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(%) | |||
膜 | 蛋白質 | 脂 | 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))
脂 | 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
脂 | 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 |