂是生物膜的基本結(jié)構(gòu)支架，而且與膜蛋白相互作用，協(xié)助膜蛋白功能的實(shí)現(xiàn)。膜脂在細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)中具有重要的作用：如磷脂酰肌醇的衍生物—PIP、PIP2、PIP3、DG、磷脂酸（PA）、神經(jīng)酰胺等都是信號(hào)分子。而且膜脂還參與了膜的運(yùn)輸、離子通道的調(diào)節(jié)、膜的粘連等其他細(xì)胞重要的生命活動(dòng)過程。第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面膜脂的共同特點(diǎn)都是雙親性的兩性分子

補(bǔ)充資料：膜脂特點(diǎn)的應(yīng)用研究

1、脂單分子層技術(shù)：在氣液界面自發(fā)形成脂單層，可以看成生物膜的一個(gè)單層，提供了一個(gè)幾乎可以完全控制的研究生物膜多種性質(zhì)的人工模擬系統(tǒng)。第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面膜脂特點(diǎn)的應(yīng)用研究：2、平面脂雙層膜的研究：平面脂雙層膜被稱作黑脂膜（blacklipidmembrane），作為研究生物膜滲透性、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸、跨膜轉(zhuǎn)移的模型。第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面膜脂特點(diǎn)的應(yīng)用研究：3、脂質(zhì)體技術(shù)：封閉的脂雙分子層結(jié)構(gòu)。生物膜研究的模型，作為藥物，目的基因等的分子載體。第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面2、膜蛋白根據(jù)膜蛋白分離的難易程度及與脂分子的結(jié)合方式可分為：

膜外周蛋白膜內(nèi)在蛋白脂錨定蛋白：GPI（糖基磷脂酰肌醇錨定蛋白）膜蛋白是生物膜功能的主要體現(xiàn)者第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面去垢劑去垢劑是一端親水一端疏水的雙親媒性分子，是分離與研究膜蛋白的常用試劑第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面Figure10-19.Solubilizingmembraneproteinswithamilddetergent.Thedetergentdisruptsthelipidbilayerandbringstheproteinsintosolutionasprotein-lipid-detergentcomplexes.Thephospholipidsinthemembranearealsosolubilizedbythedetergent.第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面3、膜糖為短的分支寡聚糖，以糖脂或糖蛋白的形式存在。提高膜的穩(wěn)定性，幫助蛋白質(zhì)的正確折疊和維持正確的構(gòu)象，參與細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞粘著，決定細(xì)胞的抗原特異性等。第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面1、生物膜結(jié)構(gòu)模型的演化2、流動(dòng)鑲嵌模型對膜結(jié)構(gòu)的描述，及其強(qiáng)調(diào)的膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3、脂筏結(jié)構(gòu)模型對流動(dòng)鑲嵌模型的補(bǔ)充完善4、膜的基本組成及各成分的主要作用5、去垢劑的作用第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面第二節(jié)生物膜基本特征與功能一、膜的流動(dòng)性膜脂的流動(dòng)：膜蛋白的流動(dòng)：二、膜的不對稱性：三、細(xì)胞膜的基本功能第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面一、細(xì)胞膜的流動(dòng)性1、膜脂的運(yùn)動(dòng)方式側(cè)向擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面影響膜脂流動(dòng)性的因素膜的組成成分：膽固醇、脂肪酸鏈的飽和程度、脂肪酸鏈的長短等。其他因素：溫度、酸堿度、離子強(qiáng)度等。第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面Figure10-7.Influenceofcis-doublebondsinhydrocarbonchains.Thedoublebondsmakeitmoredifficulttopackthechainstogetherandthereforemakethelipidbilayermoredifficulttofreeze.第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面Figure10-9.Cholesterolinalipidbilayer.Schematicdrawingofacholesterolmoleculeinteractingwithtwophospholipidmoleculesinoneleafletofalipidbilayer.第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面2、膜蛋白的流動(dòng)性膜蛋白的流動(dòng)性可用免疫標(biāo)記細(xì)胞融合技術(shù)和光脫色恢復(fù)技術(shù)檢測。第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面

