1. 膜脂成分有哪些 已解決
成分膜脂主要包括磷脂、糖脂和膽固醇三種類型。又可分為兩類:甘油磷脂和鞘磷脂
1、磷脂:構成膜脂的基本成分,約占整個膜脂的50%以上。
磷脂分子的主要特徵是:
(1)具有一個極性頭和兩個非極性的尾(脂肪酸鏈),於線粒體內膜上的心磷脂具有4個非極性尾部。
(2)脂肪酸碳鏈為偶數,多數碳鏈由16,18或20個碳原子組成。
(3)常含有不飽和脂肪酸(如油酸)。
2、糖脂是含糖而不含磷酸的脂類,含量約占脂總量的5%以下,在神經細胞膜上糖脂含量較高,約佔5-10%。
糖脂也是兩性分子,其結構與鞘磷脂很相似,只是由一個或多個糖殘基代替了磷脂醯膽鹼而與鞘氨醇的羥基結合。
最簡單的糖脂是腦苷脂類,變化最多、最復雜的糖脂是神經節苷脂,是神經元質膜中具有特徵性的成分。
3、膽固醇和中性脂質
膽固醇主要存在真核細胞膜上,含量一般不超過膜脂的1/3,植物細胞膜中含量較少。
膽固醇功能是提高雙脂層的力學穩定性,調節雙脂層流動性,降低水溶性物質的通透性。
某些細菌的膜脂中含有甘油脂等中性脂質。
2. 膜脂主要有哪三大類
成分膜脂主要包括磷脂、糖脂和膽固醇三種類型。又可分為兩類:甘油磷脂和鞘磷脂
1、磷脂:構成膜脂的基本成分,約占整個膜脂的50%以上。
磷脂分子的主要特徵是:
(1)具有一個極性頭和兩個非極性的尾(脂肪酸鏈),於線粒體內膜上的心磷脂具有4個非極性尾部。
(2)脂肪酸碳鏈為偶數,多數碳鏈由16,18或20個碳原子組成。
(3)常含有不飽和脂肪酸(如油酸)。
2、糖脂是含糖而不含磷酸的脂類,含量約占脂總量的5%以下,在神經細胞膜上糖脂含量較高,約佔5-10%。
糖脂也是兩性分子,其結構與鞘磷脂很相似,只是由一個或多個糖殘基代替了磷脂醯膽鹼而與鞘氨醇的羥基結合。
最簡單的糖脂是腦苷脂類,變化最多、最復雜的糖脂是神經節苷脂,是神經元質膜中具有特徵性的成分。
3、膽固醇和中性脂質
膽固醇主要存在真核細胞膜上,含量一般不超過膜脂的1/3,植物細胞膜中含量較少。
膽固醇功能是提高雙脂層的力學穩定性,調節雙脂層流動性,降低水溶性物質的通透性。
某些細菌的膜脂中含有甘油脂等中性脂質。
3. 細胞膜的主要成分是什麼其結構特點是具有什麼
細胞膜(cell membrane)又稱細胞質膜(plasma membrane)。細胞表面的一層薄膜。有時稱為細胞外膜或原生質膜。細胞膜的化學組成基本相同,主要由脂類、蛋白質和糖類組成。各成分含量分別約為50%、42%、2%~8%。此外,細胞膜中還含有少量水分、無機鹽與金屬離子等。 基本結構(1)膜脂 (2)膜蛋白 (3)膜糖 基本特性 鑲嵌性磷脂雙分子層和蛋白質的鑲嵌面;或按二維排成相互交替的鑲嵌面; 蛋白質極性膜內在性蛋白質的極性區突向膜表面,非極性部分埋在雙層內部; 流動性細胞膜是由磷脂雙分子層和鑲嵌、貫穿在其中及吸附在其表面的蛋白質組成的,磷脂雙分子層疏水的尾部在內,親水頭部在外。磷脂由分子層構成了膜的基本支架,這個支架不是靜止的。磷脂雙分子層是輕油般的液體,具有流動性.蛋白質分子有的鑲在磷脂分子層表面,有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中,有的橫跨整個磷脂雙分子層。大多數蛋白質分子也是可以運動的。 比較經典的證明是用仙台病毒介導完成不同小鼠染色細胞的融合,一段時間後,紅與綠是均勻點狀分布於細胞膜周圍,說明膜是具有流動性的. 磷脂分子的流動性受著一些因素的影響,主要影響因素有: ①溫度:在一定溫度下,磷脂分子從液晶態(能流動具有一定形狀和體積的物態)轉變為凝膠狀(不流動)的晶態。這一能引起物相變化的溫度稱為相變溫度。當環境溫度在相變溫度以上時,細胞膜磷脂分子處於流動的液晶態;而在相變溫度以下時,則處於不流動的晶態。細胞膜磷脂分子相變溫度越低,細胞膜磷脂分子流動性就越大;反之,相變溫度越高,細胞膜磷脂分子的流動性也就越小。 ②細胞膜磷脂分子的脂肪酸鏈:飽和程度高的脂肪酸鏈因緊密有序地排列,因而流動性小;而不飽和脂肪酸鏈由於不飽和鍵的存在,使分子間排列疏鬆而無序,相變溫度降低,從而增強了膜的流動性。所以細胞膜也具有流動性。脂肪酸鏈的長度對細胞膜磷脂分子的流動性也有影響:隨著脂肪酸鏈的增長,鏈尾相互作用的機會增多,易於凝集(相變溫度增高),流動性下降。 ③膽固醇:膽固醇對細胞膜磷脂分子流動性的調節作用隨溫度的不同而改變。在相變溫度以上,它能使磷脂的脂肪酸鏈的運動性減弱,從而降低細胞膜磷脂分子的流動性。而在相變溫度以下時,膽固醇可通過阻止磷脂脂肪酸鏈的相互作用,緩解低溫所引起的細胞膜磷脂分子流動性劇烈下降。 ④卵磷脂/鞘磷脂比值,比值越高,膜流動性越大 ⑤脂雙層中嵌入的蛋白質越多,膜流動性越大 除以上因素外,細胞膜磷脂分子與膜蛋白的結合程度、環境中的離子強度、pH值等都會影響細胞膜磷脂分子的流動性。 膜脂的流動是造成細胞膜流動的主要因素,概括起來,膜脂的運動方式主要有四種。 ① 側向擴散(lateral diffusion); ② 旋轉運動(rotation); ③ 伸縮運動(flex); ④ 翻轉擴散(transverse diffusion), 又稱為翻轉(flip-flop) ⑤ 左右擺動 ⑥ 旋轉異構運動 膜蛋白的運動 由於膜蛋白的相對分子質量較大,同時受到細胞骨架的影響,它不可能象膜脂那樣運動。主要有以下幾種運動形式: ① 隨機移動 有些蛋白質能夠在整個膜上隨機移動。移動的速率比用人工脂雙層測得的要低。 ② 定向移動 有些蛋白比較特別,在膜中作定向移動。例如,有些膜蛋白在膜上可以從細胞的頭部移向尾部。 ③ 局部擴散 有些蛋白雖然能夠在膜上自由擴散,但只能在局部范圍內擴散。 相變性隨著環境條件的變化,脂質分子的晶態和液晶態是互變的; 更新態在細胞中,膜的組分處於不斷更新的狀態; 不對稱性細胞質膜的不對稱性是指細胞質膜脂雙層中各種成分不是均勻分布的,包括種類和數量的不均勻。膜的主要成分是蛋白、脂和糖,膜的不對稱性主要是指這些成分分布的不對稱以及這些分子在方向上的不對稱。膜脂、膜蛋白及膜糖分布的不對稱性導致了膜功能的不對稱性和方向性。保證了生命活動的高度有序性。 通透性物質通過生物半透膜的難易程度。生物半透膜對體內某些分子的通透性大致可分為以下三種情況:自由通過的有水分子;可以透過的有葡萄糖、氨基酸、尿素、氯離子等;不易透過的有蛋白質、鈉、鉀等。通透性的存在,對細胞內外水的移動,各種物質的交換,酸鹼度和滲透壓的維持,均有著重要的生理意義。在某些病理情況下(如過敏、創傷、燒傷、缺氧等),由於破壞了生物半透膜的正常結構和功能,使其通透性增加,結果發生組織水腫等反應。功能(1)分隔、形成細胞和細胞器,為細胞的生命活動提供相對穩定的內環境,膜的面積大大增加,提高了發生在膜上的生物功能; (2)屏障作用,膜兩側的水溶性物質不能自由通過; (3)選擇性物質運輸,伴隨著能量的傳遞; (4)生物功能:激素作用、酶促反應、細胞識別、電子傳遞等。 (5)識別和傳遞信息功能(主要依靠糖蛋白) (6)物質轉運功能:細胞與周圍環境之間的物質交換,是通過細胞膜的磚運動功能實現的,其主要轉運方式有以下四種。 被動運輸: 1)自由擴散:脂溶性物質由膜的高濃度側向低濃度側的擴散過程,稱為自由擴散。不耗能,不需要載體。如:水、尿素、二氧化碳等. 2)協助擴散:非脂溶性物質在膜蛋白的幫助下,順濃度差或電位差跨膜擴散的過程,稱為協助擴散。不耗能,但是需要載體。協助擴散的三個特點:1、特異性:記憶中離子通道或載體一般指轉運一種物質。2、飽和性:即當被轉運物質增加到一定限度時,轉運速率不再隨之增加,這是由於離子通道或載體的數量有限的緣故。3、競爭性抑制:記憶中離子通道或載體同時轉運兩種或兩種以上物質時,一種物質濃度增加,將削弱對另一種物質的轉運。4.