问题补充说明:。
生物膜的化学成分主要有脂类、蛋白质和糖类,此外还含水、无机盐和少量的金属离本子。膜中脂类和蛋白质构成了膜的主体,糖类多以复合糖的形式存在,与膜脂或膜蛋白结合分别形成膜糖脂或膜糖蛋白。1.膜脂构成膜的脂类有磷脂、胆固醇和糖脂,亚敌活怀曾医调早其中以磷脂为最多。业压家红信第行这三种脂类都是双亲媒性分子,即它们都是由一个亲水的极性头部和一个疏水的非极性尾部组成。由于膜脂的这一结构特点,它们在水溶液中能自动聚拢形成脂双分子层,干足派凯龙责其游离端往往有自动闭合的趋势,形成一种自我封闭而稳定的中空结构,称脂质体。磷脂真核细胞膜中的磷脂主要有卵磷脂(磷脂酰胆碱)、脑磷脂(磷比面茶时岩程脂酰乙醇胺)、磷脂酰丝氨酸、专夜备次谁诉留担鞘磷脂合磷脂酰肌醇。胆固醇是细胞膜内的中性脂类。真核细胞膜中胆固醇含量较高,有的膜内胆固醇与磷脂之比可达1∶1。胆固醇也是双亲媒性限火造之文分子,包括三部分:极性的羟基团头部、非极性的固醇环和非极性的脂肪酸链尾部。波李半在膜中,胆固醇分子散布在载达磷脂分子之间,其极性的羟基头部紧靠磷脂的极性头部,将固醇环固定在近磷脂头部的碳氢链上,其余部分分离。这种排列方式对膜的稳定性十分重要。糖脂是含一个或几个糖基的脂类,也是双亲媒性分子,存在于所有的动物细胞膜中,约占膜外层脂类分子的50%。动物细胞膜中的糖脂主要是鞘氨醇的不来异听器东衍生物,结构与鞘磷脂相似,只是其头部以糖基替代了磷脂酰碱基。脑苷脂是最简单的糖脂,只含一个糖基(半乳糖或葡萄糖)晚永春。在所有细胞中,糖脂均位于膜的非胞质面单层,并将糖基暴露在细胞表面,其作用可能是作为某些亲级关州呀大分子的受体,与细胞识别及信息技积传导有关。2.膜蛋白生物膜所含的蛋白叫膜蛋是风渐留孙品了白,是生物膜功能的主要承担者。根据蛋白分离的难易及在膜中分布的位细到浓劳载必无得其鲁置,膜蛋白基本可分为两大类:外在膜蛋白和内在膜蛋白。外在膜蛋白约占膜蛋白的20%~30%,分布在膜的内外表面,主要在内表面,为水溶性蛋白,它通卷待大章分过离子键、;氢键与膜脂分子的极性头部相结合,或通过与内在蛋白的相互作用,间接与膜结合;内在蛋白约占膜蛋白的70%~80%,是双亲媒性分子,可不同程度的嵌入脂双层分子中。有的贯穿整个脂双层,两端暴露于膜的内外表面,这种类型的膜蛋白又称跨膜蛋白。内在膜蛋白露出膜外的部分含较多的极性氨基酸,属亲水性,与磷脂分子的亲水头部邻近;嵌入脂双层内部的膜蛋白由一些非极性的氨基酸组成,与脂质分子的疏水尾部相互结合,因此与膜结合非常紧密三、生物膜的两大特性生物膜具有两个明显的特性,即膜的流动性和膜的不对称性。1.膜的流动性生物膜的流动性是膜脂与膜蛋白处于不断的运动状态,它是保证正常膜功能的重要条件。在生理状态下,生物膜既不是晶态,也不是液态,而是液晶态,即介于晶态与液态之间的过渡状态。在这种状态下,其既具有液态分子的流动性,又具有固态分子的有序排列。当温度下降至某一点时,液晶态转变为晶态;若温度上升,则晶态又可溶解为液晶态。这种状态的相互转化称为相变,引起相变的温度称相变温度。在相变温度以上,液晶态的膜脂总是处于可流动状态。膜脂分子有以下几种运动方式:①侧向移动;②旋转运动;③左右摆动;④翻转运动。膜蛋白分子的运动形式有侧向运动和旋转运动二种。2.膜的不对称性以脂双层分子的疏水端为界,生物膜可分为近胞质面和非胞质面内外两层,生物膜内外二层的结构和功能有很大差异,这种差异称为生物膜的不对称性。膜脂分布的不对称主要体现在膜内外两层脂质成分明显不同。如磷脂中的磷脂酰胆碱和鞘磷脂多分布在膜的外层,而磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸和磷脂酰肌醇多分布在膜的内层,其中磷脂酰乙醇胺和磷脂酰丝氨酸的头部基团均带负电,致使生物膜内侧的负电荷大于外侧。膜蛋白分布的不对称主要体现在三个方面:①即使是膜内在蛋白都贯穿膜全层,但其亲水端的长度和氨基酸的种类与顺序也不同;②外在蛋白分布在膜的内外表面的定位也是不对称的,如具有酶活性的膜蛋白Mg2+-ATP酶、5'核苷酸酶、磷酸二酯酶等均分布在膜的外表面,而腺苷酸环化酶分布在膜的内表面;③含低聚糖的糖蛋白,其糖基部分布在非胞质面。四、生物膜的分子结构模型生物膜的主要化学成分是脂类和蛋白质,还有少量糖类。关于这些组分在膜中是如何排列和组织的、以及它们之间是如何相互作用的等问题,许多学者进行了多方面的研究,先后提出了数十种不同的生物膜分子结构模型,下面介绍公认的流动镶嵌模型。这一模型是Singer和Nicolson在1972年提出的。流动镶嵌模型保留了夹层学说和单位膜模型中磷脂双层的排列方式,即流动的脂双层分子构成膜的连续主体,蛋白质分子以不同程度镶嵌于脂质双层中。它的主要特点是:①强调了膜的流动性,膜中脂类分子既有固体分子排列的有序性,又有液体的流动性,即流动的脂类分子层构成膜的连续整体;②强调了膜的不对称性和脂类与蛋白质分子的镶嵌关系。
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