双层之间, 还有少数蛋白与糖脂共价结合。 （三）去垢剂
去垢剂(表面活性剂)是一类即具有亲水基又具有疏水基的物质，
一般具有乳化、分散、和增溶作用
非离子去垢剂：对蛋白质的变性作用比较温和，用于蛋白质或酶提取，如Triton X-100，聚乙二醇等 阴离子去垢剂：十二烷基硫酸钠和十二烷基璜酸钠（SDS）。前者可促进核蛋白的溶解，将核酸释放出来，并对核酸酶有一定抑制作用，常用于核酸的提取
阳离子去垢剂：如洁尔灭、新洁尔灭等，消毒灭菌类居多
二）外周蛋白（peripheral protein）
外周蛋白又称为外在蛋白（extrinsic protein）：为水溶性的，分布在细胞膜的表面，靠离子键或其它较弱的键与膜表面的蛋白质分子或脂分子的亲水部分结合。
改变溶液的离子强度或者提高温度就可以从膜上分离下来。
第二节、生物膜基本特征与功能 一，生物膜的基本特征 一）膜脂的不对称性 1. 影响膜脂流动的因素
主要有侧向扩散和旋转扩散两种运动方式。旋转扩散指膜蛋白围绕与膜平面垂直的轴进行旋转运动。膜蛋白的侧向运动受细胞骨架的限制，破坏微丝的药物如细胞松弛素B能促进膜蛋白的侧向运动。 2．膜蛋白的流动
可用细胞融合技术和荧光漂白恢复技术（FRAP）检测膜蛋白的流动性。
质膜的流动性是保证其正常功能的必要条件。例如跨膜物质运输、细胞信息传递、细胞识别、细胞免疫、细胞分化以及激素的作用等等都与膜的流动性密切相关。
当膜的流动性低于一定的阈值时，许多酶的活动和跨膜运输将停止，反之如果流动性过高，又会造成膜的溶解。 3．膜流动性的意义
脂分子在脂双层中呈不均匀分布，质膜的内外两侧分布的磷脂的含量比例也不同。 二）膜蛋白的不对称性
指每种膜蛋白分子在细胞膜上都具有明确的方向性和分布的区域性。各种膜蛋白在膜上都有特定的
分布区域。
三）复合糖的不对称性
无论在任何情况下，糖脂和糖蛋白只分布于细胞膜的外表面，这些成分可能是细胞表面受体，并且与细胞的抗原性有关
细胞表面的特化结构是为适应某种环境而形成的特殊表面结构，
如：膜骨架、鞭毛和纤毛、微绒毛及细胞的变形足等
分别与细胞形态的维持、细胞运动、细胞的物质交换等功能有关。
三、细胞质膜相关的膜骨架
膜骨架指细胞膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构( meshwork)，它参与维持质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。它的特点是粘质性高，有较强的抗拉能力。 （一）、膜骨架
（二）红细胞的生物学特性
哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和内膜系统，细胞膜既有良好的弹性又有较高的强度，并且细胞膜和膜骨架的蛋白比较容易纯化、分析。红细胞经过低渗处理，质膜破裂，内容物释放，留下一个保持原形的壳，称为血影。因此，是研究膜骨架的理想材料。
（三）红细胞质膜蛋白及膜骨架
血影 用非离子去垢剂处理：所有的脂质和血型糖蛋白及大部分带3蛋白消失，血影的形状基本不变。SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳分析：红细胞质膜蛋白主要成分包括：血影蛋白、锚蛋白、带3蛋白、带4.1蛋白、肌动蛋白和血型糖蛋白。
改变处理的离子强度：血影蛋白和肌动蛋白条带消失，血影的形状改变，膜的流动性增强。——外在蛋白
用Triton—100处理：带3蛋白和一些血型糖蛋白消失，血影的形状基本不变。——内在蛋白 四、细胞质膜的基本功能? 看图总结生物膜的功能？
为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境; ? 选择性的物质运输,包括代谢底物的输入与代谢
产物的排除,其中伴随着能量的传递;
? 提供细胞识别位点,并完成细胞内外信息跨膜传递;?
? 为多种酶提供结合位点,使酶促反应高效而有
序地进行;?