膜蛋白的分類:1 通道蛋白 2 門通道蛋白 3特化蛋白(通過接觸改變自身構象來進行轉運)如:葡萄糖進入紅細胞。 自由擴散和協助擴散都是順濃度差進行的,細胞本身不消耗能量,均屬於被動轉運(被動運輸)。 3)主動運輸:離子或小分子物質在膜上「泵」的作用下,被逆濃度差或逆電位差的跨膜轉運過程,稱為主動轉運(主動運輸)。主動運輸需要消耗大量熱量並且需要載體。有選擇透過性。如:碘進入海帶、葡萄糖進入除紅細胞以外的細胞。 4)入胞和出胞作用:是轉運大分子或團塊物質的有效方式。物質通過細胞膜的運動從細胞外進入細胞內的過程,稱入胞。包括吞噬和吞飲。液態物質入胞為吞飲,如小腸上皮對營養物質的吸收;固體物質入胞為吞噬,如粒細胞吞噬細菌的過程。出胞是通過細胞膜的運動從細胞內派到細胞外的過程。細胞的代謝產物及腺細胞的分泌物都是以出胞作用完成的。又稱內吞與外排。也需要能量。 5)細胞膜的受體功能:受體是細胞識別和結核化學信息的特殊結構,其本質是蛋白質(糖蛋白)。 補充: 1)細胞是物質從無生命到有生命的最小單元(且不論病毒),深度分析細胞的能量流動有助於了解 生命物質與非生命物質的 根本區別。 2)主動運輸和被動運輸屬於穿膜運輸,直接穿膜,僅限於小分子與離子。而入胞與出胞作用(內吞與外排)屬於膜泡運輸,不穿膜,限於大分子。
4. 半透膜,選擇透過性膜,生物膜之間有什麼異同治療尿毒症用的腎析膜是啥膜了
半透膜不一定具有選擇透過性,如玻璃紙,選擇透過性膜是具有生物活性的半透膜. 生物膜的化學成分主要有脂類、蛋白質和糖類,此外還含水、無機鹽和少量的金屬離子。膜中脂類和蛋白質構成了膜的主體,糖類多以復合糖的形式存在,與膜脂或膜蛋白結合分別形成膜糖脂或膜糖蛋白。
人工腎膜指具有血液透析、過濾功能的膜。
對腎功能衰竭或尿毒症患者的血液經3~6h透析後,好可使患者的血液凈化基本上達到正常人的標准。
人工腎膜要求血液適應性好,不會發生溶血現象,有害物質透過率高,而血小板和血球等不能透過,能用γ射線或高壓蒸氣消毒。膜材料有醋酸纖維素、再生纖維素、聚丙烯腈、氯乙烯、丙烯腈共聚體,聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯共聚體、芳香聚醯胺及其與脂肪族醯胺的共聚體、聚碸等。
其幾何形狀有中空纖維和平板膜兩種。組成透析器後,膜的總體性能用清除率或透析率表示。(1)清除率:每分鍾由血液中去除溶質摩爾數除以凈化前血液中的溶質濃度。單位表示為cm3/min。例如一般要求尿素的清除率為120~180 cm3/min;肌酸內醯胺的清除率為100~150cm3/min。(2)透析率:每分鍾由血液中除去溶質量除以凈化前血液與透析液的濃度差,單位也用cm3/min表示。
5. 膜脂名詞解釋
膜脂(membrane lipid)是生物膜上的脂類統稱,其分子排列呈連續或雙層,構成了生物膜的基本骨架,它的性質決定細胞膜的一般性質。所有的膜脂都有一個親水末端(極性端) 和一個疏水末端(非極性端)。這種性質使得生物膜具有屏障作用,大多數水溶性物質不能自由通過,只允許親脂性物質通過。由於脂總是自我形成雙層結構,所以膜就沒有自由的邊緣,它們總是形成連續的不破裂的結構。脂的這種性質使得它們在細胞內形成了較大的網路結構。同時,也正是脂雙層的伸縮性,使得細胞在運動和分裂時膜得以改變、解體和重建。脂的雙層性和可塑性,也有利於細胞的融合和生殖,如在受精中,精細胞與卵細胞的結合(頂體反應) 和局部融合,就需要膜發生變化,磷脂
是構成膜脂的基本成分,約占整個膜脂的50%以上。磷脂分子的主要特徵:
具有一個極性頭和兩個非極性的尾(脂肪酸鏈),但存在於線粒體內膜和某些細菌質膜上的心磷脂具有4個非極性的區域。
脂肪酸碳鏈為偶數,多數碳鏈由16,18或20個碳原子組成。常含有不飽和脂肪酸(如油酸)。
甘油磷脂
