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細胞生物學:膜脂(membrane lipids)

發(fā)布時間:2014-12-29 共1頁

  質膜的化學組成

  脂和蛋白質是膜的主要成分, 同時還有少量的糖類。

  構成膜的蛋白質與脂的比例依據(jù)膜的類型(如質膜、內(nèi)質網(wǎng)膜、高爾基體膜)、細胞類型(肌細胞、肝細胞)、生物類型(動物、植物和原核生物)的不同而不同(表3.1)。一般而言,脂占50%,蛋白質占40%,碳水化合物約占1-10%.

表3-1 不同生物膜中的蛋白、脂和碳水化合物的量

干重的百分比(%)
蛋白質 碳水化合物
質膜
紅細胞 49 43 8
神經(jīng)鞘 18 79 3
肝細胞 54 36 10
核膜 66 32 2
高爾基體 64 26 10
內(nèi)質網(wǎng) 62 27 10
線粒體
外膜 55 45 痕跡量
內(nèi)膜 78 22 -
葉綠體 70 30 -

  膜脂(membrane lipids)

  所有的膜脂都具有雙親媒性(amphipathic),即這些分子都有一個親水末端(極性端)和一個疏水末端(非極性端)。這種性質使生物膜具有屏障作用,大多數(shù)水溶性物質不能自由通過,只允許親脂性物質通過。

  有人說膜脂的功能僅作為膜的骨架,并作為非脂溶性物質進入細胞的障礙,你認為此說有何不妥?

  ■ 膜脂的主要類型

  膜脂是生物膜的基本組成成分, 約占膜的50%, 主要有三大類:磷脂、糖脂、膽固醇。

  ● 磷脂(phospholipids)

  含有磷酸基團的脂稱為磷脂,是細胞膜中含量最豐富和最具特性的脂。它有一個極性的頭部和一個疏水的尾部(圖3-12)。

圖3-12 磷脂酰乙醇胺的分子結構

  ● 膽固醇(cholesterol) 細胞膜上另一類脂是固醇類的膽固醇(圖3-13), 膽固醇存在于真核細胞膜中。動物細胞膜膽固醇的含量較高,有的占膜脂的50%,大多數(shù)植物細胞和細菌細胞質膜中沒有膽固醇,酵母細胞膜中是麥角固醇。

圖3-13 膽固醇的結構

  膽固醇的分子較其他膜脂要小, 雙親媒性也較低。膽固醇的親水頭部朝向膜的外側,疏水的尾部埋在脂雙層的中央(圖3-14)。

圖3-14 膽固醇在脂雙層中的位置

  ■ 膜脂的特性和功能

  ● 不同類型的膜含有不同類型的膜脂,使這些膜具有不同的特性(表3-2)。

表3-2 某些生物膜膜脂的組成(脂總重量百分數(shù))

人的紅細胞 人的髓鞘 牛心臟線粒體 E.coli
磷脂酸(PA) 1.5 0.5 0 0
磷脂酰膽堿(PC) 19 10 39 0
磷脂酰乙醇胺(PE) 18 20 27 65
磷脂酰甘油(PG) 0 0 0 18
磷脂酰絲氨酸(PS) 8.5 8.5 0.5 0
心磷脂 0 0 22.5 12
鞘磷脂 17.5 8.5 0 0
糖脂 10 26 0 0
膽固醇 22 26 3 0

  ● 膜脂都是兩性物質, 都具有親水的極性頭和疏水的非極性的尾, 大多數(shù)磷脂和糖脂在水溶液中能夠自動形成雙分子層結構。當這些兼性分子被水環(huán)境包圍時, 它們就聚集起來, 將疏水的尾部埋在里面, 親水的頭部露在外面與水接觸。可能有兩種形式: 形成球狀的分子團(micelles), 把尾部包在里面;或者形成雙分子層(bilayers), 把疏水的尾部夾在頭部的中間, 或形成脂質體( liposome)(圖3-15)。

圖3-15 脂在水中的行為

  膜脂的主要功能是構成膜的基本骨架,此外還有其他一些重要功能(表3-30)。

表3-3 某些膜脂的功能

存在的膜 功能
主要磷脂
磷脂酰膽堿 存在于大多數(shù)膜中 形成脂雙層
磷脂酰乙醇胺 存在于大多數(shù)膜中 起界膜的作用,防止水
磷脂酰絲氨基 存在于大多數(shù)膜中 溶性物質的自由擴散
次要磷脂
心磷脂 線粒體內(nèi)膜 激活染色體
磷脂酰肌醇(PI) 存在于大多數(shù)膜 作為三磷酸肌醇的供體
鞘脂 大多數(shù)哺乳動物細胞,特別是神經(jīng)細胞 屏障作用,激活某些酶
糖脂 葉綠體類囊體的膜的主要脂類 屏障作用
膽固醇 大多數(shù)動物細胞膜 大多數(shù)動物細胞膜膜的流動性

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