生物膜与细胞的物理特性
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
生物膜与细胞的物理特性
4．2 生物膜的组成
生物膜与细胞的物理特性
表8—1 膜的化学组成(％)
膜的类别
蛋白质
髓鞘
18
人红细胞质膜 49
小鼠肝细胞质膜 44
变形虫质膜
54
盐杆菌紫膜
75
内质网膜
67
线粒体内膜
76
菠菜叶绿体片层生膜物膜与细7胞0的物理特性
脂类 79 43 52 42 25 33 24 30
4 生物膜与细胞的物理特性
生物膜与细胞的物理特性
生物膜(biomembrane)
❖ 是对细胞膜(cell membrane)及细胞内膜系 统(endomembrane system)的统称。
❖ 为厚度约7.5nm的3层式膜（各约2.5nm） 结构。
生物膜与细胞的物理特性
膜结构
生物膜与细胞的物理特性
❖ 一般古细菌膜不含脂类，而含醚类，甘油 与脂肪醇以醚键相连。
生物膜与细胞的物理特性
4．2．1 膜脂及其分子的双亲性
❖ 生物膜中的脂类，大多是极性脂类 ❖ 均为双亲性分子 ❖ 根据疏水部分结构，可以分为3大类，固醇、
甘油脂、鞘脂和鞘磷脂。 ❖ 也可分为磷脂(phospholipid)、糖脂
(glycolipid)和固醇。
生物膜与细胞的物理特性
鞘脂
❖ 鞘 脂 又 可 分 为 ， 脑 苷 脂 （ cerebroside ， CER）、神经节苷脂（ganglisoides，GM） 和鞘磷脂。前两者是糖脂，神经节苷脂在 神经细胞质膜中含量最丰富，约占总脂的 5~10%。多数细胞质膜中也含有少量的神 经节苷脂，已经鉴定出40多种神经节苷脂。
❖ 磷酸甘油酯 ❖ 鞘氨醇磷脂
生物膜与细胞的物理特性
磷酸甘油脂
生物膜与细胞的物理特性
游离脂肪酸及其分子式
常用名 系统名
分子式
饱和脂肪酸
月桂酸 Lauric n-Dodecanoic
CH3(CH2)10COOH
肉豆蔻酸 Myristic n-Tetradecanoic CH3(CH2)12COOH
糖类 3 8 4 4 0
0(1~2) 0
生物膜的组成
❖ 大体上说，生物膜中的脂类约占总量的50 ％，蛋白质占40％，糖类占2～10％，膜 上含有结合状态的结构水，并存在与某些 膜蛋白结合的金属离子。
❖ 脂类和蛋白质的比例在不同的生物膜中相 差很大。功能越复杂，其蛋白质所占的比 例越大，反之，功能越简单，其蛋白质的 含量和种类越少。
生物膜与细胞的物理特性
生物膜与细胞的物理特性
HO
（3）．固醇类
CH3
CH3 CH3
CH3 CH3
生物膜与细胞的物理特性
（3）．固醇类
❖ 固醇是环戊烷多氢菲的衍生物。 ❖ 胆固醇对调节膜的流动性、加强膜的稳定
性有作用。
生物膜与细胞的物理特性
（3）．固醇类
❖ 胆固醇在哺乳类的质膜中约含总脂质的45％ （50%）。
生物膜与细胞的物理特性
4．2．1 膜脂及其分子的双亲性
❖ 主要类型：磷脂(phospholipid)、糖脂 (glycolipid)和固醇(stecol)。
生物膜与细胞的物理特性
主 要 的 膜 脂
（1）、磷脂
❖ 磷脂是生物膜中最重要、含量又最丰富的 脂类，约占膜脂总量的50%以上。所有动 物细胞的膜毫无例外地都含有磷脂。
膜结构
❖ 生物膜是由两层脂类分子以疏水端相对排 列成双分子层骨架，其中结合了或多或少 的蛋白质和糖类等分子。
生物膜与细胞的物理特性
4．1 生物膜的功能
❖ 区域化（compartmentalization)、物质通 透和输运(transport)的调节、能量转换 (energy conversion) 、外界信号的识别与 传递、细胞间相互作用 (intercellular intቤተ መጻሕፍቲ ባይዱraction) 、生化活性的定位(locus for biochemical activities)、细胞的发育和分 化以及神经传导、激素作用等等都与生物 膜有密切关系。
棕榈酸 Palmitic n-Hexadecanoic CH3(CH2)14COOH
硬脂酸 Stearic n-Octadecanoic
CH3(CH2)16COOH
花生酸 Arachidic n-Eicosanoic
CH3(CH2)l8COOH
木蜡酸 Lignoceric n-Tetracosanoic CH3(CH2)22COOH
