第二章细胞质膜与细胞表面(3学时) ●细胞质膜与细胞表面特化结构 ●细胞连接 ●细胞外被与细胞外基质 Poar neas
1 第二章 细胞质膜与细胞表面(3学时） 细胞质膜与细胞表面特化结构 细胞连接 细胞外被与细胞外基质
第一节细胞质膜与细胞表面特化结构 细胞的外围包有一层由脂双分子和蛋白质构成的 单位膜称为细胞质膜( plasma membrane),又称细胞膜 (ce1 I membrane)。 细胞内膜( intracellular membrane);生物膜 (biomembrane) 质膜不仅是细胞把其內部与周围环境分开的边界, 更重要的是,它是细胞与周围环境和细胞与细胞间进 行物质交换和信息传递的重要通道。质膜是细胞的 道可调控的动态屏障。对物质进出细胞运有调控作 用
2 第一节 细胞质膜与细胞表面特化结构 细胞的外围包有一层由脂双分子和蛋白质构成的 单位膜称为细胞质膜(plasma membrane),又称细胞膜 (cell membrane)。 细胞内膜(intracellular membrane); 生物膜 (biomembrane) 质膜不仅是细胞把其内部与周围环境分开的边界， 更重要的是，它是细胞与周围环境和细胞与细胞间进 行物质交换和信息传递的重要通道。质膜是细胞的一 道可调控的动态屏障，对物质进出细胞运输有调控作 用
细胞质膜的结构模型 ●二、膜脂一生物膜的基本组成成分 ●三、膜蛋自 ●四、生物膜结构特征 ●五、细胞质膜的功能 ●六、膜骨架与细胞表面的特化结构
3 一、 细胞质膜的结构模型 二、膜脂——生物膜的基本组成成分 三、 膜蛋白 四、生物膜结构特征 五、细胞质膜的功能 六、膜骨架与细胞表面的特化结构
第二节细胞连接 细胞与细胞间或细胞与细胞外基质的联结结构称为细胞连接 (cell iunction) ●封闭连接( occluding junctions) 令紧密连接( tight junction) 锚定连接( anchoring junctions) ●通讯连接( communicating junctions) 令间隙连接( gap Junction); 神经细胞间的化学突触( chemical synapse); 植物细胞中的胞间连丝( plasmodesmata) ●细胞表面的粘连分子
4 第二节 细胞连接 细胞与细胞间或细胞与细胞外基质的联结结构称为细胞连接 （cell junction）。 封闭连接 (occluding junctions) ❖紧密连接(tight junction) 锚定连接(anchoring junctions) 通讯连接(communicating junctions) ❖间隙连接(gap junction)； ❖神经细胞间的化学突触(chemical synapse)； ❖植物细胞中的胞间连丝(plasmodesmata)。 细胞表面的粘连分子
细胞质膜的结构模型 ●研究简史 ●结构模型 ◆E. Gorter和F. Grendel(1925):"蛋白质-脂类-蛋白质” 三夹板质膜结构模型 ◆J.D. Robertson(1959年):单位膜模型( unit membrane mode S.J. Singer和G. Nicolson(1972):生物膜的流动镶嵌模 型( fluid mosaic model) ◆ K Simons et al(197):脂筏模型( lipid rafts model) Functional fts in cell membranes. Nature 387:569-572 ●生物膜结构
5 一、细胞质膜的结构模型 研究简史 结构模型 ◆E.Gorter和F．Grendel（1925）:“蛋白质-脂类-蛋白质” 三夹板质膜结构模型 ◆J.D.Robertson（1959年）：单位膜模型(unit membrane model) ◆S.J.Singer和G.Nicolson（1972）：生物膜的流动镶嵌模 型(fluid mosaic model) ◆K.Simons et al(1997): 脂筏模型（lipid rafts model） Functional rafts in Cell membranes. Nature 387:569-572 生物膜结构
生物膜结构 ◆磷脂双分子层是组成生物膜的基本结构成分,尚 未发现膜结构中起组织作用的蛋白 ◆蛋白分子以不同方式镶嵌在脂双层分子中或结合 在其表面,膜蛋白是赋予生物膜功能的主要决定者; ◆生物膜是磷脂双分子层嵌有蛋白质的二维流体
6 生物膜结构 ◆磷脂双分子层是组成生物膜的基本结构成分,尚 未发现膜结构中起组织作用的蛋白； ◆蛋白分子以不同方式镶嵌在脂双层分子中或结合 在其表面, 膜蛋白是赋予生物膜功能的主要决定者； ◆生物膜是磷脂双分子层嵌有蛋白质的二维流体
