第五章 脂类和生物膜资料

（二）膜蛋白 20-25%蛋白质与膜结构相联系，根据在膜上的定 位可分为膜周边蛋白质和膜内在蛋白质。 1、膜周边蛋白质（占膜蛋白的20-30%—外周蛋白 分布于膜的脂双层表面，通过静电力或非共价键与 其它膜蛋白相互作用连接到膜上，膜周边蛋白易于 分离，改变离子强度或金属螯合剂可提取，这类蛋 白质溶于水。 2、膜内在蛋白质（占膜蛋白的70-80%）
Ⅰ
脂类
一、脂质的定义
是一类低溶于水而高溶于非极性溶剂的生物有机分 子，对大多数脂质而言即是脂肪酸和醇所形成的酯类及 其衍生物。脂肪酸多是四碳以上的长链一元羧酸，而醇 类包括甘油、鞘氨醇、高级一元醇和固醇。 二、脂质分类 按照化学组成可分为： 1、单纯脂质，包括甘油三酯和蜡。
2、复合脂质（含有非脂分子成分）包括磷脂和糖脂
1、磷脂 甘油磷脂：以甘油为骨架; 鞘磷脂：以鞘氨醇为骨架. 磷脂结构：亲水性头部＋疏水性尾部。功能：构成生物膜的骨架。
脂质分子在细胞膜中是如何排列的呢？哪一种排列
方式又是最稳定的呢？
1925年，两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提
取脂质，在空气－水界面上铺成单分子层，测得单
分子层的面积恰为红细胞的两倍。
单体、微团、双层微囊（最稳定的结构）
单层
微团
双层微囊
2、糖脂 动物细胞几乎都含有糖脂，含量约占外层膜脂的5％，大多 是鞘氨醇的衍生物。 植物细胞和细菌质膜的糖脂几乎都是甘油的衍生物，非极性 部分亚麻酸含量丰富，极性是糖残基。 功能：糖脂往往具有受体功能，与药物结合起作用，如神经 节苷脂（干扰素、促甲状腺素、破伤风素等的受体）。 3、胆固醇（胆甾醇） 动物细胞的胆固醇多，植物细胞中没有，质膜含量多于细胞 内膜。 功能：调整膜的流动性。
四、脂质过氧化作用对机体的损伤
1、中间产物自由基导致蛋白质分子的聚合
2、脂质过氧化终产物可与蛋白质的氨基发生作用导致多肽 链的链内交联和链间交联。被修饰了的蛋白质和酶失去生 物活性，导致代谢异常。 3、脂质过氧化对膜的伤害 脂质过氧化的直接结果是不饱和脂肪酸减少，膜脂的流 动性降低。 4、脂质过氧化和动脉粥样硬化 5、脂质过氧化和衰老 老年斑、老年色素、脂褐素、黑色素
功能：选择性透过物质运输通道，信息识别受体。
以非共价键结合
静电力结合
Pr分子末端片段插入膜中
以单一a螺旋跨膜
以多段a螺旋跨膜
通过共价键结合的Fra Baidu bibliotek插膜
（三）糖类
质膜：糖类占质膜2-10%，大多与膜蛋白结合，少数与膜脂结合。 内膜系统
分布于质膜表面的糖残基形成一层多糖-蛋白质复合物（细胞外壳-糖萼）
糖蛋白功能：糖蛋白与大多数细胞的表面行为有关，细胞与周围环境的 相互作用都涉及到糖蛋白，在接受外界信息及细胞间相互识别方面有重 要作用。 二、生物膜的分子结构 （一）生物膜中的分子作用力 1、静电力：一切极性和带电基团之间，相互吸引或排斥 2、疏水作用：对维持膜结构起主要作用 3、范德华力：使膜中分子彼此靠近，在膜结构中也很重要。
3、衍生脂质 包括取代烃、固醇类、萜类、其它脂质
