细胞质膜及其表面结构.ppt

第四章质膜及细胞表面PlasmalemmaandCellSurface细胞质膜（plasmamembrane）亦称细胞膜（cellmembrane），是指围绕在细胞最外层，由脂质和蛋白质组成的生物膜。它不仅是区分细胞内部与周围环境的动态屏障，更是细胞物质交换和信息传递的通道。围绕各种细胞器的膜，称为细胞内膜（internalmembrane）。质膜和内膜在起源、结构和化学组成的等方面具有相似性，故总称为生物膜（biomembrane）。生物膜是细胞进行生命活动的重要物质基础，细胞的能量转换、蛋白质合成、物质运输、信息传递、细胞运动等活动都与膜的作用有密切的关系。质膜厚度：6-10nm.基本结构:脂质双分子层，蛋白质嵌合在脂质双分子层中。质膜是动态的流动结构，膜脂和膜蛋白两类分子围绕着膜的平面做各种运动。质膜表面寡糖链形成细胞外被（cellcoat）或糖萼（glycocalyx）；质膜下的表层溶胶中具有细胞骨架成分组成的网络结构，除对质膜有支持作用外，还与维持质膜的功能有关，所以这部分细胞骨架又称为膜骨架。细胞外被、质膜和表层胞质溶胶构成细胞表面。主要内容第一节质膜的化学组成（一）、磷脂构成膜脂的基本成分，约占50％。主要特征：具有一个极性头和两个非极性的尾（脂肪酸链），但存在于线粒体内膜和某些细菌质膜上的心磷脂具有4个非极性的区域。脂肪酸碳链为偶数，多数碳链由16，18或20个碳原子组成。常含有不饱和脂肪酸（如油酸）。极性头部基团主要类型有：磷脂酰乙醇胺（phosphatidylethanolamine，PE，旧称脑磷脂）磷脂酰丝氨酸（phosphatidylserine，PS）磷脂酰胆碱（phosphatidylcholine，PC，旧称卵磷脂）；磷脂酰肌醇（phosphatidylinositol，PI）双磷脂酰甘油（DPG，旧称心磷脂）等。2、鞘磷脂（sphingomyelin，SM）脑和神经细胞膜中极丰富，亦称神经醇磷脂。以鞘胺醇（sphingoine）为骨架，与一条脂肪酸链组成疏水尾部，亲水头部也含胆碱与磷酸结合。原核细胞和植物中没有鞘磷脂。（二）、糖脂葡糖脑苷脂（三）、胆固醇（四）、脂质体（liposome）1.2膜蛋白整合蛋白可能全为跨膜蛋白（tansmembraneproteins），两性分子，疏水部分位于脂双层内部，亲水部分位于脂双层外部。由于存在疏水结构域，整合蛋白与膜的结合非常紧密，一般不易分离开来，只有用去垢剂（detergent）才能从膜上洗涤下来，如离子型去垢剂SDS，非离子型去垢剂Triton-X100。整合蛋白的跨膜结构域可以是1至多个疏水的α螺旋。形成亲水通道的整合蛋白跨膜区有两种组成形式，一是由多个两性α螺旋组成；二是由两性β折叠组成。外周蛋白靠离子键或其它较弱的键与膜表面的蛋白质分子或脂分子的亲水部分结合，因此只要改变溶液的离子强度甚至提高温度就可以从膜上分离下来。有时很难区分整合蛋白和外周蛋白，主要是因为一个蛋白质可以由多个亚基构成，有的亚基为跨膜蛋白，有的则结合在膜的外部。脂锚定蛋白：通过与之共价相连的脂分子（如脂肪酸或糖脂）插入膜的脂双分子层中，从而锚定在细胞质膜上。与脂肪酸结合的脂锚定膜蛋白多分布在质膜内侧，与糖脂相结合的脂锚定膜蛋白多分布在质膜外侧。可分两类:一类是糖磷脂酰肌醇(glycophosphatidylinositol，GPI)连接的蛋白，GPI位于细胞膜的外小叶，用磷脂酶C（能识别含肌醇的磷脂）处理细胞，能释放出结合的蛋白。许多细胞表面的受体、酶、细胞粘附分子和引起羊瘙痒病的PrPC都是这类蛋白。另一类脂锚定蛋白与插入质膜内小叶的长碳氢链结合，如三聚体GTP结合调节蛋白（trimericGTP-bindingregulatoryprotein）的α和γ亚基。膜蛋白与膜脂的结合方式:六种膜蛋白的提取：去垢剂分离和纯化整合膜蛋白与膜脂间的结合牢固，必须用去垢剂使膜崩解后才能提取。去垢剂是一种一端亲水，一端疏水的两性分子，是分离与研究膜蛋白常用的试剂。它不仅使膜崩解，并与膜蛋白疏水部分结合使其与膜分离，还能破坏蛋白内部的非共价键，甚至改变亲水部分的构象。常用：SDS（离子型）和TritonX-100（非离子型），其中SDS作用较剧烈，会引起蛋白质变性，因此要得到有生物活性的膜蛋白，常用非离子型去垢剂。去污剂胶团Review:去垢剂（detergent）D．天然表面活性剂又称为生物表面活性剂，包括种类较为广泛，如各种树胶（阿拉伯胶、杏胶、桃胶、果胶）、明胶、皂甙、卵磷脂、豆磷脂、琼脂、海藻酸钠、酪蛋白、胆甾醇、胆酸类、多糖类（如环糊精）等。E．两性表面活性剂在碱性水溶液中呈阴离子表面活性剂的性质，起泡性好，去污力也强；在酸性溶液中则呈现阳离子表面活性剂特征，其杀菌性很强。蛋白