细胞膜与细胞表面 .ppt
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1、关关于于细细胞膜胞膜与细与细胞表面胞表面 现在学习的是第1页,共55页Your company sloganYour company sloganLOGOLOGOLOGOLOGO第一节细胞质膜的结构模型第一节细胞质膜的结构模型第二节生物膜基本特征与功能第二节生物膜基本特征与功能第三节膜骨架第三节膜骨架第四章细胞膜与细胞表面第四章细胞膜与细胞表面现在学习的是第2页,共55页Your company sloganYour company sloganLOGOLOGOLOGOLOGO一、细胞膜的结构模型一、细胞膜的结构模型二、膜脂二、膜脂三、膜蛋白三、膜蛋白第一节细胞质膜的结构模型第一节细胞质膜的结
2、构模型现在学习的是第3页,共55页Your company sloganYour company sloganLOGOLOGOLOGOLOGO细细 胞胞 质质 膜膜(cell membrane)/细细 胞胞 膜膜(plasma membrane):是指围绕在细胞最外层,由脂质和是指围绕在细胞最外层,由脂质和 蛋白质、糖组成的生物膜。蛋白质、糖组成的生物膜。生物膜的作用:细胞结构的边界,生物膜的作用:细胞结构的边界,物质运输、能量传递物质运输、能量传递生生物物膜膜(bio-membrane):细细胞胞内内的的膜膜系系统统与与细细胞胞膜膜统称为生物膜。统称为生物膜。现在学习的是第4页,共55页Yo
3、ur company sloganYour company sloganLOGOLOGOLOGOLOGO一、生物膜的结构模型:一、生物膜的结构模型:1.E.Overton 1895 发发现现凡凡是是溶溶于于脂脂肪肪的的物物质质很很容容易易透透过过植植物物的的细细胞胞膜膜,而而不不溶溶于于脂脂肪肪的的物物质质不不易易透透过过细细胞胞膜膜,因因此此推推测测细细胞胞膜由连续的脂类物质组成。膜由连续的脂类物质组成。第一节第一节 细胞质膜的结构模型细胞质膜的结构模型现在学习的是第5页,共55页Your company sloganYour company sloganLOGOLOGOLOGOLOGO现在
4、学习的是第6页,共55页Your company sloganYour company sloganLOGOLOGOLOGOLOGO2.E.Gorter&F.Grendel 1925 用用有有机机溶溶剂剂提提取取了了人人类类红红细细胞胞质质膜膜的的脂脂类类成成分分,将将其其铺铺展展在在水水面面,测测出出膜膜脂脂展展开开的的面面积积二二倍倍于于细细胞胞表表面面积积,因而推测因而推测细胞膜由双层脂分子组成。细胞膜由双层脂分子组成。现在学习的是第7页,共55页Your company sloganYour company sloganLOGOLOGOLOGOLOGO3.3.J.Danielli&H.
5、Davson 1935 发现质膜的发现质膜的表面张力比油水界面的张力低得多,推测膜中含表面张力比油水界面的张力低得多,推测膜中含有蛋白质,从而提出了有蛋白质,从而提出了”蛋白质蛋白质-脂类脂类-蛋白质蛋白质”的的三明治模型。三明治模型。现在学习的是第8页,共55页Your company sloganYour company sloganLOGOLOGOLOGOLOGO4.J.D.Robertson,1959 用用超超薄薄切切片片技技术术获获得得了了清清晰晰的的细细胞胞膜膜照照片片,显显示示暗暗-明明-暗暗三三层层结结构构,厚厚约约7.5nm。这就是所谓的这就是所谓的“单位膜单位膜”模型。模型
6、。各种膜均具有各自特定的厚度,各种膜均具有各自特定的厚度,质膜:质膜:10nm线粒体:线粒体:5-6nm双层脂分子厚:双层脂分子厚:3.5nm3.5nm蛋白质厚:蛋白质厚:2nm2nm的构成。的构成。X-X-射线衍射分析;电镜技术射线衍射分析;电镜技术现在学习的是第9页,共55页Your company sloganYour company sloganLOGOLOGOLOGOLOGO红细胞膜的结构红细胞膜的结构现在学习的是第10页,共55页Your company sloganYour company sloganLOGOLOGOLOGOLOGO5.S.J.Singer&G.Nicolson
7、 1972根根据据免免疫疫荧荧光光技技术术、冰冰冻冻蚀蚀刻刻技技术术的的研研究究结结果果,在在”单单位位膜膜”模模型型的的基基础础上上提提出出“流流动动镶镶嵌嵌模模型型(fluid mosaic model)”。强调膜的流动性和膜蛋白分布的不对称性。强调膜的流动性和膜蛋白分布的不对称性。现在学习的是第11页,共55页Your company sloganYour company sloganLOGOLOGOLOGOLOGO6.6.质筏模型(质筏模型(lipid raft model)(Simon,1988)v以甘油磷脂为主体的生物膜上,胆固醇、鞘磷脂等形以甘油磷脂为主体的生物膜上,胆固醇、鞘磷
