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质膜的特性

2022.4.21

一、质膜的不对称性

质膜的内外两层的组分和功能有明显的差异.称为膜的不对称性。膜脂、膜蛋白和复合糖在膜上均呈不对称分布,导致膜功能的不对称性和方向性,即膜内外两层的流动性不同,使物质传递有一定方向,信号的接受和传递也有一定方向等。

膜脂的不对称性:脂分子在脂双层中呈不均匀分布.质膜的内外两侧分布的磷脂的含量比例也不同。PC和SM主要分布在外小页.而PE和PS主要分布在质膜内小叶。用磷脂酶处理完整的人类红细胞,80%的PC降解,而PE和PS分别只有20%和10%的被降解。膜脂的不对称性还表现在膜表面具有胆固醇和鞘磷脂等形成的微结构域——脂筏。

膜蛋白的不对称性: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和分布的区域性。各种膜蛋白在膜上都有特定的分布区域。某些膜蛋白只有在特定膜脂存在时才能发挥其功能,如:蛋白激酶C结合于膜的内侧,需要磷脂酰丝氨酸的存在下才能发挥作用;线粒体内膜的细胞色素氧化酶,需要心磷脂存在才具活性。

复合糖的不对称性:无论在任何情况下,糖脂和糖蛋白只分布于细胞膜的外表面,这些成分可能是细胞表面受体,并且与细胞的抗原性有关。

不对称性的意义:

1.膜脂、膜蛋白及膜糖分布的不对称性导致了膜功能的不对称性和方向性。保证了生命活动的高度有序性。

2.膜不仅内外两侧的功能不同,分布的区域对功能也有影响。造成这种功能上的差异,主要是膜蛋白、膜脂和膜糖分布不对称引起的。

3.细胞间的识别、运动、物质运输、信号传递等都具有方向性。这些方向性的维持就是靠分布不对称的膜蛋白、膜脂和膜糖来提供。

二、膜的流动性

(一)、流动性的表现形式

●膜脂的运动方式

1.侧向扩散:同一平面上相邻的脂分子交换位置。

2.旋转运动:膜脂分子围绕与膜平面垂直的轴进行快速旋转。

3.摆动运动:膜脂分子围绕与膜平面垂直的轴进行左右摆动。

4.伸缩震荡:脂肪酸链沿着与纵轴进行伸缩震荡运动。

5.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(flippase)的催化下完成。

6.旋转异构:脂肪酸链围绕C—C键旋转,导致异构化运动。

●膜蛋白运动的几种形式:

主要有侧向扩散和旋转扩散两种运动方式。可用光脱色恢复技术和细胞融合技术检测侧向扩散。旋转扩散指膜蛋白围绕与膜平面垂直的轴进行旋转运动,膜蛋白的侧向运动受细胞骨架的限制,破坏微丝的药物如细胞松弛素B能促进膜蛋白的侧向运动。

(二)、膜流动性的意义

质膜的流动性是保证其正常功能的必要条件。例如跨膜物质运输、细胞信息传递、细胞识别、细胞免疫、细胞分化以及激素的作用等等都与膜的流动性密切相关。当膜的流动性低于一定的阈值时,许多酶的活动和跨膜运输将停止,反之如果流动性过高,又会造成膜的溶解。

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