细胞质膜

细胞生物学思维导图，涵盖了生物膜的结构、功能、化学组成以及动态变化等多个方面。介绍详细，描述全面，希望对感兴趣的小伙伴有所帮助！

细胞质膜

• 结构模型
  • 研究历史
    • E. Overton 1895 推测细胞膜由连续的脂类物质组成
    • E. Gorter & F. Grendel 1925 推测细胞膜由双层脂分子组成
    • J. Danielli & H. Davson 1935 提出了“蛋白质-脂类-蛋白质”的三明治模型
    • J. D. Robertson 1959 获得了清晰的细胞膜照片，显示暗-明-暗三层结构，这就是所谓的“单位膜”模型
    • S. J. Singer & G. Nicolson 1972在”单位膜”模型的基础上提出”流动镶嵌模型”
    • K.Simons et al(1988): 脂筏模型（lipid rafts model）
  • 特点
    • 磷脂双分子层是组成生物膜的基本结构成分，在水中具有自发封闭特性
    • 蛋白分子以不同方式镶嵌在脂双层分子中或结合在其表面, 膜蛋白是赋予生物膜功能的主要决定者
    • 生物膜是磷脂双分子层嵌有蛋白质的二维流体
    • 细胞生命活动中，生物膜处于不断的动态变化中
• 化学组成
  • 膜脂
    • 分类
      • 磷脂：分为甘油磷脂和鞘磷脂，占到50%以上
      • 糖脂：5%以下；5%-10%
      • 固醇：胆固醇及其类似物统称为固醇或甾醇，≤1/3
    • 运动方式
      • 侧向扩散：同一平面上相邻的脂分子交换位置
      • 旋转运动：膜脂分子围绕与膜平面垂直的轴进行快速旋转
      • 摆动运动：膜脂分子围绕与膜平面垂直的轴进行左右摆动
      • 翻转运动：膜脂分子从脂双层的一层翻转到另一层。是在翻转酶的催化下完成
    • 功能
      • 支撑，膜脂是细胞膜结构的骨架
      • 维持构象并为膜蛋白行使功能提供环境
      • 是部分酶行使功能所必需的
  • 膜蛋白
    • 基本类型
      • 内在（整合）膜蛋白 ：水不溶性蛋白，形成跨膜螺旋，与膜结合紧密，需用去垢剂使膜崩解后才可分离
      • 外在(外周)膜蛋白：水溶性蛋白,靠离子键或其它弱键与膜表面的蛋白质分子或脂分子极性头部非共价结合，易分离
      • 脂锚定膜蛋白:通过与之相连的脂分子插入膜的脂双分子中而锚定在质膜上
    • 去垢剂
      • 离子型去垢剂(SDS)
      • 非离子型去垢剂（Triton X-100）
• 基本特征
  • 流动性
    • 膜脂的流动
      • 产生：膜脂分子的侧向运动
      • 影响因素
        • 脂分子本身性质
        • 温度
        • 胆固醇
    • 膜蛋白的流动
      • 产生：自发热运动
      • 实验证据
        • 荧光抗体免疫标记实验（成斑现象或成帽现象）
        • 光脱色恢复技术
      • 影响因素
        • 细胞骨架
        • 膜蛋白与膜脂分子的相互作用
        • 温度
  • 不对称性
    • 细胞质膜各部分的名称
      • 细胞外表面ES
      • 质膜原生质表面PS
      • 细胞外小页断裂面EF
      • 原生质小页断裂面PF
    • 膜脂的不对称
      • 糖脂仅存在于质膜的ES面，是完成其生理功能的结构基础
    • 膜蛋白的不对称
      • 膜蛋白的不对称性是指每种膜蛋白分子在细胞膜上都具有明确的方向性
      • 糖蛋白糖残基均分布在质膜的ES面
      • 膜蛋白的不对称性是生物膜完成复杂的在时间与空间上有序的各种生理功能的保证
• 功能
  • 为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境
  • 选择性的物质运输,包括代谢底物的输入与代谢产物的排除,其中伴随着能量的传递
  • 提供细胞识别位点,并完成细胞内外信息跨膜传递
  • 为多种酶提供结合位点,使酶促反应高效而有序地进行
  • 介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接
  • 质膜参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构
  • 膜蛋白的异常与某些遗传病、恶性肿瘤、自身免疫病以及神经退行性疾病有关，很多膜蛋白是疾病治疗的药物靶点