细胞膜的基本结构 组成

null Cell physiology (细胞生理学) Cell physiology (细胞生理学) 祝 世 功 北京大学医学部生理学与病理生理学系 ContentsContents§1. Basic structure of cell membrane 细胞膜的基本结构 §2. Transport of substances through the cell membrane 细胞膜的跨膜物质转运 §3.Signal transduction through the cell membrane 细胞的跨膜信号传递 § 4.Bioelectricity phenomena of the cell 细胞的生物电现象 §5. Contraction of skeletal muscle 骨骼肌的收缩功能null液态镶嵌模型(fluid mosaic model) Singer & Nicholson 1972 提出§1.Basic structure of cell membrane膜脂质 磷脂 胆固醇 膜蛋白 表面蛋白 整合蛋白 膜糖类 糖蛋白 糖脂 null脂质双分子层(lipid bilayer) 磷脂(70%); 胆固醇(<30%), 鞘磷脂(少量) 磷脂酰胆碱(卵磷脂)、 磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)、膦脂酰丝氨酸和膦脂酰肌醇 膜蛋白质 （镶嵌在脂质双分子层中）α螺旋 peripheral protein （表面蛋白）or 外在蛋白extrinsic protein 内表面或外表面 如膜内表面的骨架蛋白 integral protein （整合蛋白） or 内在蛋白 intrinsic protein 受体，G蛋白，转运体，离子通道，酶等 膜的糖类 寡糖和多糖链，（糖蛋白或糖脂形式存在于膜外侧，与抗原决定簇，受体识别部分有关）null翻转稳定性和流动性亲水 （极性基团） 磷酸+碱基 疏水（非极性基团） 脂肪酸 nullnull1.Simple diffusion(单纯扩散) 2.Membrane protein mediated transport (膜蛋白介导的跨膜转运) (1)Facilitated diffusion(易化扩散)： carrier（经载体） ion channel（经离子通道） (2)Active transport(主动转运)： primary active transport (原发性主动转运 ) secondary active transport (继发性主动转运 ) 3. Exocytosis and endocytosis (出胞和入胞) §2. Substances transport through cell membrane 细胞膜的跨膜物质转运功能null1.Simple diffusion(单纯扩散) 单纯的物理扩散, 高低 原子或分子自身不规则热运动（布朗运动） 膜两侧的浓度差和膜的对该物质的通透性 脂溶性高,分子量小, 不带电荷的物质 易穿过脂质双分子层 如: N2 ,O2, CO2,NO、NH3 乙醇、脂肪酸，类固醇 尿素，水分子水： 半透膜 渗透（osmosis） 渗透压（osmotic pressure）null2.Membrane protein mediated transport (1)易化扩散：高低转运 经载体（Carrier）： 通过构象变化 如: glucose amino acid 特点: a.高度结构特异性, b.饱和现象, c.竞争性抑制, d.顺浓度梯度 经离子通道（ Ion channel）： Na + , K +, Ca 2 +, Cl – 通道蛋白具有离子选择性, 通道内有一或两个闸门(gate) a.电压门控: 膜两侧电位差控制其关/开 电压门Na+通道 b.化学(配体)门控:受化学物质控制其关/开 N2型Ach 受体阳离子通道 c.机械门控: 特殊感官中, 如耳蜗毛细胞上, (2)主动转运：ATP 由低高转运(逆浓度差) 原发性主动转运 Na +-K+ 泵, Ca2+ 泵, H+泵，有ATP酶活性 继发性主动转运 Na-glucose transporter(同向转运 ) Na-Ca exchanger(逆向转运)321null3. Exocytosis and Endocytosis (出胞和入胞)Exocytosis: 细胞内大分子物质外排. ATP 外分泌腺细胞将合成的酶原颗粒和粘液排到导管中, 内分泌腺细胞将合成的激素分泌到ECF中, 突触小泡内神经递质释放. Endocytosis ATP phagocytosis(吞噬) pinocytosis(吞饮)液相入胞：指ECF和溶质连续入胞 膜受体介导入胞：膜上特化凹陷区 （复衣凹陷）主要是巨噬细胞、中性粒细胞Receptor-mediated endocytosisnull主动转运 原发性 继发性 同向 氨基酸-钠 肠上皮 逆向 钠入—钙出 心肌 被动转运 单纯扩散 易化扩散 通道介导 载体介导§3.Signal transduction across cell membrane §3.Signal transduction across cell membrane 概念： 各类刺激信号通过改变靶细胞膜上的特殊蛋白质分子构象，将外界信息以新的信号形式传递到细胞内，最终引起靶细胞功能改变的过程。 基本过程：信号分子合成及分泌（几百种） （配体） 运转到靶细胞 受体识别和结合 细胞内信号传递系统级联反应，细胞功能改变 信号分子清除，靶细胞反应终止null配体（ligand） 神经递质 激素 细胞因子 受体(receptor)远距离分泌 血液 旁分泌 组织液 自分泌 返回作用于本身 神经分泌 神经递质 神经内分泌 下丘脑分泌活性肽靶细胞膜或细胞内能识别并结合特定物质，继而引发各类生物学效应的特殊蛋白分子null Signal transduction mediated by G-protein-linked receptor Ｇ蛋白耦联受体介导的跨膜信号传导 Signal transduction mediated by ion channel 离子通道介导的跨膜信号传导（三类通道） signal transduction mediated by kinase-linked receptor 酶耦联受体介导的跨膜信号传导 膜受体介导的跨膜信号转导：三类核受体介导的跨膜信号转导：类固醇激素 激素-受体复合物 核转位 基因转录 nullSignal transduction mediated by G-protein-linked receptor Ｇ蛋白耦联受体介导的跨膜信号传导受体 7次 跨膜肽链 G蛋白 αβγ α----- Gs, Gi, Gq,… G蛋白效应器 AC, PLC, PLA2, PDE 第二信使 cAMP, IP3, DG, Ca2+ 蛋白激酶 PKA, PKC G-protein-cAMP-PKA pathwaynullnullnullSignal transduction mediated by ion channel 离子通道介导的跨膜信号传导（三类通道）受体本身是离子通道 电压门控 化学门控 机械门控null关闭 开放 静息 激活 失活nullsignal transduction mediated by kinase-linked receptor 酶耦联受体介导的跨膜信号传导1.酪氨酸激酶受体 受体和酶是同一蛋白分子 大部分生长因子，一些肽类激素 2. 酶关联受体 与配体结合后，吸附细胞内具有酪氨酸蛋白激酶成分 如GH，催乳素等 3.鸟苷酸环化酶受体 受体的胞内部分具有鸟苷酸环化酶活性。 GTP ---- cGMP ---PKG 如心房肽等nullnullnull掌握 Transport of substances through the cell membrane 细胞膜的跨膜物质转运 了解 本次课重点： Basic structure of cell membrane 细胞膜的基本结构Signal transduction through the cell membrane 细胞的跨膜信号传递See you next timeSee you next timenullreturnnullreturnnullreturnnull 膜受体介导入胞是一种非常有效的转运方式： 溶质可选择性内移，不需带入较多的ECF。许多大分子入胞通过此形式： 如结合铁的运铁蛋白，低密度脂蛋白、胰岛素等returnnullnullreturn