细胞生物学——细胞膜与物质的穿膜运输

根据第九版人卫教材制作，仅供自学参考，如有错误望海涵。

细胞膜与物质的穿膜运输

• 1. 细胞膜的化学组成与生物学特性
  • 细胞膜的化学组成
    • 膜脂(membrane lipid)构成细胞膜的细胞骨架
      • 磷脂(phospholipid)是膜脂的主要成分
        • 甘油磷脂（phosphoglycerides)
          • 磷脂酰胆碱（卵磷脂）（phosphatidylcholine，PC)
          • 磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）（phosphatidylethanolamine，PE）
          • 磷脂酰丝氨酸（phosphalidylserine，PS)
          • 磷脂酰肌醇（phosphatidylinosital,PI)
            • 位于质膜的内层，在膜结构中含量很少，但在细胞信号转导中起重要作用
        • 鞘磷脂（sphingomyelin,SM）
          • 特点
            • 细胞膜上唯一不以甘油为骨架的磷脂
            • 在膜中含量极少，在神经元细胞膜中含量较多
            • 主要在高尔基复合体合成
          • 例子
            • 神经鞘磷脂
          • 功能
            • 参与细胞增殖、分化及凋亡
      • 胆固醇(cholesterol)能够稳定细胞膜和调节膜的流动性
      • 糖脂(glycolipid)主要位于质膜的非胞质面
    • 膜蛋白以多种形式与脂双分子层结合
      • 内在膜蛋白
        • 解释
          • 又称穿模蛋白（transmembrane protein），占膜蛋白总量的70%～80%，
        • 分类
          • 单次穿膜
          • 多次穿膜
          • 多亚基穿模蛋白
      • 外在膜蛋白，又称周边蛋白，占膜蛋白总量的20%~30%
      • 脂锚定蛋白，又称脂连接蛋白
    • 膜糖类覆盖细胞膜表面
      • 约占质膜的2%~10%
      • 膜糖
      • 细胞外被
  • 细胞膜的生物学特性
    • 膜的不对称性决定膜功能的方向性
      • 膜脂的不对称性
      • 膜蛋白的不对称性
      • 膜糖的不对称性
    • 膜的流动性是膜功能活动的保证
      • 脂双层为液晶态二维流体
      • 膜脂分子的运动方式
        • 侧向扩散
        • 翻转运动
        • 旋转运动
        • 弯曲运动
      • 影响膜脂流动性的因素
        • 脂肪酸链的饱和程度，长短
        • 胆固醇的双重调节作用
        • 卵磷脂与鞘磷脂的比值
        • 膜蛋白的影响
      • 膜蛋白的运动性
        • 侧向扩散
        • 旋转运动
  • 细胞膜的分子结构模型
    • 片层结构模型具有三层夹板式结构特点
    • 单位膜模型体现膜形态结构的共同特点
    • 流动镶嵌模型是被普遍接受的模型
    • 脂筏模型深化了对膜结构和功能的认识
• 2. 小分子物质和离子的穿膜运输
  • 膜的选择性通透和简单扩散
    • 决定因素
    • 简单扩散
  • 膜运输蛋白介导的穿膜运输
    • 易化扩散是载体蛋白介导的被动运输
      • 特点
        • 结构特异性
        • 饱和现象
        • 竞争性抑制
    • 主动运输是载体蛋白逆浓度梯度的耗能运输
      • ATP驱动泵
        • p-型质子泵
          • Na＋-K＋泵
            • 作用
              • 调节渗透压
              • 保持膜电位
              • 物质运输
              • 细胞正常代谢的必要条件
          • Ca＋泵
        • V-型质子泵
        • F-型质子泵
        • ABC转运体
      • 协同运输
        • 共运输
        • 对向运输
    • 离子通道高效转运各种离子
      • 离子通道的特点
      • 离子通道的类型
        • 闸门式通道
          • 配体闸门通道
            • 乙酰胆碱
          • 电压闸门通道
          • 应力激活通道
        • 非闸门式通道
    • 水通道介导水的快速转运
      • 水通道的分类
      • 水通道蛋白的结构
      • 水通道对水分子的筛选机制
• 3. 细胞膜异常与疾病
  • 载体蛋白异常与疾病
    • 胱氨酸尿症是载体蛋白异常性疾病
    • 肾性糖尿是葡萄糖载体蛋白异常性疾病
  • ABC转运体蛋白异常与疾病
    • 囊性纤维病（CF)
  • 膜受体异常与疾病
    • 家族性高胆固醇血症
• 4. 大分子和颗粒物质的穿膜运输
  • 胞吞作用
    • 吞噬作用是吞噬细胞摄入颗粒物质的过程
    • 胞饮作用是细胞吞入液体和可溶性物质的过程
    • 受体介导的胞吞提高摄取特定物质的效率
      • 有被小窝和有被小泡的形成
        • 网格蛋白
        • 衔接蛋白
      • 无被小泡形成并依次与内体和溶酶体融合
        • 发动蛋白
        • 以胆固醇LDL胞吞过程为例
  • 胞吐作用
    • 连续性分泌是不受调节持续不断的细胞分泌
    • 受调分泌是细胞外信号调控的选择性分泌
    • 生理意义
      • 补充因内吞作用减少的细胞膜及一些膜上的特异成分（如膜表面受体），以补充和更新细胞膜
      • 分泌各种物质，构成细胞表面、细胞外基质，或为其他细胞提供营养物质、信号
• 配体，受体，有被
  • 配体
  • 受体
  • 被
    • 网格蛋白（衔接，发动辅助）
• 膜运输蛋白
  • 载体蛋白（转运体）
    • 可逆性
    • 饱和性
    • 功能多样性
  • 通道蛋白
• 特点
  • 以甘油为骨架
  • 甘油分子的1、2位羟基分别与脂肪酸形成酯键
  • 3位羟基与磷酸基团形成酯键
• 细胞膜的重要性
  • 生物膜（biomembrane）
    • 电镜下，生物膜呈“两暗夹一明”的形态结构，又称为单位膜（unit membrane）。
    • 质膜（plasma membrane）
      • 包围在细胞质表面的一层薄膜，又称细胞膜（cell membrane）
      • 功能
        • 稳定内环境
        • 复杂功能
          • 物质转运、细胞识别、信号传递
        • 生命科学基本问题
          • 细胞增殖分化、细胞的识别黏附、代谢、能量转换等
        • 细胞膜的改变与多种疾病发生有关
          • 多种遗传病、神经退行性疾病、恶性肿瘤
    • 细胞内膜系统
      • 内质网、高尔基复合体、溶酶体、各种膜泡