以甘油為骨架的磷脂類,在骨架上結合兩個脂肪酸鏈和一個磷酸基團,膽鹼、乙醇胺、絲氨酸或肌醇等分子籍磷酸基團連接到脂分子上。
主要類型有:磷脂醯膽鹼(phosphatidyl choline,PC,舊稱卵磷脂)、磷脂醯絲氨酸(phosphatidyl serine,PS)、磷脂醯乙醇胺(phosphatidyl ethanolamine ,PE,舊稱腦磷脂)磷脂醯肌醇(phosphatidyl inositol,PI)和雙磷脂醯甘油(DPG,舊稱心磷脂)等。
鞘磷脂
鞘磷脂(sphingomyelin,SM)在腦和神經細胞膜中特別豐富,亦稱神經醇磷脂,它是以鞘氨醇(sphingoine)為骨架,與一條脂肪酸鏈組成疏水尾部,親水頭部也含膽鹼與磷酸結合。原核細胞和植物中沒有鞘磷脂。
糖脂
糖脂是含糖而不含磷酸的脂類,普遍存在於原核和真核細胞的質膜上,其含量約占膜脂總量的5%以下,在神經細胞膜上糖脂含量較高,約佔5-10%。糖脂也是兩性分子。其結構與SM很相似,只是由一個或多個糖殘基代替了磷脂醯膽鹼而與鞘氨醇的羥基結合。
最簡單的糖脂是半乳糖腦苷脂,它只有一個半乳糖殘基作為極性頭部,在髓鞘的多層膜中含量豐富;變化最多、最復雜的糖脂是神經節苷脂,其頭部包含一個或幾個唾液酸和糖的殘基。神經節苷脂是神經元質膜中具有特徵性的成分。兒童所患的家族性白痴病(Tay-sachs disease)就是因為在其細胞內缺乏氨基己糖脂酶,不能將神經節苷脂GM2 加工成為GM3,結果大量的GM2累積在神經細胞中,導致中樞神經系統退化。神經節苷脂本身就是一類膜上的受體,已知破傷風毒素、霍亂毒素、干擾素、促甲狀腺素、絨毛膜促性腺激素和5-羥色胺等的受體就是不同的神經節苷脂。
6. 細胞膜的基本結構特徵什麼這些特徵與生物膜的功能有什麼關系麻煩大家說具體點,越多越好
它最基本的結構是磷脂雙分子層(60%),還有蛋白質(40%)。其結構使其具有一定的流動性。
細胞膜的主要功能
1.物質跨膜運輸細胞膜是細胞與細胞環境間的半透膜屏障。對於物質進出細。胞有選擇性調節作用。
(1)被動運輸(passive transport):指物質順順濃度梯度轉運過程而言,此過程不消耗能量,其交換方式有兩種。
1)簡單擴散(simple diffusion):O2、CO2及其它脂溶性物質從高濃度側向低濃度測穿過類脂雙層而擴散,不消耗細胞能量。
2)易化擴散(facilitated deffusion):非脂溶性或親水性分子,加氨基酸、葡萄糖和 金屬離子等藉助於質膜上內在蛋白順濃度梯度或電化學梯度運動,不消耗ATP能量而 使物質分子從高濃度測向低濃度測擴散。
(2)主動運輸(active transport):質膜上的載體蛋白將離子、營養物和代謝物等逆電化學梯度從低濃度側向高濃度側的耗能運輸。所耗能量由具ATP酶活性的膜蛋白分解ATP提供。例如正常生理條件下,人紅細胞內K+的濃度相當於血漿中的30倍,但K+仍能從血漿進入紅細胞內,Na+濃度比血漿中低很多,但Na+仍由紅細胞向血漿透出,呈現一種逆濃度梯度的「上坡」運輸。
近年來均以「泵」的概念來解釋主動運輸的機理,機體細胞中主要是通過Na+、K+ _ATP酶和Ca2+_ATP酶構成的Na+和Ca2+泵來完成主動運輸。
(3)大分子與顆粒物質的運輸:對於蛋白質、多核苷酸和多糖等大分子物質以及顆粒等、是由質膜運動產生內凹、外凸而導出內吞入胞或外吐和出芽而出胞。
1)胞吞作用(endocytosis):也稱人胞作用,質膜四陷將所攝取的液體或顆粒物質包裹,逐漸成泡,脂雙層融合、箍斷,形成細胞內的獨立小泡。人類和動物的許多細胞均靠胞吞作用攝取物質。根據所攝物理性質的物理性質不同把胞吞作用分為兩類:胞飲作用(Pinocytosis)由質膜包裹液態物質形成吞飲小泡或吞飲體的過程;吞噬作用(phagocy-tosis)為各種變形的、具有吞噬能力的細胞所特有,吞噬的物質多為顆粒性的,如微生物、組織掉片和異物等。