膜脂一生物膜的基本组成成分 ●成分:膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三种类型 膜脂的4种热运动方式 ◆沿膜平面的侧向运动(基本运动方式),其扩散系数为10 8cm2/s ◆脂分子围绕轴心的自旋运动 ◆脂分子尾部的摆动; ◆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10-10。但在内质网膜上新合成的磷脂分子 翻转运动发生频率很高。 脂质体( liposome
7 二、膜脂——生物膜的基本组成成分 成分：膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三种类型。 膜脂的４种热运动方式 ◆沿膜平面的侧向运动（基本运动方式）,其扩散系数为10- 8cm2/s； ◆脂分子围绕轴心的自旋运动； ◆脂分子尾部的摆动； ◆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10－10 。但在内质网膜上,新合成的磷脂分子 翻转运动发生频率很高。 脂质体（liposome）
膜脂成分 ◆磷脂:膜脂的基本成分(50%以上) ◇分为二类:甘油磷脂和鞘磷脂 ◇主要特征:①具有一个极性头和两个非极性的尾(脂肪酸链) (心磷脂除外);②脂肪酸碳链碳原子为偶数,多数碳链 由16,18或20个组成;③饱和脂肪酸(如软脂酸)及不饱和脂肪 酸(如油酸); ◆糖脂:糖脂普遍存在于原核和真核细胞的质膜上(5‰以下) 神经细胞糖脂含量较高; ◆胆固醇:胆固醇存在于真核细胞膜上(30%以下),细菌质 膜不含有胆固醇,但某些细菌的膜脂中含有甘油脂等中性脂 类
8 膜脂成分 ◆磷脂：膜脂的基本成分（50％以上） 分为二类: 甘油磷脂和鞘磷脂 主要特征：①具有一个极性头和两个非极性的尾(脂肪酸链) （心磷脂除外）；②脂肪酸碳链碳原子为偶数,多数碳链 由16,18或20个组成；③饱和脂肪酸(如软脂酸)及不饱和脂肪 酸(如油酸)； ◆糖脂：糖脂普遍存在于原核和真核细胞的质膜上（5％以下）, 神经细胞糖脂含量较高； ◆胆固醇：胆固醇存在于真核细胞膜上（30%以下），细菌质 膜不含有胆固醇，但某些细菌的膜脂中含有甘油脂等中性脂 类
磷脂 1、甘油磷脂 ●以甘油为骨架的磷脂类,在骨架上结合两个脂肪酸链和一个 磷酸基团,胆碱、乙醇胺、丝氨酸或肌醇等分子籍磷酸基团连 接到脂分子上。 主要类型有:磷脂酰胆碱( phosphatidyl choline,PC,旧称 卵磷脂)、磷脂酰丝氨酸( phosphatidyl serine,PS)、磷脂 酰乙醇胺( phosphatidyl ethanolamine,PE,旧称脑磷脂)磷 脂酰肌醇( phosphatidyl inositol,PI)和双磷脂酰甘油(DPG, 日称心磷脂)等。 2、鞘磷脂 ●鞘磷脂( Sphngomydins,SM)在脑和神经细胞膜中特别丰 富,亦称神经醇磷脂,它是以鞘胺醇( Sphingosine)为骨架, 条脂肪酸链组成疏水尾部,亲水头部也含胆碱与磷酸结合 原核细胞和植物中没有鞘磷脂
9 磷脂 1、甘油磷脂 以甘油为骨架的磷脂类，在骨架上结合两个脂肪酸链和一个 磷酸基团，胆碱、乙醇胺、丝氨酸或肌醇等分子籍磷酸基团连 接到脂分子上。 主要类型有：磷脂酰胆碱（phosphatidyl choline，PC，旧称 卵磷脂）、磷脂酰丝氨酸（phosphatidyl serine，PS）、磷脂 酰乙醇胺（phosphatidyl ethanolamine ，PE，旧称脑磷脂）磷 脂酰肌醇（phosphatidyl inositol，PI）和双磷脂酰甘油（DPG， 旧称心磷脂）等。 2、鞘磷脂 鞘磷脂（Sphngomydins，SM）在脑和神经细胞膜中特别丰 富，亦称神经醇磷脂，它是以鞘胺醇（Sphingoine）为骨架， 与一条脂肪酸链组成疏水尾部，亲水头部也含胆碱与磷酸结合。 原核细胞和植物中没有鞘磷脂
糖脂 糖脂是含糖而不含磷酸的脂类,普遍存在于原核和真核细胞 的质膜上,其含量约占膜脂总量的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,只是由一个或多个糖残基代替了磷脂酰胆碱 而与鞘氨醇的羟基结合 (c) Glucose HO H Sphingosine H OH HO CH3(CH2)12CH-CH-HCOH-HC-CH2 0: CHOH CH3(CH2)7-CH-CH-(CH217-C. NH Oleic 葡糖脑苷脂
10 糖脂 糖脂是含糖而不含磷酸的脂类，普遍存在于原核和真核细胞 的质膜上，其含量约占膜脂总量的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，只是由一个或多个糖残基代替了磷脂酰胆碱 而与鞘氨醇的羟基结合。 葡糖脑苷脂