第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面膜蛋白的流動(dòng)性限制膜蛋白運(yùn)動(dòng)的影響因素：細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)、細(xì)胞外基質(zhì)、細(xì)胞間、膜蛋白間以及膜蛋白與膜脂間的相互作用。第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面Figure10-37.Diagramofanepithelialcellshowinghowaplasmamembraneproteinisrestrictedtoaparticulardomainofthemembrane.膜蛋白運(yùn)動(dòng)的有限性第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面Figure10-38.Threedomainsintheplasmamembraneofguineapigspermdefinedwithmonoclonalantibodies.Aguineapigspermisshownschematicallyin(A),whileeachofthethreepairsofmicrographsshownin(B),(C),and(D)showscell-surfaceimmunofluorescencestainingwithadifferentmonoclonalantibody(ontheright)nexttoaphase-contrastmicrograph(ontheleft)ofthesamecell.Theantibodyshownin(B)labelsonlytheanteriorhead,thatin(C)onlytheposteriorhead,whereasthatin(D)labelsonlythetail.(CourtesyofSelenaCarrollandDianaMyles.)第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面膜流動(dòng)性的生理意義質(zhì)膜的流動(dòng)性是保證其正常功能的必要條件。當(dāng)膜的流動(dòng)性低于一定的閾值時(shí)，許多酶的活動(dòng)和跨膜運(yùn)輸將停止，反之如果流動(dòng)性過高，又會(huì)造成膜的溶解。第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面二、膜的不對稱性質(zhì)膜內(nèi)外兩層的組分和功能的差異，稱為膜的不對稱性。1、膜脂的不對稱性2、膜蛋白的不對稱性3、復(fù)合糖的不對稱性第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面各種生物膜結(jié)構(gòu)相似，不同結(jié)構(gòu)的膜各種成分的種類和比例不同，從而具備不同的功能。第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面三、細(xì)胞膜的功能細(xì)胞屏障、物質(zhì)運(yùn)輸、細(xì)胞識(shí)別、信號(hào)傳導(dǎo)、酶的結(jié)合位點(diǎn)、形成細(xì)胞連接及細(xì)胞特化結(jié)構(gòu)、與疾病及其治療有關(guān)等。脂筏、質(zhì)膜微囊或胞膜窖第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面1、生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2、影響膜流動(dòng)性的因素3、檢測膜蛋白流動(dòng)性的生物技術(shù)4、什么是膜的不對稱性？表現(xiàn)在哪些方面？5、脂質(zhì)微區(qū)的特點(diǎn)第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面第三節(jié)膜骨架是由質(zhì)膜下與膜蛋白相連的由纖維蛋白組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；參與維持質(zhì)膜的形狀并協(xié)助質(zhì)膜完成多種生理功能。位于細(xì)胞質(zhì)膜下約0.2μm厚的溶膠層。第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面研究膜骨架的材料成熟的哺乳動(dòng)物血紅細(xì)胞沒有核和內(nèi)膜系統(tǒng)，是研究膜骨架的理想材料。紅細(xì)胞經(jīng)低滲處理，細(xì)胞破裂釋放出內(nèi)容物，留下一個(gè)保持原形的空殼，稱為血影（ghost）。第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面血影蛋白成分：血影蛋白、錨蛋白帶3蛋白、血型糖蛋白、帶4.1蛋白肌動(dòng)蛋白。血影蛋白的分析第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面改變處理的離子強(qiáng)度：血影蛋白、肌動(dòng)蛋白條帶消失，血影形狀變的不規(guī)則；去垢劑處理：帶3蛋白、血型蛋白條帶消失，血影維持原狀；RBC膜骨架蛋白：血影蛋白、肌動(dòng)蛋白、錨蛋白和帶4.1蛋白。第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面第四章++細(xì)胞膜與細(xì)胞表面