2)胞吐作用(exocytosis):旨把細胞內分泌物、突觸小泡等有膜結構內的物質排出細胞。當它們與細胞膜接觸後,與細胞膜相融合,封閉的膜結構開放,內容物排入細胞外。胞吞作用形成的吞噬體和吞飲泡都可與溶酶體結合,其內容物被溶酶體酶處理,其膜可能以小泡方式重返細胞膜。同樣,胞吐活動完成後,細胞膜也可在無明顯胞吞活動的情況下形成小泡,將過多的膜返回細胞內部,這樣,細胞膜與細胞內膜處於動態的平衡,稱為膜再循環(recycling of membrane)在此過程中,細胞膜也得到更新。
3)受體介導的內吞作用(receptor mEdiated endocytosis):在質膜上形成凹陷,當特定大分子與凹陷部位的相應受體結合時,凹陷進一步向胞質回縮,並從質膜上箍斷形成有被小泡(coated vesicles)。此後的過程就與內吞小泡進行的過程相同,這種受體介等內吞具有高度選擇性,轉運速度很快。
4)膜通道運輸:通道也稱通道蛋白質(channel protein), 是由轉運蛋白質組成的含水通道, 能使熔質經擴散過膜,是一種被動轉運。通道分兩種即持續開放與瞬間開放通道。
2.信息跨膜傳遞 信息跨膜傳遞是質膜的重要功能。質膜上有各種受體蛋白,能感受外界各種化學信息,將信息傳入細胞後,使胞內發生各種生物化學反應和生物學效應。信息傳遞規律是外源性刺激直接傳給膜上受體,經酶的調控產生信號,再激發另一酶的溶性顯示出生物學效應。此種反應河分為幾條途 徑:環磷酸腺苷信使途徑、環磷酸鳥苷信使途徑、磷脂醯肌醇信使途徑和Ca2+的信使機制。
7. 什麼是細胞器膜的流動性
膜的流動性是指膜結構分子的運動性,它包括膜脂的運動和膜蛋白的運動。多年來,人們藉助於不斷創新的實驗技術,對於膜結構特性的研究進一步加深,並不斷取得進展。
生物膜的骨架是磷脂類雙分子層,蛋白質分子以不同的方式鑲嵌其中,細胞膜的表面還有糖類分子,形成糖脂、糖蛋白;生物膜的內外表面上,脂類和蛋白質的分布不平衡,反映了膜兩側的功能不同;
膜的流動性主要由膜脂雙層的狀態變化引起的。在生理條件下,膜脂多呈現液晶態,溫度下降到某點時,則變為晶態,一定溫度下,晶態又可以熔解再變成為液晶態。由於膜脂多呈現液晶態,具有液晶態的流動性,而膜脂的流動是膜流動的主要因素脂雙層具有流動性,其脂類分子可以自由移動,蛋白質分子也可以在脂雙層中橫向移動。
膜的流動性是細胞膜結構的基本特徵之一,同時也是細胞膜表現其正常功能的必要條件。細胞膜的主要功能:
1.物質跨膜運輸細胞膜是細胞與細胞環境間的半透膜屏障。對於物質進出細。胞有選擇性調節作用。
(1)被動運輸(passive transport):指物質順順濃度梯度轉運過程而言,此過程不消耗能量,其交換方式有兩種。
1)簡單擴散(simple diffusion):O2、CO2及其它脂溶性物質從高濃度側向低濃度測穿過類脂雙層而擴散,不消耗細胞能量。
2)易化擴散(facilitated deffusion):非脂溶性或親水性分子,加氨基酸、葡萄糖和 金屬離子等藉助於質膜上內在蛋白順濃度梯度或電化學梯度運動,不消耗ATP能量而 使物質分子從高濃度測向低濃度測擴散。
(2)主動運輸(active transport):質膜上的載體蛋白將離子、營養物和代謝物等逆電化學梯度從低濃度側向高濃度側的耗能運輸。所耗能量由具ATP酶活性的膜蛋白分解ATP提供。例如正常生理條件下,人紅細胞內K+的濃度相當於血漿中的30倍,但K+仍能從血漿進入紅細胞內,Na+濃度比血漿中低很多,但Na+仍由紅細胞向血漿透出,呈現一種逆濃度梯度的「上坡」運輸。
近年來均以「泵」的概念來解釋主動運輸的機理,機體細胞中主要是通過Na+、K+ _ATP酶和Ca2+_ATP酶構成的Na+和Ca2+泵來完成主動運輸。