? 介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接;? ? 质膜参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。
? 膜蛋白的异常与疾病有关，可以作为疾病治疗的药物靶标 本章小结
细胞质膜的结构模型
“蛋白质-脂类-蛋白质”的三明治模型 暗-明-暗三层结构， “单位膜”模型 流动镶嵌模型 脂筏模型
细胞质膜的基本成分 膜脂：磷脂、糖脂和固醇
膜蛋白：外在膜蛋白、内在膜蛋白和脂锚定蛋白 细胞质膜的基本特征 流动性 不对称性
细胞质膜的基本功能 稳定的内环境 选择性的物质运输 细胞信息跨膜传递 酶的结合位点 介导细胞连接 形成特化结构
第十七章 细胞社会的联系
第一节 细胞连接(cell junction)
概念：是指在细胞质膜特化区域，通过膜蛋白、细胞骨架蛋白或者细胞外基质形成的细胞间或细胞与细胞基质之间的联系结构。 类型：根据行使功能的不同进行分类： 封闭连接（occluding junctions） 锚定连接（anchoring junctions） 通讯连接（communicating junctions） 一、封闭连接（occluding junctions）
封闭连接将相邻的质膜紧密连接在一起阻止溶液中的分子沿细胞间隙渗入体内。分为紧密连接和间壁连接。
（一）紧密连接（tight junction）
又称封闭小带（zonula occludens），是封闭连接的主要形式，存在于脊椎动物的上皮细胞、血管内皮细胞。连接区域由蛋白质形成的嵴线，嵴线主要由：密封蛋白claudin和闭合蛋白occludin和外周蛋白ZO组成。
紧密连接的功能:
封闭（阻止可溶性物质的扩散）——渗透屏障 维持上皮细胞极性（将游离面与基底面细胞膜上的膜蛋白相互隔离） 支持
二、锚定连接（anchoring junctions）
锚定连接将相邻细胞的骨架系统或将细胞与基质相连形成一个坚挺、有序的细胞群体。
分布：需要承受机械力的组织，如心脏、肌肉及上皮组织
肌动蛋白纤维介导的锚定连接 1.黏着带（adhesion belt） 2.黏着斑
中间纤维介导的锚定连接 1.桥粒（desmosome）2，半桥粒 三、通讯连接（communicating junction） ◆一种特殊的细胞连接, 位于特化的具细胞间通讯作用的细胞，在细胞间形成电偶联或代谢偶联, 以此来传递信号 ◆通讯连接的方式： ●间隙连接(gap junction) ●化学突触(chemical synapse)
●胞间连丝(plasmodesmata):plant cells only （一）间隙连接(gap junction) 分布组织：
普遍存在与各种组织细胞中(成熟骨骼肌细胞和循环系统中的血细胞除外),相邻膜间有2~4nm距离,故又名缝隙连接. 结构特点：
双方接触面积较大的盘状结构/连接子(Connexons)许多6-8nm的六角形颗粒规则地排列在质膜上，每个六角形颗粒称为一个“连接小体”，是缝隙连接的结构单位，每个连接小体由6个穿膜的连接蛋白围成，中央有直径2nm的水性通道，相邻细胞膜的连接小体一一对接，孔道相通，允许分子量1000以下的物质通过。 功能：
加强细胞间连接，介导细胞间通讯。 间隙连接的功能
间隙连接在代谢偶联中的作用?
间隙连接允许小分子代谢物和信号分子通过, 是细胞间代谢偶联的基础
代谢偶联现象在体外培养细胞中的证实
代谢偶联作用在协调细胞群体的生物学功能方面
起重要作用.
