第一章 人体基本结构概述研究.ppt

1、细胞膜的化学组成和分子结构 （1）化学组成 细胞膜是细胞表面的一层薄膜又称质膜，厚约7.5～10nm。真核细胞的细胞膜主要由脂类和蛋白质组成，还包含少量的糖。糖与蛋白质或脂质结合形成糖蛋白或糖脂。 从30年代以来就提出了各种有关膜分子结构的假设，其中得到较多实验事实支持，而目前仍为大多数人所接受的是70年代初期（Singe和Nicholson两位科学家）1972年提出的液态镶嵌模型（fluid mosaic model）这一假设的基本内容是：膜的共同结构特点是以液态的脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同生理功能的蛋白质，后者以а-螺旋或球形蛋白质的形式存在。 （2）细胞膜的分子结构 在电镜下细胞膜可以分为三层，即在膜的靠内外两侧各有一条2.5nm的电子致密带，中间夹有一条厚约2.5nm的透明带。总厚度为7.5nm左右。这种结构不仅见于各种细胞的细胞膜，亦见于各种细胞器的膜性结构，如线粒体膜、内质网膜等。因而它被认为是一种细胞中普遍存在的基本结构形式—称为单位膜式生物膜。 1）脂质双分子层 细胞膜是由脂质双分子层构成的，在膜的脂质中以磷脂类为主，约占70％以上，其次是胆固醇，一般低于30％，还有少量属鞘脂类的脂质。膜的脂质分子都是长杆形，它们的一端是亲水性极性团，另一端是疏水性非极性基团。由于水分子排斥作用，形成脂质分子的亲水基团朝向膜内外两边的水溶液，而它们的疏水集团朝向膜内部。脂质的熔点较低这决定了膜中脂质在一般体温条件下是液体的，即膜具有某种程度的流动性。不同细胞或不同来源的膜结构中脂质的成分和含量各有不同。双层分子层的内外两层所含的脂质也不尽相同。 2） 膜的蛋白质分子 嵌入蛋白（结合蛋白） 表在蛋白（表面蛋白或周围蛋白） 膜蛋白质主要都是镶嵌在脂质双分子层之间的а-螺旋或球形结构的蛋白质，它们的亲水端露在膜表面，疏水端则嵌在脂质双分子层与脂质分子的疏水部分连接。有的镶嵌蛋白质贯穿整个脂质双分子层，称为嵌入蛋白。有的蛋白质只附着于脂质双分子层表面，称为周围蛋白或表在蛋白。 根据细胞膜蛋白质的不同功能，大致可将其归为几类： ①与细胞膜的物质转运功能有关的蛋白，如载体、通道和离子泵。 ②与“辨认”和“接受”细胞环境中特异的化学性刺激有关的蛋白通称为受体。 ③属于酶类的膜蛋白 ④与细胞的免疫功能有关的膜蛋白 ⑤此外尚有目前还不确知其具体功能的膜蛋白。 A、嵌入蛋白具有许多重要功能（结合蛋白） a 转运膜内外物质的载体，通道和离子泵。 b 有的是接受激素递质和其他活性物质的受体 c 有的是具有催化作用的酶 B、表在蛋白质的功能 多和细胞的吞噬作用、吞饮作用、变形运动以及细胞分裂中的细胞膜分割有关。 总之：生物膜所有的多种功能，在很大程度上决定于膜内所含的蛋白质。脂质双分子层是液态的，镶嵌其中的蛋白也是可以移动的。但蛋白分子移动一般只是横向的，和脂质双分子层的定向关系不发生改变，这是由于脂质的疏水区和蛋白质的疏水性部分有一定的吸引力之故。 3）细胞膜的糖类 主要是一些寡糖和多糖链，它们都以共价键的形式和膜内脂质或蛋白质结合，形成糖脂或糖蛋白，这些糖链绝大多数是裸露在膜的外表面一侧的。由于组成这些糖链的单糖在排列顺序上有差异，这就成为细胞特异性的“标志”。这些细胞表面的糖链部分有的有抗原性质。 “液态镶嵌模型”可以概括为： 生物膜是以有极性的液态脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同分子结构，从而具有不同生理功能的蛋白质。脂质的亲水性端分别朝向膜的内外两侧，疏水性端相互靠近位于膜的内部。膜蛋白质分子镶嵌在脂质双分子层上：有的附着在膜的内或外表面；有的半镶嵌在膜的内或外表面；有的蛋白质侧贯穿整个脂质双分子层，两端暴露在膜的内外两侧。糖和膜上的脂质或蛋白质结合，形成糖脂和糖蛋白。糖脂和糖蛋白的糖链部分，几乎都棵露于膜的外表面。这些糖链可以成为细胞的特异性标志。 载体型： 一种是以所谓的载体为中介的易化扩散， 葡萄糖、氨基酸顺浓度差通过细胞膜就属于这种。载体是细胞膜上的镶嵌蛋白质，在这种蛋白质分子上有与被运输物质的特异结合点，当载体在膜的一侧与处于高浓度的某一被转运物质结合后，可移向膜的另一侧，然后与被运物质分离，如此反复进行，但详细过程尚不清楚。 以载体为中介的易化扩散有如下特征： （1)载体蛋白有较高的结构特异性。载体蛋白可选择性的与某物质作特异结合。 （2）饱和现象。数目有限 （3）竞争性抑制。如载体对结构类似的A、B两物质都有转运能力，当A转运增加，B物质转运量降低。 通道型：另一种是以所谓的“通道”