第四章细胞质膜

2、糖脂
•是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
glycolipid s
人红细胞膜的血型糖蛋白 为膜内在蛋白（跨膜蛋白），决定血型。
红细胞质膜中糖蛋白对ABO血型的决定作用
❖ 人的血型是A型、B型、AB型还是O型，是由红 细胞膜脂或膜蛋白中的糖基（也称为ABO血型抗 原，ABO血型决定子）决定的。
组成。 3) 常含有不饱和脂肪酸（如油酸）。
Phospholipids
极性 头 部
（亲 非极性尾部 水 （疏水） ）
胆碱磷脂酰碱基
磷酸
甘油
脂脂 肪肪 酸酸
磷 脂 ）
磷 脂 酰 胆
碱
（
卵
(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： ① 磷脂酰胆碱phosphatidylcholine，PC，旧称卵磷脂 ② 磷脂酰丝氨酸phosphatidylserine，PS ③ 磷脂酰乙醇胺phosphatidylethanolamine，PE，旧称 脑磷脂 ④ 磷脂酰肌醇phosphatidylinositol，PI ⑤ 双磷脂酰甘油Diphosphatidylglycerol, DPG，旧称心磷 脂
3. 推测细胞膜由连续的脂类
4. 物质组成。
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，因而推测细胞膜由双层脂分子组成。
Langmuir水盘中展
脂滴表面 ❖ 3. J. Danielli Danielli & H. Davson 1935 发现质膜
❖ ABO血型决定子，即ABO抗原.它是一种糖脂， 其寡 糖部分具有决定抗原特异性的作用。
❖ A型：抗原未端具N-乙酰半乳糖胺，有抗B抗体 ❖ B型：抗原未端具半乳糖，有抗A抗体 ❖ AB型：以上两种都有，两种抗体都没有 ❖ O型：以上两种都没有，抗A、抗B两种抗体
❖ 差别是由基因决定了相应的酶引起.
Phospholipids in plasmamembranes
+ NH 3
CH 2 CH 2 O O P OO
+ NH 3 H C COO -
CH 2 O O P OO
CH 3 H 3C + N CH 3
CH 2 CH 2 O O P OO
OH H
H
OH
H OH
H
OH H
O
OH OH
O P OO
3. 蛋白质或嵌在双脂层表面，或嵌在其内部，或 横跨整个双脂层，表现出分布的不对称性。
二 、质膜的化学组成
质膜的组成: ❖ 主要由膜脂和膜蛋白组成，另外还有少量糖
（10%），主要以糖脂和糖蛋白的形式存在。 ❖ 膜脂是膜的基本骨架，膜蛋白是膜功能的主要
体现者。 ❖ 动物细胞膜通常含有等量的脂类和蛋白质。
(一)、膜脂
膜脂主要包括：
三种类型
磷脂（phospholipid） 糖脂（glycolipid） 胆固醇（cholesterol）
1、磷脂（phospholipid）
是构成膜脂的基本成分，约占整个膜脂的50％以上。 主要特征是： 1) 具有一个极性头和两个非极性的尾（脂肪酸链），线
粒体内膜上的心磷脂具有4个非极性局部。 2) 脂肪酸碳链为偶数，多数碳链由16，18或20个碳原子
第四章 细胞(质)膜
PLASMA MEMBRANE AND ITS SURFACE STRUCTURES
内容提要：
掌握细胞膜的结构与功能以及相关研究技术。
细胞膜
细胞表
细
面
胞 内 膜
细
细
胞
胞
膜
外
被
表 层 胞 质
溶
胶
生物膜
❖ 质膜（plasma membrane）包在细胞外面 所以又称细胞膜。围绕各种细胞器的膜， 称为细胞内膜。
❖ 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。 ❖ 应用：
1. 转基因 2. 制备药物 3. 研究生物膜的特性
❖ 生物膜（biomembrane）质膜和内膜的总 称, 在起源、结构和化学组成的等方面具有 相似性。生物膜是细胞进行生命活动的重 要物质基础。
第一节 细胞质膜的结构模型
一、质膜的结构模型
1. 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
2.
物质不易透过细胞膜，因此
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”。
根据Fluid-mosaic model： 1. 细胞膜由流动的双脂层和嵌在其中的蛋白质组
成。
2. 磷脂分子以疏水性尾部相对，极性头部朝向水 相组成生物膜骨架；
如吸附有 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。并提出“蛋白质-脂质-蛋质”三明治式
蛋白成分 结构模型。1959年在上述基础上提出了修正模型，
则表面张 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。
力降低！
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，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。
血型抗原
3、胆固醇
❖ 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，其功 能是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。
•在缺少胆固醇培养基中，不能合成胆固醇的突变细胞株很快发生自溶。
胆固醇在脂双层中的位置
4、脂质体（liposome）
H 2C HC CH 2 H 2C HC CH 2
O
O
O
O
H 2C HC CH 2
H 2C HC
CH 2
O
O
O
O
C OC O
C OC O
C OCO
C OC O
R1
R2
PE
R1
R2
PS
R1
R2
PC
R1
R2
PI
(2)、鞘磷脂
❖ 鞘磷脂（sphingomyelin，SM）在脑和神经细胞膜 中特别丰富。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、植物中没有鞘磷脂。