8、脂等形成相对有序的脂相。成相对有序的脂相。vv内质网或高尔基体上形成,最终转移到质膜上内质网或高尔基体上形成,最终转移到质膜上内质网或高尔基体上形成,最终转移到质膜上内质网或高尔基体上形成,最终转移到质膜上v载着执行某种特定生物功能的各种膜蛋白。载着执行某种特定生物功能的各种膜蛋白。现在学习的是第12页,共55页Your company sloganYour company sloganLOGOLOGOLOGOLOGO7.生物膜结构生物膜结构v具有极性头部,非极性尾部的磷脂分子具有极性头部,非极性尾部的磷脂分子.v蛋白质分子蛋白质分子v生物膜可看成是蛋白质在双层脂分子中的二维生物膜可看成是蛋白
9、质在双层脂分子中的二维溶液。溶液。现在学习的是第13页,共55页Your company sloganYour company sloganLOGOLOGOLOGOLOGO(一一)成分:膜脂主要包括磷脂、糖脂和成分:膜脂主要包括磷脂、糖脂和 胆固醇三种类型胆固醇三种类型(二二)膜脂的运动方式膜脂的运动方式(三三)脂质体脂质体(liposome)二、膜脂二、膜脂现在学习的是第14页,共55页Your company sloganYour company sloganLOGOLOGOLOGOLOGO现在学习的是第15页,共55页Your company sloganYour company slo
10、ganLOGOLOGOLOGOLOGO磷脂:膜脂的基本成分(磷脂:膜脂的基本成分(5050以上)以上)分为两类分为两类:甘油磷脂和鞘磷脂甘油磷脂和鞘磷脂 主要特征:主要特征:具有一个极性头和两个非极性的尾具有一个极性头和两个非极性的尾(线粒体线粒体4 4个个)脂肪酸碳链碳原子为偶数脂肪酸碳链碳原子为偶数,多数碳链由多数碳链由16,1816,18或或 2020个组成;个组成;饱和脂肪酸饱和脂肪酸(软脂酸软脂酸)及不饱和脂肪酸及不饱和脂肪酸(油酸油酸);(一一)成分成分:膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇现在学习的是第16页,共55页Your company slogan
11、Your company sloganLOGOLOGOLOGOLOGO糖脂:糖脂普遍存在于原核和真核细胞的质膜上糖脂:糖脂普遍存在于原核和真核细胞的质膜上(5 5以下)以下),神经元质膜上糖脂含量较高,约占神经元质膜上糖脂含量较高,约占5-10%5-10%;v胆固醇:胆固醇存在于真核细胞膜上(胆固醇:胆固醇存在于真核细胞膜上(30%30%以下),以下),细菌质膜不含有胆固醇细菌质膜不含有胆固醇,但某些细菌的膜脂中含有,但某些细菌的膜脂中含有甘油脂等中性脂类。甘油脂等中性脂类。现在学习的是第17页,共55页Your company sloganYour company sloganLOGOLOG
12、OLOGOLOGO(二二)膜脂的种热运动方式膜脂的种热运动方式膜脂的种热运动方式膜脂的种热运动方式1.1.沿沿膜膜平平面面的的侧侧向向运运动动;(基基基基本本本本运运运运动动动动方方方方式式式式),其其其其扩扩扩扩散散散散系系系系数数数数为为为为10101010-8-8 cmcmcmcm2 2 2 2/s/s;产产产产生生生生分分分分子子子子间间间间换换换换位位位位。频频频频率率率率在在在在101010106 6 次次次次/s/s/s/s 以上,膜脂分子的基本运动方式。以上,膜脂分子的基本运动方式。2.2.2.2.脂分子围绕轴心的自旋运动脂分子围绕轴心的自旋运动脂分子围绕轴心的自旋运动脂分子围
13、绕轴心的自旋运动;3.3.脂分子尾部的摆动脂分子尾部的摆动;4.4.双层脂分子之间的翻转运动,发生频率还不到脂双层脂分子之间的翻转运动,发生频率还不到脂分子侧向交换频率的分子侧向交换频率的101010 10 10 10 cmcm2 2/s/s/s/s 。但在内质网膜。但在内质网膜上上,新合成的磷脂分子翻转运动发生频率很高新合成的磷脂分子翻转运动发生频率很高(经经经经几秒种后,将半数发上发生转运几秒种后,将半数发上发生转运几秒种后,将半数发上发生转运几秒种后,将半数发上发生转运)。现在学习的是第18页,共55页Your company sloganYour company sloganLOGOL