间隙连接在胚胎早期发育中的作用
? 胚胎发育中细胞间的偶联提供信号物质的通路, 从而为某一特定细胞提供它的“位置信息”，并根据其位置影响其分化。
肿瘤细胞之间间隙的连接明显减少或消失，间隙联接类似“肿瘤抑制因子”。
间隙连接在神经冲动信息传递过程中的作用? 间隙连接调节和修饰相互独立的神经元群的行为（心脏跳 动，小肠蠕动） 间隙连接通透性的调节
一般来说，允许相对分子量小于1×103的无机离子及小分子物质通过；
对小分子的通透能力具有底物选择性，如电荷选择性；
通透性受胞质Ga 2+浓度和pH调节，pH降低和Ga 2+浓度升高，通透性降低；
受胞外化学信号的调节，有助于细胞间的代谢偶联。
（二）化学突触
结构（具有小囊泡的一侧为突触前膜）电突触(electronic junction) 快速实现细胞间信号通讯 （三）胞间连丝的功能
?实现细胞间由信号介导的物质有择性的转运； ?实现细胞间的电传导；
在发育过程中，胞间连丝结构的改变可以调节植物细胞间的物质运输。 第二节、细胞粘着及其分子基础
细胞粘附分子（cell adhesion molecule，CAM）是参与细胞与细胞之间及细胞与细胞外基质之间相互作用的分子。
可大致分为四类：钙粘蛋白、选择素、免疫球蛋白超家族、整联蛋白。 细胞粘附分子的作用方式 同亲性 异亲性
衔接分子依赖性
细胞粘附分子都是跨膜糖蛋白，分子结构由三部分组成：
①胞外区，肽链的N端部分，带有糖链，负责与配体的识别；
②跨膜区，多为一次跨膜；
③胞质区，肽链的C端部分，一般较小，或与质膜下的骨架成分直接相连，或与胞内的化学信号分子
相连，以活化信号转导途径。 一、钙粘蛋白
钙粘蛋白（cadherin）属同亲性CAM，其作用依赖于Ca2＋。至今已鉴定出30种以上钙粘蛋白，分布于不同的组织。把手状结构，口袋状结构 钙粘素的作用：
1．介导细胞连接，在成年脊椎动物，E-钙粘蛋白是保持上皮细胞相互粘合的主要CAM，是粘合带的主要构成成分。
2．参与细胞分化，钙粘蛋白对于胚胎细胞的早期分化及成体组织的构筑有重要作用。在发育过程中通过调控钙粘蛋白表达的种类与数量可决定胚胎细胞间的相互作用，从而通过细胞的微环境，影响细胞的分化，参与器官形成过程。
3．抑制细胞迁移，很多种癌组织中细胞表面的E钙粘蛋白减少或消失，以致癌细胞易从瘤块脱落，成为侵袭与转移的前提。因而有人将E钙粘蛋白视为转移抑制分子。
二、选择素（淋巴细胞归巢）
选择素（selectin）属异亲性CAM，其作用依赖于Ca2＋。主要参与白细胞与脉管内皮细胞之间的识别与粘合，帮助白细胞进入炎症部位。已知选择素有三种：L选择素、E选择素及P选择素。 三、免疫球蛋白超家族
免疫球蛋白超家族（Ig-superfamily，Ig-SF），分子结构中含有免疫球蛋白（Ig）的类似结构域CAM超家族，一般不依赖于Ca2＋。免疫球蛋白结构域是指借二硫键维系的两组反向平行β折叠结构。神经细胞黏着分子（NCAM） 同亲性结合 四、整联蛋白
整联蛋白（integrin）大多为亲异性细胞粘附分子，其作用依赖于Ca2＋。介导细胞与细胞间的相互作用及细胞与细胞外基质间的相互作用。几乎所有动植物细胞均表达整联蛋白。整联蛋白介导的信号传递
整联蛋白参与信号传递方向：由内向外；由外向内； 往往以无活性的形式存在于细胞表面，必需激活后才能介导细胞粘着——由内向外
整联蛋白的信号转导功能依赖于络氨酸蛋白激酶（FAK），FAK的活化依赖整联蛋白与细胞外基质配体结合形成黏合斑——由外向内 第三节 细胞外基质 一，细胞外基质