(3)大分子與顆粒物質的運輸:對於蛋白質、多核苷酸和多糖等大分子物質以及顆粒等、是由質膜運動產生內凹、外凸而導出內吞入胞或外吐和出芽而出胞。
1)胞吞作用(endocytosis):也稱人胞作用,質膜四陷將所攝取的液體或顆粒物質包裹,逐漸成泡,脂雙層融合、箍斷,形成細胞內的獨立小泡。人類和動物的許多細胞均靠胞吞作用攝取物質。根據所攝物理性質的物理性質不同把胞吞作用分為兩類:胞飲作用(Pinocytosis)由質膜包裹液態物質形成吞飲小泡或吞飲體的過程;吞噬作用(phagocy-tosis)為各種變形的、具有吞噬能力的細胞所特有,吞噬的物質多為顆粒性的,如微生物、組織掉片和異物等。
2)胞吐作用(exocytosis):旨把細胞內分泌物、突觸小泡等有膜結構內的物質排出細胞。當它們與細胞膜接觸後,與細胞膜相融合,封閉的膜結構開放,內容物排入細胞外。胞吞作用形成的吞噬體和吞飲泡都可與溶酶體結合,其內容物被溶酶體酶處理,其膜可能以小泡方式重返細胞膜。同樣,胞吐活動完成後,細胞膜也可在無明顯胞吞活動的情況下形成小泡,將過多的膜返回細胞內部,這樣,細胞膜與細胞內膜處於動態的平衡,稱為膜再循環(recycling of membrane)在此過程中,細胞膜也得到更新。
3)受體介導的內吞作用(receptor mediated endocytosis):在質膜上形成凹陷,當特定大分子與凹陷部位的相應受體結合時,凹陷進一步向胞質回縮,並從質膜上箍斷形成有被小泡(coated vesicles)。此後的過程就與內吞小泡進行的過程相同,這種受體介等內吞具有高度選擇性,轉運速度很快。
4)膜通道運輸:通道也稱通道蛋白質(channel protein), 是由轉運蛋白質組成的含水通道, 能使熔質經擴散過膜,是一種被動轉運。通道分兩種即持續開放與瞬間開放通道。
2.信息跨膜傳遞 信息跨膜傳遞是質膜的重要功能。質膜上有各種受體蛋白,能感受外界各種化學信息,將信息傳入細胞後,使胞內發生各種生物化學反應和生物學效應。信息傳遞規律是外源性刺激直接傳給膜上受體,經酶的調控產生信號,再激發另一酶的溶性顯示出生物學效應。此種反應河分為幾條途徑:環磷酸腺苷信使途徑、環磷酸鳥苷信使途徑、磷脂醯肌醇信使途徑和Ca2+的信使機制。似上幾條途徑的詳細過程見細胞生物學。
8. 膜脂有哪幾種類型,它們各自的結構特徵與功能是什麼
(1)脂質:構成細胞膜的主要成分是磷脂,磷脂雙分子層構成膜的基本骨架。
①磷脂分子的狀態:親水的「頭部」排在外側,疏水的「尾部」排在內側。
②結構特點:一定的流動性。
(2)蛋白質:膜的功能主要由蛋白質承擔,功能越復雜的細胞膜,其蛋白質的含量越高,種類越多。
①蛋白質的位置:有三種。鑲在磷脂雙分子層表面;嵌入磷脂雙分子層;貢穿於磷脂雙分子層。
②種類:
a.有的與糖類結合,形成糖被,有識別、保護、潤滑等作用。
b.有的起載體作用,參與主動運輸過程,控制物質進出細胞。
c.有的是酶,起催化化學反應的作用。
(3)特殊結構——糖被
①位置:細胞膜的外表。
②本質:細胞膜上的蛋白質與糖類結合形成的糖蛋白。
③作用:與細胞表面的識別有關;在消化道和呼吸道上皮細胞表面的還有保護和潤滑作用。
(4)
細胞膜的特徵:
①結構特徵:具有一定的流動性。
②功能特徵:具有選擇透過性。
9. 細胞膜的基本結構
每個動物細胞質膜上約有10^9個脂分子,即每平方微米的質膜上約有5x10^6個脂分子。