14、OGOLOGOLOGO细胞脂双层膜间的磷脂的移动细胞脂双层膜间的磷脂的移动1234现在学习的是第19页,共55页Your company sloganYour company sloganLOGOLOGOLOGOLOGO(三三)脂质体脂质体(liposome)脂质体:是根据磷脂分子可在水相中形成稳定脂质体:是根据磷脂分子可在水相中形成稳定 的双层膜的趋势而制备的人工膜。的双层膜的趋势而制备的人工膜。的双层膜的趋势而制备的人工膜。的双层膜的趋势而制备的人工膜。类类类类 型:型:型:型:(a)(a)水溶液中的磷脂分子团;水溶液中的磷脂分子团;(b)球形脂质体;球形脂质体;(c)(c)平面脂质体膜;
15、平面脂质体膜;(d(d)用于疾病治疗的脂质体)用于疾病治疗的脂质体应用:应用:应用:应用:研究膜脂与膜蛋白及其生物学性质;研究膜脂与膜蛋白及其生物学性质;脂质体中裹入脂质体中裹入脂质体中裹入脂质体中裹入DNA可用于基因转移;可用于基因转移;在临床治疗中在临床治疗中,脂质体作为药物或酶等载体。脂质体作为药物或酶等载体。脂质体作为药物或酶等载体。脂质体作为药物或酶等载体。现在学习的是第20页,共55页Your company sloganYour company sloganLOGOLOGOLOGOLOGO现在学习的是第21页,共55页Your company sloganYour company
16、 sloganLOGOLOGOLOGOLOGO三、膜蛋白三、膜蛋白(一一)蛋白膜类型蛋白膜类型(二二)内在膜蛋白与膜脂结合方式内在膜蛋白与膜脂结合方式(三三)去垢剂去垢剂现在学习的是第22页,共55页Your company sloganYour company sloganLOGOLOGOLOGOLOGO(一一)类型类型外在外在膜蛋白膜蛋白(extrinsic membrane protein/外外周膜蛋周膜蛋白白(peripheral membrane proteins):水溶性蛋白水溶性蛋白,分离:改变离子度、提高温度分离:改变离子度、提高温度内在蛋白内在蛋白(intrinsic mem
17、brane protein)/整合蛋白整合蛋白(integral membrane protein):水不溶性蛋白,形成跨水不溶性蛋白,形成跨 分离:需用去垢剂使膜崩解后才可分离分离:需用去垢剂使膜崩解后才可分离质锚定质锚定膜蛋白膜蛋白(lipid anchored protein):通过磷脂或脂通过磷脂或脂肪酸锚定,共价结合。肪酸锚定,共价结合。现在学习的是第23页,共55页Your company sloganYour company sloganLOGOLOGOLOGOLOGO外在膜蛋白外在膜蛋白内在膜蛋白内在膜蛋白与质分子或糖脂连接的锚定膜蛋与质分子或糖脂连接的锚定膜蛋白白现在学习的是
18、第24页,共55页Your company sloganYour company sloganLOGOLOGOLOGOLOGO(二二)内在膜蛋白与膜脂结合的方式内在膜蛋白与膜脂结合的方式现在学习的是第25页,共55页Your company sloganYour company sloganLOGOLOGOLOGOLOGO(三三)去垢剂:去垢剂:是是一一端端亲亲水水一一端端疏疏水水的的两两性性小小分分子子,是是分分离离研研究究膜膜蛋蛋白白的的常常用试剂。用试剂。离子型:离子型:SDS(十二烷基磺酸钠十二烷基磺酸钠)可使细胞膜崩解,与膜蛋白疏水部分结合,使其分可使细胞膜崩解,与膜蛋白疏水部分结合
19、,使其分 离,破坏蛋白内部的共价键,改变亲水部分的构象。离,破坏蛋白内部的共价键,改变亲水部分的构象。非离子型:非离子型:Triton X-100 可使细胞膜崩解,用于膜蛋白的分离与纯化;除去细可使细胞膜崩解,用于膜蛋白的分离与纯化;除去细 胞的膜系统,以便对细胞膜骨架蛋白和其它蛋白进胞的膜系统,以便对细胞膜骨架蛋白和其它蛋白进 行研究。行研究。现在学习的是第26页,共55页Your company sloganYour company sloganLOGOLOGOLOGOLOGO现在学习的是第27页,共55页Your company sloganYour company sloganLOGO
20、LOGOLOGOLOGO第二节生物膜基本特征与功能第二节生物膜基本特征与功能一、膜的流动性一、膜的流动性(一一)膜质的流动性膜质的流动性(二二)膜蛋白的流动性膜蛋白的流动性(三三)荧荧光漂白恢复技术光漂白恢复技术现在学习的是第28页,共55页Your company sloganYour company sloganLOGOLOGOLOGOLOGO(一)膜(一)膜脂脂的流动性的流动性胆固醇:胆固醇的含量增加会降低膜的流动性。胆固醇:胆固醇的含量增加会降低膜的流动性。脂肪酸链的饱和度:脂肪酸链所含双键越多越不饱脂肪酸链的饱和度:脂肪酸链所含双键越多越不饱脂肪酸链的饱和度:脂肪酸链所含双键越多越不
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