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  • 细胞生物学:膜脂(membrane lipids)

    作者:jaminsu    文章来源:医学教育网    点击数:    更新时间:2007-8-11

      质膜的化学组成

      脂和蛋白质是膜的主要成分, 同时还有少量的糖类。

      构成膜的蛋白质与脂的比例依据膜的类型(如质膜、内质网膜、高尔基体膜)、细胞类型(肌细胞、肝细胞)、生物类型(动物、植物和原核生物)的不同而不同(表3.1)。一般而言,脂占50%,蛋白质占40%,碳水化合物约占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(%)
    蛋白质 碳水化合物
    质膜
    红细胞 49 43 8
    神经鞘 18 79 3
    肝细胞 54 36 10
    核膜 66 32 2
    高尔基体 64 26 10
    内质网 62 27 10
    线粒体
    外膜 55 45 痕迹量
    内膜 78 22 -
    叶绿体 70 30 -

      膜脂(membrane lipids)

      所有的膜脂都具有双亲媒性(amphipathic),即这些分子都有一个亲水末端(极性端)和一个疏水末端(非极性端)。这种性质使生物膜具有屏障作用,大多数水溶性物质不能自由通过,只允许亲脂性物质通过。

      有人说膜脂的功能仅作为膜的骨架,并作为非脂溶性物质进入细胞的障碍,你认为此说有何不妥?

      ■ 膜脂的主要类型医学教育网

      膜脂是生物膜的基本组成成分, 约占膜的50%, 主要有三大类:磷脂、糖脂、胆固醇。

      ● 磷脂(phospholipids)

      含有磷酸基团的脂称为磷脂,是细胞膜中含量最丰富和最具特性的脂。它有一个极性的头部和一个疏水的尾部(图3-12)。

    图3-12 磷脂酰乙醇胺的分子结构

      ● 胆固醇(cholesterol) 细胞膜上另一类脂是固醇类的胆固醇(图3-13), 胆固醇存在于真核细胞膜中。动物细胞膜胆固醇的含量较高,有的占膜脂的50%,大多数植物细胞和细菌细胞质膜中没有胆固醇,酵母细胞膜中是麦角固醇。

    图3-13 胆固醇的结构

      胆固醇的分子较其他膜脂要小, 双亲媒性也较低。胆固醇的亲水头部朝向膜的外侧,疏水的尾部埋在脂双层的中央(图3-14)。

    图3-14 胆固醇在脂双层中的位置

      ■ 膜脂的特性和功能

      ● 不同类型的膜含有不同类型的膜脂,使这些膜具有不同的特性(表3-2)。

    表3-2 某些生物膜膜脂的组成(脂总重量百分数)

    人的红细胞 人的髓鞘 牛心脏线粒体 E.coli
    磷脂酸(PA) 1.5 0.5 0 0
    磷脂酰胆碱(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
    磷脂酰丝氨酸(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
    胆固醇 22 26 3 0

      ● 膜脂都是两性物质, 都具有亲水的极性头和疏水的非极性的尾, 大多数磷脂和糖脂在水溶液中能够自动形成双分子层结构。当这些兼性分子被水环境包围时, 它们就聚集起来, 将疏水的尾部埋在里面, 亲水的头部露在外面与水接触。可能有两种形式: 形成球状的分子团(micelles), 把尾部包在里面;或者形成双分子层(bilayers), 把疏水的尾部夹在头部的中间, 或形成脂质体( liposome)(图3-15)。

    图3-15 脂在水中的行为

      膜脂的主要功能是构成膜的基本骨架,此外还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
    磷脂酰胆碱 存在于大多数膜中 形成脂双层
    磷脂酰乙醇胺 存在于大多数膜中 起界膜的作用,防止水
    磷脂酰丝氨基 存在于大多数膜中 溶性物质的自由扩散
    次要磷脂
    心磷脂 线粒体内膜 激活染色体
    磷脂酰肌醇(PI) 存在于大多数膜 作为三磷酸肌醇的供体
    鞘脂 大多数哺乳动物细胞,特别是神经细胞 屏障作用,激活某些酶
    糖脂 叶绿体类囊体的膜的主要脂类 屏障作用
    胆固醇 大多数动物细胞膜 大多数动物细胞膜膜的流动性

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