膜脂質主要由磷脂、膽固醇和少量糖脂構成。在大多數細胞的膜脂質中,磷脂占總量的70%以上,膽固醇不超過30%,糖脂不超過10%。磷脂又可分為兩類: 甘油磷脂(phosphoglycerides)和鞘磷脂(sphingomyelin, SM)。甘油磷脂主要包括磷脂醯膽鹼( 卵磷脂)(phosphatidylcholine, PC),其次是磷脂醯絲氨酸(phosphalidylserine, PS)和磷脂醯乙醇胺(腦磷脂)(phosphatidylethanolamine,PE),含量最少的是磷脂醯肌醇(phosphatidylinosital, PI )。磷脂、膽固醇和糖脂都是雙嗜性分子。磷脂分子中的磷酸和鹼基、膽固醇分子中的羥基以及糖脂分子中的糖鏈等親水性基團分別形成各自分子中的親水端,分子的另一端則是疏水的脂肪酸烴鏈。這些分子以脂質雙層的形式存在於質膜中,親水端朝向細胞外液或胞質,疏水的脂肪酸烴鏈則彼此相對,形成膜內部的疏水區。膜脂質雙層中的脂質構成是不對稱的,含氨基酸的磷脂(磷脂醯絲氨酸、磷脂醯乙醇胺、磷脂醯肌醇)主要分布在膜的近胞質的內層,而磷脂醯膽鹼的大部分和全部糖脂都分布在膜的外層。 細胞膜蛋白質(包括酶)膜蛋白質主要以兩種形式同膜脂質相結合:分內在蛋白和外在蛋白兩種。內在蛋白以疏水的部分直接與磷脂的疏水部分共價結合,兩端帶有極性,貫穿膜的內外;外在蛋白以非共價鍵結合在固有蛋白的外端上,或結合在磷脂分子的親水頭上。如載體、特異受體、酶、表面抗原。佔20%~30%的表面蛋白質(外周蛋白質)以帶電的氨基酸或基團——極性基團與膜兩側的脂質結合;佔70%~80%的結合蛋白質(內在蛋白質)通過一個或幾個疏水的α-螺旋(20~30個疏水氨基酸吸收而形成,每圈3.6個氨基酸殘基,相當於膜厚度。相鄰的α-螺旋以膜內、外兩側直鏈肽連接)即膜內疏水羥基與脂質分子結合。理論上,鑲嵌在脂質層中的蛋白質是可以橫向漂浮移位的,因而該是隨機分布的;可實際存在著的有區域性的分布;(這可能與膜內側的細胞骨架存在對某種蛋白質分子局限作用有關),以實現其特殊的功能:細胞與環境的物質、能量和信息交換等。(Frye和Edidin1970年用發紅光的鹼性芯香紅標記人細胞同用發綠光熒光素標記膜蛋白抗體標記離體培養的小鼠細胞一起培養,然後使它們融合,從各自分布,經過37℃40min後變為均勻分布。光致漂白熒光恢復法,微區監測)
細胞膜上存在兩類主要的轉運蛋白,即:載體蛋白(carrier protein)和通道蛋白(channel protein)。載體蛋白又稱做載體(carrier)、通透酶(permease)和轉運器(transporter),能夠與特定溶質結合,通過自身構象的變化,將與它結合的溶質轉移到膜的另一側,載體蛋白有的需要能量驅動,如:各類ATP驅動的離子泵;有的則不需要能量,以協助擴散的方式運輸物質,如:纈氨酶素。通道蛋白與與所轉運物質的結合較弱,它能形成親水的通道,當通道打開時能允許特定的溶質通過,所有通道蛋白均以協助擴散的方式運輸溶質。 細胞膜把細胞包裹起來,使細胞能夠保持相對的穩定性,維持正常的生命活動。此外,細胞所必需的養分的吸收和代謝產物的排出都要通過細胞膜。所以,細胞膜的這種選擇性的讓某些分子進入或排出細胞的特性,叫做選擇滲透性。這是細胞膜最基本的一種功能。如果細胞喪失了這種功能,細胞就會死亡.。
細胞膜除了通過選擇性滲透來調節和控制細胞內,外的物質交換外,還能以胞吞和胞吐的方式,幫助細胞從外界環境中攝取液體小滴和捕獲食物顆粒,供應細胞在生命活動中對營養物質的需求。細胞膜也能接收外界信號的刺激使細胞做出反應,從而調節細胞的生命活動。細胞膜不單是細胞的物理屏障,也是在細胞生命活動中有復雜功能的重要結構。 細胞膜是由磷脂雙分子層和鑲嵌、貫穿在其中及吸附在其表面的蛋白質組成的,磷脂雙分子層疏水的尾部在內,親水頭部在外。磷脂由分子層構成了膜的基本支架,這個支架不是靜止的。磷脂雙分子層是輕油般的液體,具有流動性.蛋白質分子有的鑲在磷脂分子層表面,有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中,有的橫跨整個磷脂雙分子層。大多數蛋白質分子也是可以運動的。 比較經典的證明是用仙台病毒介導完成不同小鼠染色細胞的融合,一段時間後,紅與綠是均勻點狀分布於細胞膜周圍,說明膜是具有流動性的.
