4-细胞膜.pptx

Chapter 4Cell Membrane,第一页，共四十一页。,第一节 细胞质膜的结构模型 第二节 生物膜根本特征与功能 第三节 膜骨架,第二页，共四十一页。,Cell membrane 细胞与环境之间的界膜物质运输-物质流能量转运-能量流信息传递-信息流,第三页，共四十一页。,细胞膜cell membrane，plasma membrance)细胞内的膜(internal membrane)生物膜(biomembrane),第四页，共四十一页。,internal membrane,第五页，共四十一页。,第一节 细胞膜的结构模型,一、生物膜结构模型二、膜脂三、膜蛋白,第六页，共四十一页。,一、生物膜结构模型 1925年 Gorter&Grendel 双层脂分子 1959年 Robertson 单位膜模型 1972年 Singer&Nicolson 流动镶嵌模型 补充 液晶态模型 板块镶嵌模型 脂筏模型,第七页，共四十一页。,蛋白质：单层肽链 折叠结构,细胞质,脂双层,电镜下所有生物膜的相似结构两暗：磷脂极性头部+蛋白一明：脂类的疏水尾部,单位膜模型(unit membrane model),第八页，共四十一页。,单位膜模型(unit membrane model),第九页，共四十一页。,脂质双分子层,极性头部,疏水尾部,外周蛋白,镶嵌蛋白,第十页，共四十一页。,一、生物膜结构模型 1925年 Gorter&Grendel 双层脂分子 1959年 Robertson 单位膜模型 1972年 Singer&Nicolson 流动镶嵌模型 补充 液晶态模型 板块镶嵌模型 脂筏模型 1988,第十一页，共四十一页。,脂筏Lipid rafts和脂筏模型(lipid raft model),(Simon,1988)胆固醇+鞘磷脂-脂筏承载各种 膜蛋白,第十二页，共四十一页。,脂筏(lipid raft)是生物膜上胆固醇、鞘磷脂等组成的脂相承载执行特定生物学功能的各种蛋白质的微区。组成 鞘磷脂，鞘糖脂，胆固醇，GPI-锚固蛋白，Src-kinase等“小竹筏上载着蛋白质 一种动态集合 脂筏区流动性差功能：信号传递 物质转运,第十三页，共四十一页。,二、膜脂,一成分 磷脂 phospholipid 糖脂 glycolipid 胆固醇 cholesterol 分子特点：双型性分子二膜质运动方式三脂质体,第十四页，共四十一页。,脂肪酸,磷脂,甘油磷酸,鞘磷脂,极性头部基团亲水,非极性尾部基团疏水,X,甘油,磷 酸,磷酸化醇,磷脂Phospholipid,第十五页，共四十一页。,Phospholipid,第十六页，共四十一页。,glycolipid,存在于原核和真核的细胞膜中最简单的：glu/gal神经酰胺 复杂：神经节苷脂 7个糖残基Function recognition signal transduction,第十七页，共四十一页。,cholesterol,Function fluidity stability permeability,第十八页，共四十一页。,1.侧向扩散 lateral diffusion,2.自旋 rotation,3.摆动,4.翻转 flip-flop,二膜脂的运动方式,第十九页，共四十一页。,三脂质体,Liposome 根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层的趋势而制备的人工膜。=251000 nm,第二十页，共四十一页。,用途：研究材料 基因转移 临床诊断/治疗 Ex：liposome+McAb liposome+McAb+drug,第二十一页，共四十一页。,三、膜蛋白 membrane protein,膜外在蛋白 extrinsic membrane protein膜内在蛋白 intrinsic membrane protein脂锚定膜蛋白lipid anchored protein,一膜蛋白类型,第二十二页，共四十一页。,第二十三页，共四十一页。,二内在膜蛋白于膜质结合的方式,跨膜-单次 屡次 跨膜结构域-20 疏水氨基酸形成跨膜通道,第二十四页，共四十一页。,脂锚定膜蛋白lipid anchored protein 共价连接-糖脂/脂肪酸,第二十五页，共四十一页。,去垢剂 detergent 离子型 SDS 剧烈 蛋白变性非离子型 TritonX-100,第二十六页，共四十一页。,第二节 生物膜根本结构与功能,一、膜的流动性 fluidity一膜脂流动性 生理温度生物膜是液晶态 液晶态是保证膜蛋白行使功能的必要条件 要维持在一定的限度内，影响因素二膜蛋白流动性,第二十七页，共四十一页。,二膜蛋白的运动性,lateral diffusion rotation movement成斑(patching)成帽(capping),荧光抗体免疫标记实验,荧光漂白恢复技术,第二十八页，共四十一页。,小鼠细胞,标记人膜蛋白抗体+人膜蛋白抗原,异核细胞,抗小鼠膜蛋白抗体+荧光素B,抗人膜蛋白antibody+荧光素A,标记小鼠膜蛋白抗体+小鼠膜蛋白抗原,人细胞,孵育37,40 min,膜蛋白(antigen）,第二十九页，共四十一页。,二、膜的不对称性,一细胞质膜各局部名称,第三十页，共四十一页。,一细胞质膜各局部名称,第三十一页，共四十一页。,第三十二页，共四十一页。,膜脂分子在脂双层中不对称分布 糖脂 分布ES 磷脂 分布与合成部位有关 磷脂酰肌醇-PS-信号传导 磷脂酰丝氨酸-PS 细胞凋亡时-ES 标记,磷脂酰胆碱、鞘磷脂-ES,二膜脂的不对称性,第三十三页，共四十一页。,跨膜蛋白跨越脂质双分子层有一定方向性,膜蛋白颗粒在内外两层中分布的不对称-功能？,三膜蛋白的不对称性,第三十四页，共四十一页。,三、细胞质膜的功能,提供稳定内环境物质运动，能量传递提供细胞识别位点，完成信号传导酶促反响介导细胞间，细胞与胞外基质链接参与形成细胞外表特化结构与医学相关：膜蛋白异常-疾病；药物靶标,第三十五页，共四十一页。,脂筏(lipid raft)脂筏微区 胞膜窖(caveolae)窖蛋白(caveolin)在信息传递和物质转运等诸多生命活动中起作用,第三十六页，共四十一页。,膜骨架(membrane associated cytoskeleton)细胞质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架系统 功能：参与维持质膜形状，协助质膜完成多种功能,第三节 膜骨架,第三十七页，共四十一页。,第三十八页，共四十一页。,1.All biological membrane share a common general structure.2.Assembled by lipid and protein molecules by noncovalent interactions.3.It is dynamic,fluid structure in which lipids and proteins are able to move in the plane of the membrane.4.The lipid and protein composition of PM is asymmetrical:the outside and inside faces are differ in the ways.,Summary,Basic features of PM,第三十九页，共四十一页。,1.The lipid bilayer acts as a relatively impermeable barrier to water-soluble molecules.2.Protein molecules in the bilayer mediates other functions of the membrane:transportation,enzymes,signal transduction,structural linkers to cytoskeleton and/or extracellular matrix or adjacent cells.3.The specific lipid and protein components vary greatly from one cell type to others,reflecting the differences of their biological functions.,Biological functions of PM,第四十页，共四十一页。,内容总结,Chapter 4Cell Membrane。Cell membrane 细胞与环境之间的界膜。物质运输-物质流。能量转运-能量流。细胞膜cell membrane，plasma membrance)。单位膜模型(unit membrane model)。CH CHCH2。HCCOOH。水相中形成稳定的脂双层的趋。介导细胞间，细胞与胞外基质链接,第四十一页，共四十一页。,