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脂锚定蛋白
• 通过与之共价相连的脂肪酸或糖脂插入膜的脂双 层中，从而锚定在细胞质膜上。
• 与脂肪酸结合的锚定膜蛋白多分布在质膜内侧， 与糖脂结合的多分布在质膜外侧。
第4章细胞膜与表面
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膜蛋白的类型
第4章细胞膜与表面
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◆膜蛋白的提取方法
根据膜的组成特性，可用去污剂分离小的跨膜蛋白, 这是膜蛋白研究的重要手段：
第4章细胞膜与表面
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（二）、膜蛋白（Membrane Proteins）
◆生物膜的特定功能主要是由蛋白质完成的; ◆膜蛋白约占细胞总蛋白类别的30%; ◆一般来说,功能越复杂的膜, 其上的蛋白质含量越多。
第4章细胞膜与表面
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◆膜蛋白的种类
内在蛋白 外在蛋白
脂锚定蛋白
■内在蛋白(Integral Proteins)
■ 去污剂(detergent)是一种一端亲水一端疏水的两性小 分子，可以使膜崩解。
■ 常用的有SDS， Triton X-100
■ 当它们与膜蛋白作用时,其疏水端与膜蛋白的疏水区域 相结合,极性端指向水中,形成溶于水的去垢剂-膜蛋白复 合物,从而使膜蛋白在水中溶解而达到分离的目的
■ 当去除去垢剂并加入磷脂后,可使膜蛋白复性并恢复功
第4章细胞膜与表面
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Typical plasma Membrane
糖基链
蛋白链
膜蛋白的非极性区
磷脂
第4章细胞膜与表面
胆固醇
糖蛋白
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二、生物膜的化学组成
膜脂 膜蛋白
磷脂
糖脂
（一）、膜脂（Membrane Lipids）胆固醇
◆磷脂(phospholipids) ■ 动、植物细胞膜上都有磷脂,约占膜脂的50%以上 ■ 磷脂分子的亲水端是磷酸基团，称为头部； ■ 磷脂分子的疏水端是两条长短不一的烃链, 称为尾部； ■ 其中一烃链常含有一个或数个双键,双键的存在造成这条不
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流动镶嵌模型(fluid mosaic model)
• 脂类物质以双分子层排列，构成膜的骨架； • 镶嵌性 蛋白质分子镶嵌在脂双层的网架中。存在方
式有内在蛋白（整体蛋白）和外在蛋白（边周蛋白）。 • 不对称性 蛋白质分子和脂质分子在膜上的分布具不
对称性，膜两侧的分子性质和结构不同。 • 流动性 脂质双分子层和蛋白质是可以流动或运动的
J.D.Robertson（1959）
流动镶嵌模型(fluid mosaic model) ：生物膜是由磷脂双 分子层和蛋白质构成,膜蛋白和膜脂均可侧向运动，膜蛋 白是镶嵌于脂双分子层中，是不对称分布的。
S.J.Singer和G.Nicolson（1972）
脂筏模型（lipid ra第f4t章s细m胞o膜d与e表l）面 ：
第四章 细胞质膜
Plasma Membrane
第4章细胞膜与表面
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Outline
第一节 细胞质膜的结构模型 第二节 生物膜的基本特征与功能 第三节 膜骨架
第4章细胞膜与表面
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第一节 细胞质膜的结构模型
细胞质膜(plasma membrane)或细胞膜(cell membrane)： 围绕在细胞最外层的由脂质和蛋白质组成的生物膜 生物膜(bio－membrane)： 细胞的所有膜结构的统称，包括细胞膜和细胞内膜。
■ 胆固醇分子包括三部分: ●极性的头部：羟基 ●非极性的类固醇环结构 ●一个非极性的碳氢尾部
■ 调节膜的流动性，增加膜的稳定性、降低水溶 性物质的通透性等方面起重要作用
第4章细胞膜与表面
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◆膜脂的运动
1. 侧向扩散：同一平面上相邻的脂分子交换位置。
2. 旋转运动：膜脂分子围绕与膜平面垂直的轴进行快速旋转。
层水， 膜相是 的中根 趋形据 势成磷
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第4章细胞膜与表面
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脂质体的类型
(a)水溶液中的磷脂分子团；(b)球形脂质体； (c)平面脂质体膜；(d）用于疾病治疗的脂质体的示意图
第4章细胞膜与表面
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◆膜脂的功能
◆构成膜的基本骨架,去除膜脂，则使膜解体; ◆是膜蛋白的溶剂，一些蛋白通过疏水端同膜脂作用， 使蛋白镶嵌在膜上，得以执行特殊的功能; ◆膜脂为某些膜蛋白(酶)维持构象、表现活性提供环 境, 一般膜脂本身不参与反应。
3. 摆动运动：膜脂分子围绕与膜平面垂直的轴进行左右摆动。
4. 伸缩震荡：脂肪酸链沿着与纵轴进行伸缩震荡运动。
5. 翻转运动：膜脂分子从脂双层的一层翻转到另一层。
6. 旋转异构：脂肪酸链围绕C-C键旋转，导致异构化运动。
第4章细胞膜与表面
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◆脂质体(Liposome)
而稳脂■ 制定分是 备的子人 的脂可工 。双在膜
第4章细胞膜与表面
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■ 外在蛋白(peripheral proteins)
● 外在蛋白为水溶性，靠离子键或其它弱键与膜表 面的蛋白质分子或脂分子结合，易分离，膜结构 不被破坏。
● 占膜蛋白总量的20%－30%。
第4章细胞膜与表面
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外在蛋白
Peripheral Proteins
第4章细胞膜与表面
饱和链有一定角度的扭转。
第4章细胞膜与表面
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Phospholipids
第4章细胞膜与表面
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糖脂(Glycolipid)
● 糖脂普遍存在于原核和真核细胞 膜上,含量约占膜脂的5%以下。
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◆胆固醇(Cholesterol)
■ 胆固醇存在于动物细胞和少数 植物细胞质膜上
●含量一般不超过膜脂的1/3
第4章细胞膜与表面
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细 胞 的 生 物 膜 体 系
第4章细胞膜与表面
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一、生物膜的结构模型
“三明治式”结构模型： “蛋白质-脂质-蛋白质” 。 Davision & Danielli (1935),
Gorter & Grendel (1925)
单位膜模型(unit membrane model）： 所有的生物膜都 是由“蛋白质-脂质-蛋白质” 的单位膜构成。
● 部分或全部镶嵌在细胞膜中的蛋白质； ● 水不溶性蛋白，形成跨膜螺旋，与膜结 合紧密，需用去垢剂使膜崩解后才可分离。
内在蛋白约占膜蛋白的70-80%。
第4章细胞膜与表面
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◆内在蛋白与膜脂结合的方式
■ 跨膜结构域与脂双分子层的疏水核心相互作用； ■跨膜结构域两端携带正或负电荷的氨基酸残基与磷脂分子 带负电的极性头形成离子键。 ■ 在细胞质基质一侧的半胱氨酸残基上共价结合脂肪酸分 子,插入脂双层之间,进一步加强膜蛋白与脂双层的结合力,还 有少数蛋白与糖脂共价结合。