磷脂分子的流動性受著一些因素的影響,主要影響因素有:
①溫度:在一定溫度下,磷脂分子從液晶態(能流動具有一定形狀和體積的物態)轉變為凝膠狀(不流動)的晶態。這一能引起物相變化的溫度稱為相變溫度。當環境溫度在相變溫度以上時,細胞膜磷脂分子處於流動的液晶態;而在相變溫度以下時,則處於不流動的晶態。細胞膜磷脂分子相變溫度越低,細胞膜磷脂分子流動性就越大;反之,相變溫度越高,細胞膜磷脂分子的流動性也就越小。
②細胞膜磷脂分子的脂肪酸鏈:飽和程度高的脂肪酸鏈因緊密有序地排列,因而流動性小;而不飽和脂肪酸鏈由於不飽和鍵的存在,使分子間排列疏鬆而無序,相變溫度降低,從而增強了膜的流動性。所以細胞膜也具有流動性。脂肪酸鏈的長度對細胞膜磷脂分子的流動性也有影響:隨著脂肪酸鏈的增長,鏈尾相互作用的機會增多,易於凝集(相變溫度增高),流動性下降。
③膽固醇:膽固醇對細胞膜磷脂分子流動性的調節作用隨溫度的不同而改變。在相變溫度以上,它能使磷脂的脂肪酸鏈的運動性減弱,從而降低細胞膜磷脂分子的流動性。而在相變溫度以下時,膽固醇可通過阻止磷脂脂肪酸鏈的相互作用,緩解低溫所引起的細胞膜磷脂分子流動性劇烈下降。
④卵磷脂/鞘磷脂比值,比值越高,膜流動性越大
⑤脂雙層中嵌入的蛋白質越多,膜流動性越小
除以上因素外,細胞膜磷脂分子與膜蛋白的結合方式、環境中的離子強度、pH值等都會影響細胞膜磷脂分子的流動性。
膜脂的流動是造成細胞膜流動的主要因素,概括起來,膜脂的運動方式主要有四種。
① 側向擴散(lateral diffusion);
② 旋轉運動(rotation);
③ 伸縮運動(flex);
④ 翻轉擴散(transverse diffusion), 又稱為翻轉(flip-flop)
⑤ 左右擺動
⑥ 旋轉異構運動
膜蛋白的運動 由於膜蛋白的相對分子質量較大,同時受到細胞骨架的影響,它不可能象膜脂那樣運動。主要有以下幾種運動形式:
① 隨機移動 有些蛋白質能夠在整個膜上隨機移動。移動的速率比用人工脂雙層測得的要低。
② 定向移動 有些蛋白比較特別,在膜中作定向移動。例如,有些膜蛋白在膜上可以從細胞的頭部移向尾部。
③ 局部擴散 有些蛋白雖然能夠在膜上自由擴散,但只能在局部范圍內擴散。 物質通過生物半透膜的難易程度。生物半透膜對體內某些分子的通透性大致可分為以下三種情況:自由通過的有水分子;可以透過的有葡萄糖、氨基酸、尿素、氯離子等;不易透過的有蛋白質、鈉、鉀等。通透性的存在,對細胞內外水的移動,各種物質的交換,酸鹼度和滲透壓的維持,均有著重要的生理意義。在某些病理情況下(如過敏、創傷、燒傷、缺氧等),由於破壞了生物半透膜的正常結構和功能,使其通透性增加,結果發生組織水腫等反應。