❖ 原核细胞的质膜中则不含胆固醇。
生物膜与细胞的物理特性
膜脂分子
❖ 糖脂、磷脂和固醇。磷脂根据磷酸基连接基团的不同分 为 磷 脂 酰 胆 碱 （ phosphatidylcholine ， PC ； 卵 磷 脂 ， lecithin）、磷脂酰乙醇胺（phosphatidylethannamine， PE ； 脑 磷 脂 ， cephalin ） 、 磷 脂 酰 丝 氨 酸 （ phosphatidylserine ， PS ） 、 磷 脂 酰 肌 醇 （phosphatidylinositides，PI，包括PI、PIP和PIP2）、 心磷脂（cardiolipin，CL）等；
（2）．糖脂
生物膜与细胞的物理特性
（2）．糖脂
❖ 约占膜脂总量的5%。与磷脂相似，糖脂也 可分为两类：糖基甘油酯和糖鞘脂 (glycosphingolipids)，糖鞘脂又分为中性 糖鞘脂和酸性糖鞘脂。
❖ 糖脂广泛分布于动物、植物和微生物细胞 的膜系统中，
❖ 生物膜中的糖脂只存在于脂双层的外层表 面，其中的糖残基暴露于细胞表面。
不饱和脂肪酸
棕榈油酸
Palmitoleic
CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH
油酸
Oleic
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH
亚油酸
Linoleic
CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH
亚麻酸 花生四烯酸
Linolenic Arachidonic
CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH 生物膜CH与3细(C胞H的2物)4理(C特H性=CHCH2)3CH=CH(CH2)3COOH
❖ 在高尔基体膜、溶酶体膜中，胆固醇的含量也很 高，但在内质网膜及线粒体膜中含量很低，
❖ 植物细胞质膜中常见的是豆固醇(sitgmasteol)和 谷固醇(sitosetrol)，二者分别存在于大豆、麦芽 中。
❖ 麦角固醇(ecgosterol)则是真核微生物膜中的主 要固醇，主要存在于酵母菌、霉菌中。
4．2 生物膜的组成
生物膜与细胞的物理特性
表8—1 膜的化学组成(％)
膜的类别
蛋白质
髓鞘
18
人红细胞质膜 49
小鼠肝细胞质膜 44
变形虫质膜
54
盐杆菌紫膜
75
内质网膜
67
线粒体内膜
76
菠菜叶绿体片层生膜物膜与细7胞0的物理特性
脂类 79 43 52 42 25 33 24 30
4 生物膜与细胞的物理特性
生物膜与细胞的物理特性
生物膜(biomembrane)
❖ 是对细胞膜(cell membrane)及细胞内膜系 统(endomembrane system)的统称。
❖ 为厚度约7.5nm的3层式膜（各约2.5nm） 结构。
生物膜与细胞的物理特性
膜结构
生物膜与细胞的物理特性
❖ 一般古细菌膜不含脂类，而含醚类，甘油 与脂肪醇以醚键相连。
生物膜与细胞的物理特性
4．2．1 膜脂及其分子的双亲性
❖ 生物膜中的脂类，大多是极性脂类 ❖ 均为双亲性分子 ❖ 根据疏水部分结构，可以分为3大类，固醇、
甘油脂、鞘脂和鞘磷脂。 ❖ 也可分为磷脂(phospholipid)、糖脂
(glycolipid)和固醇。
生物膜与细胞的物理特性
鞘脂
❖ 鞘 脂 又 可 分 为 ， 脑 苷 脂 （ cerebroside ， CER）、神经节苷脂（ganglisoides，GM） 和鞘磷脂。前两者是糖脂，神经节苷脂在 神经细胞质膜中含量最丰富，约占总脂的 5~10%。多数细胞质膜中也含有少量的神 经节苷脂，已经鉴定出40多种神经节苷脂。
❖ 磷酸甘油酯 ❖ 鞘氨醇磷脂
生物膜与细胞的物理特性
磷酸甘油脂
生物膜与细胞的物理特性
游离脂肪酸及其分子式
常用名 系统名
分子式
饱和脂肪酸
月桂酸 Lauric n-Dodecanoic
CH3(CH2)10COOH
肉豆蔻酸 Myristic n-Tetradecanoic CH3(CH2)12COOH
糖类 3 8 4 4 0
0(1~2) 0
生物膜的组成
❖ 大体上说，生物膜中的脂类约占总量的50 ％，蛋白质占40％，糖类占2～10％，膜 上含有结合状态的结构水，并存在与某些 膜蛋白结合的金属离子。
