脂质
胆固醇和中性脂质
➢ 主要存在真核细胞膜上，含量一般 不超过膜脂的1/3，植物细胞膜中 含量较少。
➢ 胆固醇主要提高双脂层的力学稳定 性，调节双脂层流动性，降低水溶 性物质的通透性。
脂质
脂质体（liposome） 是一种人工膜。 在水中，搅动后磷脂形成双层脂分子的球
形脂质体，直径25~1000nm不等。
脂质
糖脂
➢含糖而不含磷酸的脂类，含量约占脂总量 的5％以下，在神经细胞膜上糖脂含量较高， 约占5-10％。 ➢糖脂也是两性分子，其结构与SM很相似。
糖脂决定血细胞表面抗原
Glu: Glucose Gal:Galactose GlcNAc:Nacetyglucosamine GalNAc:Nacetygalactosamine Fuc:Fucose
特点
膜流动的意义
质膜的流动性是保证其正常功能的必要条件。 例如跨膜物质运输、细胞信息传递、细胞识 别、细胞免疫、细胞分化以及激素的作用等 等都与膜的流动性密切相关。当膜的流动性 低于一定的阈值时，许多酶的活动和跨膜运 输将停止，反之如果流动性过高，又会造成 膜的溶解。
如何证明是自发的热运动？
同等条件下，不同的膜蛋白 （如在脂质体中）恢复呈不同 的趋势，为什么？
影响膜蛋白流动的因素的实验研究 单分子追踪（single-particle tracking,SPT)
膜蛋白流动的影响因素
➢ 细胞质膜下的骨架结构与膜整合蛋白结合限 制膜蛋白移动 ➢ 细胞外基质中的某些分子与膜整合蛋白结合 限制了膜蛋白的移动 ➢ 膜蛋白与另一细胞的膜蛋白作用限制了自身 的移动 ➢ 膜中其他不动蛋白限制了膜蛋白的移动
特点
膜脂分子的运动
侧向扩散：同一平面上相邻脂分子交换位置。 旋转：围绕与膜平面垂直的轴进行快速旋转。 摆动：围绕与膜平面垂直的轴进行左右摆动。 伸缩震荡：脂肪酸链进行伸缩震荡运动。 翻转：膜脂分子从脂双层一层翻转到另一层。 旋转异构化：脂肪酸链围绕C-C键旋转。
1、侧向运动；2、旋转运动；3、摆动运动； 4、伸缩震荡；5、翻转运动；6、旋转异构
去垢剂
去垢剂是一端亲水一端疏水的两性小分子。 离子型去垢剂与非离子型去垢剂两类。
非离子去垢剂使内在膜蛋白溶解下来，而不破坏其结构
物质组成
如何鉴定膜转运蛋白？
如何确定蛋白质在细胞膜中的方向性？
二、流动镶嵌模型的特点
流动性 不对称性
膜蛋白流动性 膜脂流动性 膜流动的意义 膜蛋白不对称性 膜脂不对称性 复合糖不对称性
细胞生物学细胞膜结构及膜骨架 (ppt)
（优选）细胞生物学细胞膜结构 及膜骨架
第四章 细胞膜与细胞表面
Cell Membrane and Cell Surface
细胞膜研究历史 流动镶嵌模型 细胞膜的功能 细胞膜骨架 习题与拓展
第一节 细胞膜研究历史
1. E. Overton 1895 发现 凡是溶于脂肪的物质很容 易透过植物的细胞膜，而 不溶于脂肪的物质不易透 过细胞膜。
脂质体具有哪些用途？
脂质
膜蛋白
1、类型 外在膜蛋白 内在膜蛋白 脂锚定膜蛋白
膜蛋白
2、膜蛋白与膜脂的结合方式
外在膜蛋白 离子键或其他弱键
膜蛋白
2、膜蛋白与膜脂的结合方式
脂锚定膜蛋白 与脂肪酸共价结合或 通过糖脂与脂肪酸共 价结合
膜蛋白
2、膜蛋白与膜脂的结合方式
内在膜蛋白 疏水作用 离子键 半胱氨酸与脂肪酸 的共价结合
磷脂分子的运动
a 56ms鼠成纤维细胞中的磷脂分子运动轨迹 b 33ms人工膜中磷脂分子运动的轨迹
膜脂分子运动的影响因素
胆固醇 脂肪酸链的饱和度 脂肪酸链的链长 卵磷脂/鞘磷脂
鞘磷脂粘度高于卵磷脂。
其他因素
膜蛋白和膜脂的结合方式、温度、酸碱度、离子 强度等。
动动脑
膜脂、膜蛋白的运动存在各种限制因素， 具有的生物学意义是什么？
第一节 细胞膜研究历史
4. J. D. Robertson 1959 用超薄切片技术获得了清 晰的细胞膜照片，显示暗-明-暗三层结构，提出 了单位膜模型。它由厚约3.5nm的双层脂分子 和内外表面各厚约2nm的蛋白质构成，总厚约 7.5nm。
暗线
横
切
明线
面
暗线
蛋白质
脂 类
第一节 细胞膜研究历史
5. S. J. Singer & G. Nicolson 1972根据免疫 荧光技术、冰冻蚀刻技术的研究结果，提出了 “流动镶嵌模型”。 构成膜的蛋白质和脂类分子具有镶嵌关系，膜 蛋白分布的不对称性，而且膜的结构处于流动 变化之中。
膜的物质组成 流动镶嵌模型的特点
一、膜的物质组成
细胞膜
脂质
蛋白质
糖
脂质
膜脂 磷脂 糖脂 胆固醇 脂质体
物质组成
磷脂（甘油磷脂、鞘磷脂）
构成膜脂的基本成分，约占整个膜脂的50％ 以上。 ➢ 具有一个极性头和两个非极性的尾 ➢ 脂肪酸碳链为偶数，多数碳链由16，18或
20个碳原子组成。 ➢ 常含有不饱和脂肪酸（如油酸）。
膜蛋白的分子运动
为自发的热运动。 主要有侧向扩散和旋转扩散两种运动方式。 可用光脱色恢复技术和细胞融合技术检测侧向
扩散。 运动速度受到限制。
侧向扩散的实验依据
技术手段？ 如何证明是自发的热运动？ 免细 疫胞 荧融 光合 标技 记术 技 术
侧向扩散的实验依据 荧光抗体标记技术
侧向扩散的实验依据 光脱色恢复技术
因此推测细胞膜由连续的脂类物质组成。
第一节 细胞膜研究历史
2. E. Gorter & F. Grendel 1925 用有机溶剂 提取了人的红细胞质膜的脂类成分，将其铺 展在水面，测出膜脂展开的面积二倍于细胞 表面积. J. Danielli & H. Davson 19３5 发现质膜的表面 张力比油－水界面的张力低得多，推测膜中含有 蛋白质。并发现亲水性物质也可以通过膜， 1959年提出了修正模型，认为膜上还具有贯穿 脂双层的蛋白质通道，供亲水物质通过，提出 “蛋白质－脂质－蛋白质”三明治模型。
荣获1972年诺贝尔奖！
第一节 细胞膜研究历史
６、脂筏模型（Lipid Rafts） 生物膜上胆固醇富集而形成有序脂相，如同 “脂筏”一样载着各种蛋白质。
富含胆固醇和鞘磷脂的脂筏区域以橙色表示
亲水头端
目前对生物膜的认识
亲水头端 疏水尾端
疏水尾端 亲水头端
第二节 膜的流动镶嵌模型
（Fluid-mosaic model ）