【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 輸、能量轉(zhuǎn)換、細(xì)胞識(shí)別 、細(xì)胞免疫、神經(jīng)傳導(dǎo)、代謝控制等許多重要過程中以及激素和藥物的作用、腫瘤的發(fā)生等都與生物膜有關(guān)。 一、生物膜的組成和結(jié)構(gòu) ? 生物膜的組成 ? 主要由脂質(zhì) （ 主要是磷脂和膽固醇 ） 、 蛋白質(zhì) （ 包括酶 ） 和多糖類組成 ， 還含有水和金屬離子等 。 ? 生物膜的組成 ， 因膜的種類不同而有很大的差別 。 一般來(lái)講 ， 功能復(fù)雜或多樣的膜 ， 蛋白質(zhì)占的比例較大；相反 ， 功能越簡(jiǎn)單 ， 膜蛋白的種類和含量就越少 。 （一）生物膜的化學(xué)組成 脂質(zhì) （ Lipid） ? 脂質(zhì)是構(gòu)成生物膜最基本的結(jié)構(gòu)物質(zhì) ? 脂質(zhì)包括磷脂、膽固醇和糖脂等，其中 以磷脂為主要成分 。 ? 磷脂 （ Glycerophospholipids） ? 主要是磷酸甘油二脂 。 甘油中第 1， 2位碳原子與脂肪酸酯基 （ 主要是含 16碳的軟脂酸和 18碳的油酸 ） 相連 ，第 3位碳原子則與磷酸酯基相連 。 不同的磷脂 ， 其磷酸酯基組成也不相同 。 （ 1）脂質(zhì)的種類 磷脂分子中含有極性基團(tuán)（磷酰膽堿、磷酰膽胺、磷酰絲氨酸等） 極性頭部 又含有非極性基團(tuán)（脂肪酰基的烴鏈、鞘氨醇的烴鏈） 疏水尾部 。 ? 磷脂分子中含有親水性的磷酸酯基和親脂的脂肪酸鏈，是優(yōu)良的兩親性分子 磷脂的兩親性結(jié)構(gòu) ( C H3)3N+C H2C H2OP OOOC H2C H C H2O OC CO OR1R2極性端 非極性端 C H 2 O CC HC H 2 OOCR 1R 2OOP OO HOX磷脂的結(jié)構(gòu)類型 O H2CC HC H2OO COC R 3R4O POOOPOO C H2C H C H2OO HX = HX = C H2C H2N ( C H3)2X = C H2C H2N H2X = C H2C H ( O H ) C H O HX = C H2C H ( N H2) C O OX =X =O H O HO HO H O H磷 脂 酸磷 脂 酰 膽 堿 （ 卵 磷 脂 ）磷 脂 酰 乙 醇 胺磷 脂 酰 甘 油磷 脂 酰 絲 氨 酸磷 脂 酰 肌 醇二 磷 脂 酰 甘 油 脂磷脂的特點(diǎn) ? 磷脂分子中含有親水性的磷酸酯基和親脂性的脂肪酸鏈，是優(yōu)良的兩親性分子。 ? 磷脂分子在水溶液中，由于水分子的作用，能夠形成雙層脂膜結(jié)構(gòu)或微團(tuán)結(jié)構(gòu)。 ? 磷酸甘油二脂在水溶液中主要是形成雙層脂膜。 ? 磷脂的這種性質(zhì)，使它具有形成生物膜（雙層脂膜）的特性。 ② 糖脂 （ Glycosphingolipids） ? 糖脂也是構(gòu)成雙層脂膜的結(jié)構(gòu)物質(zhì) 。 ? 糖脂主要是甘油醇糖脂和鞘氨醇糖脂 ， 分布在細(xì)胞膜外側(cè)的單分子層中 。 ? 動(dòng)物細(xì)胞膜所含的糖脂主要是腦苷脂 。 ? 結(jié)構(gòu)為 ： 半乳糖 C H 2 C H N H C H C H = C H O H ( C H 2 ) 1 2 C H 3 神經(jīng)鞘氨醇 R : 脂肪酸 C O R O O H C H 2 O H O O H O H 腦苷脂的分子結(jié)構(gòu) 鞘氨醇磷脂的結(jié)構(gòu) 腦苷脂中所含的高級(jí)脂肪酸 ? 腦苷脂中所含的高級(jí)脂肪酸有：二十四酸、二十四烯酸和?