细胞膜的结构和功能讲解(细胞膜的结构和功能知识框架)

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细胞膜的结构

膜脂

每个动物细胞质膜上约有10^9个脂分子，即每平方微米的质膜上约有5x10^6个脂分子。

膜脂质主要由磷脂、胆固醇和少量糖脂构成。在大多数细胞的膜脂质中，磷脂占总量的70%以上，胆固醇不超过30%，糖脂不超过10%。磷脂又可分为两类: 甘油磷脂(phosphoglycerides)和鞘磷脂(sphingomyelin, SM)。甘油磷脂主要包括磷脂酰胆碱( 卵磷脂)(phosphatidylcholine, PC)，其次是磷脂酰丝氨酸(phosphalidylserine, PS)和磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)(phosphatidylethanolamine，PE)，含量最少的是磷脂酰肌醇(phosphatidylinosital, PI )。磷脂、胆固醇和糖脂都是双嗜性分子。磷脂分子中的磷酸和碱基、胆固醇分子中的羟基以及糖脂分子中的糖链等亲水性基团分别形成各自分子中的亲水端，分子的另一端则是疏水的脂肪酸烃链。这些分子以脂质双层的形式存在于质膜中，亲水端朝向细胞外液或胞质，疏水的脂肪酸烃链则彼此相对，形成膜内部的疏水区。膜脂质双层中的脂质构成是不对称的，含氨基酸的磷脂(磷脂酰丝氨酸、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇)主要分布在膜的近胞质的内层，而磷脂酰胆碱的大部分和全部糖脂都分布在膜的外层。

膜蛋白

细胞膜蛋白质(包括酶)膜蛋白质主要以两种形式同膜脂质相结合：分内在蛋白和外在蛋白两种。内在蛋白以疏水的部分直接与磷脂的疏水部分共价结合，两端带有极性，贯穿膜的内外;外在蛋白以非共价键结合在固有蛋白的外端上，或结合在磷脂分子的亲水头上。如载体、特异受体、酶、表面抗原。占20%～30%的表面蛋白质(外周蛋白质)以带电的氨基酸或基团——极性基团与膜两侧的脂质结合;占70%～80%的结合蛋白质(内在蛋白质)通过一个或几个疏水的α-螺旋(20～30个疏水氨基酸吸收而形成，每圈3.6个氨基酸残基，相当于膜厚度。相邻的α-螺旋以膜内、外两侧直链肽连接)即膜内疏水羟基与脂质分子结合。理论上，镶嵌在脂质层中的蛋白质是可以横向漂浮移位的，因而该是随机分布的;可实际存在着的有区域性的分布;(这可能与膜内侧的细胞骨架存在对某种蛋白质分子局限作用有关)，以实现其特殊的功能：细胞与环境的物质、能量和信息交换等。(Frye和Edidin1970年用发红光的碱性芯香红标记人细胞同用发绿光荧光素标记膜蛋白抗体标记离体培养的小鼠细胞一起培养，然后使它们融合，从各自分布，经过37℃40min后变为均匀分布。光致漂白荧光恢复法，微区监测)

细胞膜上存在两类主要的转运蛋白，即：载体蛋白(carrier protein)和通道蛋白(channel protein)。载体蛋白又称做载体(carrier)、通透酶(permease)和转运器(transporter)，能够与特定溶质结合，通过自身构象的变化，将与它结合的溶质转移到膜的另一侧，载体蛋白有的需要能量驱动，如：各类ATP驱动的离子泵;有的则不需要能量，以协助扩散的方式运输物质，如：缬氨酶素。通道蛋白与与所转运物质的结合较弱，它能形成亲水的通道，当通道打开时能允许特定的溶质通过，所有通道蛋白均以协助扩散的方式运输溶质。

膜糖

膜糖和糖衣：糖蛋白、糖脂细胞膜糖类主要是一些寡糖链和多糖链，它们都以共价键的形式和膜脂质或蛋白质结合，形成糖脂和糖蛋白;这些糖链绝大多数是裸露在膜的外面(非细胞质)一侧的。(多糖-蛋白质复合物，细胞外壳cell coat)单糖排序上的特异性作为细胞或蛋白质的“标志、天线”—抗原决定簇(可识别，与递质、激素等结合。ABO血型物质即鞘氨醇上寡糖链不同。131AA+100糖残基)。

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