三、脂质的生物学作用 1、贮存脂质：三酰甘油和蜡； 2、结构脂质，参与生物膜的组成； 3、活性脂质，类固醇激素、脂溶性维生素。 必需脂肪酸：人体不能合成的，但是对人 体功能必不可少的，必需由膳食提供的。 亚油酸和亚麻酸。 亚油酸：各种植物油 亚麻酸：坚果
膜内在蛋白质有的部分嵌在脂双层中，有的横跨全膜，通 过疏水作用与膜脂结合，膜内在蛋白质不易分离，只有用剧 烈的条件（去垢剂、有机溶剂、超声波）才能溶解下来，这 类蛋白质不溶于水，分离下来之后一旦除去去垢剂或有机溶 剂又聚合成不溶性物质，构象和活性发生很大的变化。 膜内在蛋白质与膜的连接方式： 1）以单一螺旋跨膜 2）以多段a-螺旋跨膜 3）以蛋白质分子末端片段插膜 4）通过共价键结合的脂插入膜中
（二）生物膜结构的几个特征 1、脂双层是生物膜的基本骨架 脂双层结构是指一层膜由两层膜脂分子组成，脂分子都是 极性头部朝向外侧，非极性尾部朝向内侧，形成纸片样结 构。 2、膜蛋白以两种方式与膜结合 外周蛋白和内在蛋白 3、膜组分的不对称分布 构成膜的脂质、蛋白质和糖类在膜两侧分布都是不对称的。 （脂质在双层之间可以翻转，而膜蛋白在双层之间不能翻 转） 4、生物膜的流动性（主要特征）变形虫运动.avi 合适的流动性对生物膜表现正常功能具有重要作用。
发绿光荧光素 标记的小鼠细 胞膜蛋白抗体
发红光硷性蕊香 红标记的人细胞 膜蛋白抗体
通过细胞膜的融合证明细胞的流动性
1）膜脂的流动性（取决于磷脂） 膜脂运动的方式： ①磷脂分子在膜内侧作侧向扩散或侧向移动（速度很快） 人工膜和生物膜中均有。 ②磷脂分子在脂双层中作翻转运动（速度较慢）。 ③磷脂烃链围绕C-C键旋转而导致异构化运动。 ④磷脂分子围绕与膜平面垂直的轴左右摆动。 ⑤磷脂分子围绕与膜平面垂直的轴旋转运动。 影响流动性的因素：脂酰链的不饱和度、链长、蛋白质、 pH、离子强度。 2）膜蛋白的运动性 膜蛋白的侧向扩散、膜蛋白的旋转扩散 膜蛋白的旋转扩散＜膜蛋白的侧向扩散＜ 膜脂的侧向扩散 膜脂合适的流动性是膜蛋白正常功能表现的必要条件。 生物膜流动性异常导致疾病
五、抗氧化剂的保护作用 几种重要的抗氧化剂 超氧化物歧化酶（SOD） 过氧化氢酶（CAT），人体肝脏和红细胞中含量最为丰 富。 维生素E，生物体内的自由基清除剂。
Ⅱ 生物膜
一、生物膜组成、结构的探索历程 1、1859年，欧文顿利用500多种化学物质对植物细胞的细胞膜 进行了上万次的研究，发现凡是易溶于脂类的物质比较容易 通过膜，反之不容易溶于脂类的物质则不容易穿过膜。 2、1897年，crijins 和hedin用红细胞做实验，同样证明分子的 通透性与其在脂质中的溶解度有关，溶解度越大越容易通过。 根据相似相容原理可以证明膜中含有脂类，那么还是否含有其 它成分呢？ 3、20世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离 出来，发现细胞膜也会被蛋白酶水解，化学分析表明也含有 蛋白质成分。
细胞膜：包裹在细胞外的，将内含物与环境分开的一层膜。 内膜系统：组成具有各种特定功能的亚细胞结构和细胞器的 膜。 二、生物膜的组成和性质 蛋白质、脂类（磷脂）、糖类、水和无机离子。 其中蛋白质和脂类的比例差别很大，功能复杂的膜，蛋白质 比例大，功能简单的膜，蛋白质比例小。 （一）膜脂 分类：磷脂、糖脂、胆固醇