❖ 脂类和蛋白质的比例在不同的生物膜中相 差很大。功能越复杂，其蛋白质所占的比 例越大，反之，功能越简单，其蛋白质的 含量和种类越少。
生物膜与细胞的物理特性
生物膜与细胞的物理特性
HO
（3）．固醇类
CH3
CH3 CH3
CH3 CH3
生物膜与细胞的物理特性
（3）．固醇类
❖ 固醇是环戊烷多氢菲的衍生物。 ❖ 胆固醇对调节膜的流动性、加强膜的稳定
性有作用。
生物膜与细胞的物理特性
（3）．固醇类
❖ 胆固醇在哺乳类的质膜中约含总脂质的45％ （50%）。
生物膜与细胞的物理特性
4．2．1 膜脂及其分子的双亲性
❖ 主要类型：磷脂(phospholipid)、糖脂 (glycolipid)和固醇(stecol)。
生物膜与细胞的物理特性
主 要 的 膜 脂
（1）、磷脂
❖ 磷脂是生物膜中最重要、含量又最丰富的 脂类，约占膜脂总量的50%以上。所有动 物细胞的膜毫无例外地都含有磷脂。
膜结构
❖ 生物膜是由两层脂类分子以疏水端相对排 列成双分子层骨架，其中结合了或多或少 的蛋白质和糖类等分子。
生物膜与细胞的物理特性
4．1 生物膜的功能
❖ 区域化（compartmentalization)、物质通 透和输运(transport)的调节、能量转换 (energy conversion) 、外界信号的识别与 传递、细胞间相互作用 (intercellular intቤተ መጻሕፍቲ ባይዱraction) 、生化活性的定位(locus for biochemical activities)、细胞的发育和分 化以及神经传导、激素作用等等都与生物 膜有密切关系。
棕榈酸 Palmitic n-Hexadecanoic CH3(CH2)14COOH
硬脂酸 Stearic n-Octadecanoic
CH3(CH2)16COOH
花生酸 Arachidic n-Eicosanoic
CH3(CH2)l8COOH
木蜡酸 Lignoceric n-Tetracosanoic CH3(CH2)22COOH
❖ 原核细胞的质膜中则不含胆固醇。
生物膜与细胞的物理特性
膜脂分子
❖ 糖脂、磷脂和固醇。磷脂根据磷酸基连接基团的不同分 为 磷 脂 酰 胆 碱 （ phosphatidylcholine ， PC ； 卵 磷 脂 ， lecithin）、磷脂酰乙醇胺（phosphatidylethannamine， PE ； 脑 磷 脂 ， cephalin ） 、 磷 脂 酰 丝 氨 酸 （ phosphatidylserine ， PS ） 、 磷 脂 酰 肌 醇 （phosphatidylinositides，PI，包括PI、PIP和PIP2）、 心磷脂（cardiolipin，CL）等；
（2）．糖脂
生物膜与细胞的物理特性
（2）．糖脂
❖ 约占膜脂总量的5%。与磷脂相似，糖脂也 可分为两类：糖基甘油酯和糖鞘脂 (glycosphingolipids)，糖鞘脂又分为中性 糖鞘脂和酸性糖鞘脂。
❖ 糖脂广泛分布于动物、植物和微生物细胞 的膜系统中，
❖ 生物膜中的糖脂只存在于脂双层的外层表 面，其中的糖残基暴露于细胞表面。
不饱和脂肪酸
棕榈油酸
Palmitoleic
CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH
油酸
Oleic
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH
亚油酸
Linoleic
CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH
亚麻酸 花生四烯酸
Linolenic Arachidonic
CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH 生物膜CH与3细(C胞H的2物)4理(C特H性=CHCH2)3CH=CH(CH2)3COOH
❖ 在高尔基体膜、溶酶体膜中，胆固醇的含量也很 高，但在内质网膜及线粒体膜中含量很低，
❖ 植物细胞质膜中常见的是豆固醇(sitgmasteol)和 谷固醇(sitosetrol)，二者分别存在于大豆、麦芽 中。
❖ 麦角固醇(ecgosterol)则是真核微生物膜中的主 要固醇，主要存在于酵母菌、霉菌中。