细胞膜的特性与分子结构.ppt

第二节 细胞膜的特性与分子结构 1 不对称性 一 细胞膜的特性 2 流动性 用荧光染料标记磷脂实验证明 细胞膜中所有磷脂都能进行自由移动 人 鼠杂种细胞膜蛋白相互扩散试验 膜蛋白能在膜脂中自由漂浮和在膜表面扩散 二 细胞膜的分子结构模型 E Overton1895用植物的根毛作实验 发现凡是溶于脂肪的物质很容易透过植物的细胞膜 而不溶于脂肪的物质不易透过细胞膜 因此推测细胞膜由连续的脂类物质组成 红细胞血影及封闭 未封闭小泡的形成 IrvingLangmuir20世纪初 将红细胞的脂提取后铺展在Langmuir水盘 LangmuirTrough 的水面上 研究了脂的展层行为 提出脂单层的设想 E Gorter F Grendel1925用有机溶剂提取了人类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 1 片层结构模型 细胞的表面张力显著低于油 水界面的表面张力 因此 细胞膜不可能是单纯由脂类构成的 可能还吸附有蛋白质 1935年J Danielli和H Davson提出了第一个膜的分子结构模型 片层结构模型 细胞膜中有两层磷脂分子 构成膜脂双层 磷脂分子的疏水脂肪酸链在膜的内部彼此相对 而分子的亲水端则朝向膜的内外表面 球形蛋白质分子附着在脂双层的两侧表面 2 单位膜模型 1959年 J D Robertson用电镜观察细胞膜 发现细胞膜呈三层式结构 内外两侧为电子密度高的暗线 中间为电子密度低的明线 即所谓 两暗一明 进而提出单位膜模型 细胞膜电镜照片 单位膜模型认为 明线部分是膜中间的双层脂类分子 而暗线部分则为膜两侧的单层蛋白质分子 这些蛋白质以单层肽链 折叠形式存在 通过静电作用与磷脂极性端相结合 单位膜模型提出了各种生物膜在形态结构上的共性 即生物膜都以 两暗一明 的形式存在 故生物膜也被称为单位膜 单位膜模型的不足之处在于把膜的动态结构描写成静止不变的 3 液态镶嵌模型 1972S J Singer G Nicolson在 单位膜 模型的基础上提出 液态镶嵌模型 把生物膜看成是嵌有球形蛋白质脂类二维排列的液态体 膜中脂双层构成膜的连续主体 它既具有固体分子排列的有序性 又具有液体的流动性 呈液晶态 膜中球形蛋白质分子以各种形式与脂双分子层相结合 难点 用荧光光致漂白法研究证明 不是所有的表面蛋白都符合液态镶嵌模型 许多表面膜蛋白并不移动 而与其它膜蛋白与细胞内骨架连接 细胞骨架的主要成分是长的肌动纤维 它们位于细胞膜下面 在有些部位与细胞膜连接 微管和中间纤维也参与构成细胞骨架网 当用药物破坏细胞骨架之后 许多细胞膜蛋白移动性加强 说明这些膜蛋白是与细胞骨架纤维相连接的 细胞骨架纤维可作为膜蛋白移动的轨迹 其它模型 晶格镶嵌模型 1975年 板块镶嵌模型 1977年