概念：细胞外基质（extracellular matrix，ECM）是指分部于细胞外空间，由细胞分泌的蛋白和多糖所构成的网络结构。结缔组织含量最丰富
功能：粘连；支持；改变细胞微环境；信号功能。 类型：
结构蛋白：胶原和弹性蛋白——强度和韧性 蛋白聚糖：蛋白质和多糖共价形成，高度亲水性——抗压
粘连糖蛋白：层粘连蛋白和纤连蛋白——有助于细胞粘连
一）胶原（collagen）
胶原是细胞外基质中最主要的水不溶性纤维蛋白。 类型：已发现20多种，Ⅰ～Ⅳ型了解较多。 分布广泛，结缔组织中最丰富，体内含量最多的蛋白25%~30%
来源：成纤维细胞、软骨细胞、成骨细胞、上皮细胞
功能：骨架结构，赋予组织刚性及抗张力；参与信号传递。
胶原是三条α多肽链形成的三股螺旋，长300nm,直径1.5nm,富含Gly,Pro和Lys
胶原的每条链由重复的Gly-X-Y序列构成。（X=pro，Y=hyp或hyl）
Gly-X-Y序列使α链卷曲为左手螺旋。三股链再绕成右手超螺旋。
胶原装配不正确引起的遗传综合症：过度松弛皮肤症
二） 弹性蛋白（elastin）
弹性蛋白纤维网络赋予组织以弹性，弹性纤维的伸展性比同样横截面积的橡皮条至少大5倍。弹性蛋白也是富含甘氨酸和脯氨酸的蛋白质。与胶原蛋白不同的是，其脯氨酸没有羟基化，所以没有羟脯( 赖)氨酸的存在。
弹性蛋白由两种类型短肽段交替排列构成：一种是疏水短肽赋予分子以弹性；另一种短肽为富丙氨酸及赖氨酸残基的α螺旋，负责在相邻分子间形成交联。
弹性蛋白是高度疏水的非糖基化蛋白，具有两个明显的特征:
构象呈无规则卷曲状态；
通过Lys残基相互交连成网状结构。 三）糖胺聚糖与蛋白聚糖
1．糖胺聚糖（glycosaminoglycan，GAG） 糖胺聚糖是由重复的二糖单位构成不分支的长链
多糖
二糖单位：氨基己糖(氨基葡萄糖或氨基半乳糖) + 糖醛酸;
糖胺聚糖: 透明质酸、4-硫酸软骨素、6-硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、肝素和硫酸角质素等。
透明质酸(hyaluronic acid)及其生物学功能透明质酸是增殖细胞和迁移细胞的胞外基质主要成分,也是蛋白聚糖的主要结构组分，透明质酸在结缔组织中起强化、弹性和润滑作用
透明质酸使细胞保持彼此分离,使细胞易于运动迁移和增殖并阻止细胞分化 2．蛋白聚糖（proteoglycan）
蛋白聚糖见于所有结缔组织和细胞外基质及许多细胞表面，蛋白聚糖由氨基聚糖与核心蛋白(core protein)的丝氨酸残基共价连接形成的巨分子，若干蛋白聚糖单体借连接蛋白以非共价键与透明质酸结合形成多聚体 蛋白聚糖的特性与功能
显著特点是多态性：不同的核心蛋白, 不同的氨基聚糖；
软骨中的蛋白聚糖是最大巨分子之一, 赋予软骨以凝胶样特性和抗变形能力；
蛋白聚糖可视为细胞外的激素富集与储存库，可与多种生长因子结合，完成信号的传导。 四）纤连蛋白（fibronectin，FN）
纤连蛋白是高分子量糖蛋白（220-250KD） 纤连蛋白的主要功能：
介导细胞粘着，进而调节细胞的形状和细胞骨架的组织，促进细胞铺展；
在胚胎发生过程中，纤连蛋白对于许多类型细胞的迁移和分化是必需的；
在创伤修复中，纤连蛋白促进巨噬细胞和其它免疫细胞迁移到受损部位；
在血凝块形成中，纤连蛋白促进血小板附着于血管受损部位。?
