生物膜还有几种功能是生命必不可少的，如能量储存和信息转导。这些过程就是与生物 膜结合的蛋白质执行的。本章我们将介绍膜蛋白的普遍特性一一这些蛋白质如何存在于生物 膜的疏水环境？在这种疏水环境中如何执行自身功能？后续章节还要涉及这方面的内容。 结构和功能不同的细胞膜有一些共同的特征 虽然膜的结构和功能差异很大，但是它们有很多共同的特征： 1.膜是层类结构，只有两个分子厚度，形成内容物和外在环境之间封闭的边界。大多数生 物膜的厚度是60-100A(即6-10nm)。 2.膜的组分主要是脂质和蛋白质。脂质和蛋白质之间的质量比是1：4至4：1。膜含有碳 水化合物。这些糖分子与脂质或蛋白质连接。 3.膜的脂质分子小，有亲水和疏水两个部分。在水溶液环境中，这些脂质分子能够自动形 成封闭的水分子层，即脂质双层。这种双分子层是极性分子跨膜移动的障碍。 4.特殊蛋白质介导生物膜的不同功能。膜蛋白质可以充当泵、通道、受体、能量转导器、 和酶。脂质双层为处于脂质双层的酶蛋白分子发挥酶促作用提供了适宜的环境。 5.膜分子组装依靠非共价相互作用。膜蛋白和脂质分子之间有很多非共价作用。这些非共 价相互作用协同，将蛋白质和脂质分子结合在一起。 6.膜不对称。生物膜的两面总是不相同的。 7.生物膜是流动性结构。脂质分子沿脂质双层平面进行侧向水平移动，速度很快。膜蛋白 也能这样（除非蛋白质受特异的相互作用被锚定）。脂质分子和蛋白质不能跨膜旋转。 因此，生物膜可以看作是脂质和蛋白质之间有序排列的二维结构。 8. 大多数细胞膜两侧电极化，导致胞内呈电负性（通常是-60mV)。膜电位在物质运输、能 量转化、和激活等方面起关键作用(13章) 12.1脂肪酸是脂质分子的关键组分 脂质分子的疏水特性是脂质分子能够形成膜结构不可或缺的。大多数脂质分子的疏水特 性来自其脂肪酸组分的性质。 脂肪酸的命名基于母本碳氢化合物 脂肪酸是带有羧基的碳氢化合物。碳氢化合物的长度和饱和度有差异。脂肪酸的系统命 名法如下，将母本碳氢化合物的名称最后的字母e用oic acid替换即可。例如，C18饱和 脂肪酸称为octadecanoic acid(母本碳氢化合物名称是octadecane).。有一个双镀的CI8 脂肪酸叫octadecenoic acid,有两个双键的C18脂肪酸叫octadecadienoic acid,有三个 双键的C18脂肪酸叫octadecatrienoic acid。脂肪酸用数字命名的方法：18：0表示18碳 原子的脂肪酸，没有不饱和键：18：2表示18碳原子的脂肪酸，有两个双键。脂肪酸的羧基 发生解离，如软脂酸(16：0，pa1 mitic acid)和油酸(18：1)（图12.2）。 Palmitate (ionized form of palmitic acid) Oleate (ionized form of oleic acid) 图12.2两个脂肪酸的结构。软脂酸是含有16个碳原子的饱和脂肪酸。油酸是含有一个顺 式双键的18个碳原子脂肪酸。生物膜还有几种功能是生命必不可少的，如能量储存和信息转导。这些过程就是与生物 膜结合的蛋白质执行的。本章我们将介绍膜蛋白的普遍特性——这些蛋白质如何存在于生物 膜的疏水环境？在这种疏水环境中如何执行自身功能？后续章节还要涉及这方面的内容。 结构和功能不同的细胞膜有一些共同的特征 虽然膜的结构和功能差异很大，但是它们有很多共同的特征： 1. 膜是层类结构，只有两个分子厚度，形成内容物和外在环境之间封闭的边界。大多数生 物膜的厚度是 60 -100 A（即 6 -10 nm）。 2. 膜的组分主要是脂质和蛋白质。脂质和蛋白质之间的质量比是 1:4 至 4:1。膜含有碳 水化合物。这些糖分子与脂质或蛋白质连接。 3. 膜的脂质分子小，有亲水和疏水两个部分。在水溶液环境中，这些脂质分子能够自动形 成封闭的水分子层，即脂质双层。这种双分子层是极性分子跨膜移动的障碍。 4. 特殊蛋白质介导生物膜的不同功能。膜蛋白质可以充当泵、通道、受体、能量转导器、 和酶。脂质双层为处于脂质双层的酶蛋白分子发挥酶促作用提供了适宜的环境。 5. 膜分子组装依靠非共价相互作用。膜蛋白和脂质分子之间有很多非共价作用。这些非共 价相互作用协同，将蛋白质和脂质分子结合在一起。 6. 膜不对称。生物膜的两面总是不相同的。 7. 生物膜是流动性结构。脂质分子沿脂质双层平面进行侧向水平移动，速度很快。膜蛋白 也能这样（除非蛋白质受特异的相互作用被锚定）。脂质分子和蛋白质不能跨膜旋转。 因此，生物膜可以看作是脂质和蛋白质之间有序排列的二维结构。 8. 大多数细胞膜两侧电极化，导致胞内呈电负性（通常是-60mV）。膜电位在物质运输、能 量转化、和激活等方面起关键作用（13 章） 12.1 脂肪酸是脂质分子的关键组分 脂质分子的疏水特性是脂质分子能够形成膜结构不可或缺的。大多数脂质分子的疏水特 性来自其脂肪酸组分的性质。 脂肪酸的命名基于母本碳氢化合物 脂肪酸是带有羧基的碳氢化合物。碳氢化合物的长度和饱和度有差异。脂肪酸的系统命 名法如下，将母本碳氢化合物的名称最后的字母 e 用 oic acid 替换即可。例如，C18 饱和 脂肪酸称为 octadecanoic acid(母本碳氢化合物名称是 octadecane)。有一个双键的 C18 脂肪酸叫 octadecenoic acid，有两个双键的 C18 脂肪酸叫 octadecadienoic acid，有三个 双键的 C18 脂肪酸叫 octadecatrienoic acid。脂肪酸用数字命名的方法：18:0 表示 18 碳 原子的脂肪酸，没有不饱和键；18:2 表示 18 碳原子的脂肪酸，有两个双键。脂肪酸的羧基 发生解离，如软脂酸(16:0，palmitic acid）和油酸（18:1)(图 12.2)。 图 12.2 两个脂肪酸的结构。软脂酸是含有 16 个碳原子的饱和脂肪酸。油酸是含有一个顺 式双键的 18 个碳原子脂肪酸