細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)課件：細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能

細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能學(xué)習(xí)目標(biāo)細(xì)胞膜模型的發(fā)展-如何知道的?細(xì)胞膜的化學(xué)組成細(xì)胞膜的兩個(gè)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)理解細(xì)胞膜的功能

-功能多樣性是生物結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要特征細(xì)胞由脂類包裹（1890s）

脂單層概念脂雙層模型（1925）三明治模型（1935）單位膜（1959）流動(dòng)鑲嵌模型（1966）一、細(xì)胞膜的研究歷史質(zhì)壁分離/Plasmolysis脂雙層19251925E.Gorter,F.Grendel實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)4.74X109個(gè)紅細(xì)胞單個(gè)細(xì)胞表面積100um2脂單層面積0.89m2前提：1.細(xì)胞質(zhì)膜是唯一的脂來源2.細(xì)胞質(zhì)膜完全由脂類構(gòu)成？脂雙層結(jié)構(gòu)的疑問：滲透性？表面張力？電阻？三明治結(jié)構(gòu)單位膜Unitmembranecellmembrane？plasmamembranebiomembrane？三明治結(jié)構(gòu)三明治模型無法解釋：.不同膜的蛋白/脂的比例差異.膜蛋白難以溶解流動(dòng)鑲嵌模型

fluidmosaicmodel冷凍蝕刻freezeetching二、細(xì)胞膜的化學(xué)組成（蛋白、脂類、糖類）神經(jīng)鞘正常小鼠突變體shivererPrincipleofneuralscience,E.R.Kadel,2003I.膜脂（membranelipids)磷脂

糖脂固醇a.磷脂phospholipid：膜脂的基本成分甘油磷脂鞘磷脂磷脂酶對(duì)細(xì)胞膜的影響Easterndiamondbackrattler膜脂的衍生功能磷脂在信號(hào)傳遞中的作用糖脂固醇膜脂的特性（兩親性amphiphilicity）-膜脂的自我裝配脂質(zhì)體liposome膜脂的自組裝1.整合膜蛋白（integralmembraneprotein)2.外周膜蛋白（peripheralmembraneprotein)3.錨定膜蛋白（lipid-anchoredmembraneprotein)II.膜蛋白-膜功能多樣性的賦予者膜蛋白的分類（與脂雙層的位置關(guān)系）整合蛋白（integralprotein)絕大多數(shù)疾病都是由于某一特定的膜蛋白不足引起的，現(xiàn)在市場(chǎng)上銷售的80%的藥物都集中在膜蛋白上，通過與膜蛋白結(jié)合而起作用，只不過有的藥物是活化膜蛋白，有的藥物使膜蛋白失活?；诮Y(jié)構(gòu)的藥物研制需要藥靶結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)。因?yàn)槟さ鞍纂y以處理，所以膜蛋白的結(jié)構(gòu)知識(shí)很難得到。我們的身體內(nèi)部可能有超過8000種的膜蛋白，可能我們發(fā)現(xiàn)的還只是很小的一部分，所以有很多發(fā)現(xiàn)等待著你們。-HartmutMichiel2006膜蛋白的功能膜蛋白研究方法去垢劑（detergent）:水溶性表面活性劑，具有兩親性，水溶性高于膜脂，可用于溶解膜蛋白蛋白跨膜區(qū)的預(yù)測(cè)氨基酸的疏水性III.膜糖釕紅染色顯示糖被七種主要的膜單糖細(xì)胞膜表面的多糖鏈三、生物膜的結(jié)構(gòu)特征I.膜的流動(dòng)性(fluidity)II.膜的不對(duì)稱性(asymmetry)I.膜脂的流動(dòng)性流動(dòng)性的分子基礎(chǔ)影響膜脂流動(dòng)的因素：溫度----phasetransition脂肪酸組成：飽和&不飽和；長(zhǎng)鏈&短鏈膽固醇的作用膜流動(dòng)性的證明實(shí)驗(yàn)1.細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2.FRAP（fluorescencerecoveryafterphotobleaching)實(shí)驗(yàn)3.FLIP(fluorescencelossinphotobleaching)比較二者區(qū)別膜蛋白移動(dòng)與區(qū)域化？精子上不同蛋白定位限制膜蛋白流動(dòng)的四個(gè)因素1.膜蛋白聚集成大分子2.與膜外基質(zhì)綁定3.錨定在胞內(nèi)蛋白上4.與相鄰細(xì)胞連接II.膜的不對(duì)稱性a.脂的不對(duì)稱脂筏（lipidrafts）不同脂成分制備的脂質(zhì)體：A:phosphatidylcholineandspingomyelin(1:1)B:A:phosphatidylcholine,spingomyelinandcholesterol(1:1:1)