羥二十四酸等。這些脂肪酸以酰胺鍵形式與神經(jīng)鞘氨醇中的氨基相連。 ? 細(xì)菌和植物的細(xì)胞膜中糖脂含量較多。這類糖脂結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，主要為甘油的衍生物。 ? 糖脂分子中也含有親水基團(tuán)（糖基）和疏水基團(tuán)（鞘氨醇R基和脂肪酸 R基）。 ③ 膽固醇 （ Sterols） ? 膽固醇是一種類脂化合物 , 在生物膜中含量較多。 膽固醇以中性脂的形式分布在雙層脂膜內(nèi)，對(duì)生物膜中脂類的物理狀態(tài)有一定的調(diào)節(jié)作用，有利于保持膜的流動(dòng)性和降低相變溫度。 （ 2）膜脂分子在水溶液中的存在形式 組成生物膜的脂質(zhì)種類多，但有共同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 都是兩性分子；分子中疏水基團(tuán)占的比例大。這使他們?cè)谒腥菀鬃詣?dòng)聚集成微團(tuán)結(jié)構(gòu)或片狀雙分子層結(jié)構(gòu)。 微團(tuán)結(jié)構(gòu)： 膜脂分子的疏水尾盡量避開水，藏在中央；極性頭部與水親和，露在外面。直徑最大可達(dá) 20nm。 片狀雙分子層結(jié)構(gòu)： 膜脂分子的疏水尾相互親和指向雙分子層內(nèi)部，極性頭部露在片層兩側(cè)的面上，面向水。 雙層微囊結(jié)構(gòu)： 片狀雙分子層結(jié)構(gòu)中脂分子疏水尾間的 疏水力 、 范德華力 、極性頭與水分子間的 靜電力 、 氫鍵 等作用力，促使片狀雙分子層結(jié)構(gòu)自我融合，使疏水尾全部藏于雙分子層內(nèi)部的非極性環(huán)境中，形成連續(xù)的、封閉的雙分子囊泡。與微團(tuán)結(jié)構(gòu)不同，內(nèi)部有水溶液。（微囊內(nèi)外都是水相） 膜蛋白質(zhì) ? 生物膜中含有多種不同的蛋白質(zhì) ， 通常稱為膜蛋白 。 ? 根據(jù)它們?cè)谀ど系亩ㄎ磺闆r ， 可以分為： 外周蛋白和內(nèi)在蛋白 。 ? 膜蛋白具有重要的生物功能 ， 是生物膜實(shí)施功能的基本場(chǎng)所 。 ? 膜蛋白都是功能蛋白：有的是 受體蛋白 ；有的是 運(yùn)送蛋白 ；有的是 酶類 。 ? 蛋白質(zhì)含量越高 ， 種類越多 ， 膜的功能越復(fù)雜 。 外周蛋白 （ peripheral protein） ? 這類蛋白約占膜蛋白的 20－ 30%， 分布于雙層脂膜的外表層 ， 主要通過靜電引力或范德華力與膜脂的極性頭部結(jié)合 。 ? 外周蛋白與膜的結(jié)合比較疏松 ， 容易從膜上分離出來(lái) 。 ? 外周蛋白能溶解于水 。 內(nèi)在蛋白 （ integral protein） ? 內(nèi)在蛋白約占膜蛋白的 7080%， 蛋白的部分或全部鑲嵌在雙層脂膜中 ， 或橫跨全膜 。 ? 這類蛋白的特征是不溶于水 ， 主要靠疏水鍵與膜脂相結(jié)合 ， 而且不容易從膜中分離出來(lái) 。 ? 內(nèi)在蛋白與雙層脂膜疏水區(qū)接觸部分 ， 由于沒有水分子的影響 ， 多肽鏈內(nèi)形成氫鍵趨向大大增加 ， 因此 ， 它們主要以 ?螺旋和 ?折疊形式存在 ， 其中又以 ?螺旋更普遍 。 糖類 ? 生物膜中含有一定的寡糖類物質(zhì) 。 它們大多與膜蛋白結(jié)合 ， 少數(shù)與膜脂結(jié)合 。 ? 糖類在膜上的分布是不對(duì)稱的 ， 在質(zhì)膜和胞內(nèi)膜中 ， 糖基鏈都分布于非細(xì)胞質(zhì)一側(cè) 。 ? 生物膜中組成寡糖的單糖主要有半乳糖 、 半乳糖胺 、 甘露糖 、 葡萄