五）层粘连蛋白（laminin，LN）
层粘连蛋白是高分子糖蛋白（820KD）,动物胚胎及成体组织的基膜的主要结构组分之一；
层粘连蛋白的结构由一条重链和两条轻链构成细胞通过层粘连蛋白锚定于基膜上
层粘连蛋白在胚胎发育及组织分化中具有重要作用；
层粘连蛋白也与肿瘤细胞的转移有关。
二，基膜
特异的细胞外基质结构：位于上皮层的基底面，将上皮细胞与结缔组织分开
主要成分：胶原、蛋白聚糖、层粘连蛋白等 功能：支撑组织作用；调节分子以及细胞运动；渗透性屏障。
动物细胞表面存在着一层富含糖类物质的结构，称为细胞外被或糖萼（glycocalyx）。细胞外被是由构成质膜的糖蛋白和糖脂伸出的寡糖链组成的，实质上是质膜结构的一部分。 细胞外被的作用：
1、保护作用：细胞外被具有一定的保护作用，去掉细胞外被，并不会直接损伤质膜。
2、细胞识别：细胞识别与构成细胞外被的寡糖链密切相关。寡糖链由质膜糖蛋白和糖脂伸出，每种细胞寡糖链的单糖残基具有一定的排列顺序，编成了细胞表面的密码，它是细胞的”指纹”，为细胞的识别形成了分子基础。
3、决定血型：血型实质上是不同的红细胞表面抗原，人有20几种血型，最基本的血型是ABO血型。A、B、O三种血型抗原的糖链结构基本相同，只是糖链末端的糖基有所不同。A型血的糖链末端为N-乙酰半乳糖；B型血为半乳糖；AB型两种糖基都有，O型血则缺少这两种糖基。 三，植物细胞壁（cell wall） 为细胞壁提供了抗张强度 植物细胞壁的组成
半纤维素（hemicellulose）: 木糖、半乳糖和葡萄糖等组成的高度分支的多糖
介导微原纤维连接彼此连接或介导微原纤维与其它基质成分（果胶质）连接
果胶质（pectin）：含有大量携带负电荷的糖，结合Ca2+等阳离子,被高度水化形成凝胶
果胶质与半纤维素横向连接,参与细胞壁复杂网架的形成?
伸展蛋白(extensin)：糖蛋白,在初生壁中含量可多达15％，糖的总量约占65％。
木质素(lignin)：由酚残基形成的水不溶性多聚体。 参与次生壁形成,并以共价键与细胞壁多糖交联,大大增加了细胞壁的强度与抗降解 植物细胞壁的功能
?增加细胞强度，提供支持功能；
?信息储存库的功能：产生多种寡糖素作为信号物质，或抵抗病、虫害，或作为细胞生长和发育的信
号物质。 本章小结 细胞连接
封闭连接、锚定连接、通讯连接 细胞黏着分子基础
钙粘蛋白、选择素、免疫球蛋白超家族、整联蛋白 细胞外基质
胶原、弹性蛋白、糖胺聚糖和蛋白聚糖、纤连蛋白和层粘连蛋白
第五章 物质的跨膜运输
第一节 膜转运蛋白与小分子的跨膜运输 一、脂双层的不透性和膜转运蛋白
1、细胞内外离子差别调控机制：特殊的膜转运蛋白；脂双层的疏水性
2、脂双层的不透性：绝大多数溶质分子和离子高度不透，脂溶性分子和小的不带电荷分子例外 3、跨膜运输怎么办？ 两类主要转运蛋白： 膜转运蛋白：
?载体蛋白（carrier proteins）——通透酶（permease） 特点：自身构象发生改变；具有高度选择性，介导被动运输与主动运输
?通道蛋白（channel proteins）——离子选择性通道 特点：转运速率高；没有饱和值；离子通道是门控的，受控于细胞信号，只介导被动运输 （一）载体蛋白及其功能
疏水性小分子，可溶于双脂层。如缬氨霉素，短杆菌肽A
（二）通道蛋白及其功能
3种类型：离子通道、孔蛋白及水孔蛋白 跨膜亲水性通道，允许特定离子顺浓度梯度通过，大多数是离子通道。 离子通道3大特征：
具有极高的接近自由扩散的转运速率； 没有饱和值
非连续性开放而是门控的，也称为门通道（配体门通道、电位门通道、机械门通道）。 1、配体门通道(ligand gated channel)
特点：受体与细胞外的配体结合，引起通道构象改变， “门”打开，又称离子通道型受体： 阳离子通道，如乙酰胆碱受体（Ach受体）； 阴离子通道，如γ－氨基丁酸受体。 Ach受体
2、电位门通道(voltage gated channel)