细胞膜:结构的魅力

<正>细胞膜,也称为质膜,是包裹细胞外层的一层薄膜。它形成边界将细胞内部与周围环境分开,是细胞必须的结构之一。细胞膜也是细胞的门户,还起着细胞与细胞间、细胞与周围环境进行物质交换和信息传递的重要作用。相比17世纪中期科学家最初认识细胞,细胞膜的发现经历了很长的一段历史过程。1855年,耐格里(K.W.Mageli)发现染料进入已损伤和未损伤细胞的情况并不相同,这提示了膜结构的存在。1895年英国生理学家     

细胞膜的基本结构——细胞膜的结构与功能及其有关问题(一)

细胞膜是在细胞外表的一层薄膜。细胞的许多功能活动是通过细胞膜进行的。机体的许多生命活动,如体液调节、神经调节、生物电、淋巴细胞对抗原的识别、心肌细胞的节律性同步搏动、受精、细胞分化等等,都和细胞膜的结构与功能有关。细胞膜研究成为当前生物科学研究中的焦点之一。细胞膜的问题不只是细胞学、分子生物学、生化学方面的重     

细胞膜的形貌结构及其功能信息

利用原子力显微镜（atomic force microscopy,AFM）比较观察了从冬小麦（Triticum aestivum）叶肉细胞中分离的生活原生质体和失水死亡的原生质体质膜的表面特性．其结果表明,生活原生质体质膜显示极性化状态,不同的细胞及区域质膜脂质分子层的活性状态不同,质膜表面凸凹不平,具有明显的区域化结构．有的细胞质膜表面呈现规则的网格状结构,似脂质与蛋白质结合的复合体,经测定这种结构的直径为（15．8±0．09）nm,高度为（1．9±0．3）nm．通过二维和三维角度观察,在分离的生活原生质体质膜表面上分布着许多颗粒状物．经蛋白酶的处理和作用后,这种质膜表面的颗粒状物普遍发生了构象变化,大的颗粒状物变得松散,宽度增加,高度明显降低．显示这些颗粒状物可能为膜表面的嵌镶蛋白．这些质膜蛋白块大小不等,分布不规则,大的蛋白块直径约在200～440nm之间,高度为28～50nm;中等大小的蛋白块直径在40～60nm之间,高度在1．8～5nm;而小蛋白质颗粒直径为12～40nm,高度在0．7～2．2nm．大的蛋白质块上有微孔．此外,分离的生活原生质体质膜表面存在着许多由内吞作用形成的“内陷穴”,一般在15gm。的质膜上有16个大小不等的穴．较大的穴口平均直径为139nm,深度为7．2nm,较小的穴口直径平均是96nm,深度为2．3nm．原生质体失水死亡后,质膜表面极性化状态降低,质膜出现皱褶,脂质分子层结构信息显示扁平状态,嵌镶的蛋白质颗粒少．在这种脱水死亡的原生质体质膜表面上仍能观察到内吞作用形成的内陷穴,但由于原生质体脱水形成皱褶,穴的口径缩小,深度增加．一般大的穴口平均直径为47．4nm,深度为31．9nm;小口径直径为26．5nm,深度为43nm．经测量冬小麦细胞质膜厚度为6．6～9．8nm,有蛋白质的区域较厚．     

细胞膜的双层磷脂结构与功能

真核细胞及其亚细胞器如线粒体和内质网等的表面包被着双层磷脂膜结构,即质膜或生物膜。生物膜的功能是将细胞及细胞器与外界微环境隔离,并负责物质转运和信息传递。所有的质膜具有3个共同的结构特征:即连续排列的双层磷脂膜,两层磷脂分子疏水的非极性基团在内部,而其亲水极性基团分别朝向细胞或细胞器的内外表面;膜具有液态流动性;膜上或膜内镶嵌着大量种类和功能各异的蛋白质分子。生物膜的这种结构特征是由磷脂分子的物理化学特征以及细胞的生命特征和功能所决定的。     

细胞膜物质运输与细胞膜受体——细胞膜的结构与功能及其有关问题(二)

细胞通过细胞膜和它周围环境发生关系。细胞外的物质,有的通过细胞膜进入细胞内,有的并不进入细胞内,只接触细胞膜的外表,从而引起细胞内部的变化。前者是细胞膜的物质运     

细胞膜的生物学意义及细胞膜与细胞核的关系——细胞膜的结构与功能及其有关问题(三)

机体许多生理和病理的活动机理都与细胞膜有密切关系。关于机体的体液调节、神经调节与细胞膜的关系已在上一期文中阐述。本文将叙述细胞膜与炎症、免疫、心肌细胞的节律性同步搏动、器官的组织结构、胚胎发育等的关系;最后谈一谈细胞膜与细胞核的关系,从而一方面认识:细胞膜的结构并不是固定不变的,而是在机体的成长发育过程中,在细胞与外环境不断相互作用过程中发展变化着的;     

可兴奋细胞膜离子通道结构与功能的研究

生物膜离子通道结构与功能关系是当前多学科协同研究的一个“热点”。本文简述了研究的发展进程和主要方法技术,概述了离子通道主要类型的功能特征,包括宏观和单离子通道的电学特性、通道活化和失活动力学特征、药物对通道的激活与阻断作用等。进而从分子水平介绍了当前对一些通道蛋白分子构象与门控过程的研究进展。     

红细胞膜带4.2蛋白的结构与功能

带4.2蛋白是一种重要的红细胞膜蛋白,与红细胞的形态、可变形性及携氧功能有至关重要的联系。它通过与带3蛋白(阴离子通道蛋白)、锚蛋白结合,稳定的连接在细胞膜的内表面,连接着膜骨架网架结构与细胞膜,是膜骨架与脂质双分子层连接的重要纽带。带4.2蛋白的缺失会引起球形或椭圆形红细胞增多症及不同程度的溶血性贫血,严重的情况需要摘除脾脏来进行治疗。近年来研究认为,带4.2蛋白在维持细胞膜骨架的完整性和稳定性方面扮演了重要角色。现对带4.2蛋白结构及功能的研究状况进行综述。     

人红细胞膜带3蛋白结构研究进展

人红细胞膜带３蛋白由９１１个氨基酸组成,可分为Ｎ端胞质域和Ｃ端膜域。最新研究结果表明,α螺旋含一较高的跨膜域往返跨膜１２次,在细胞膜中,带３蛋白主要以二聚体和四聚体形式存在,尽管其中的单体可独立地转运阴离子,然而二聚体中的两个单体之间存在着相互作用。     

苯肼对红细胞膜结构和功能的影响

通过对低渗溶血过程、荧光淬灭效应及阴离子跨膜通透性的研究,探讨了苯肼对红细胞膜结构和功能的影响。苯肼浓度0.01mM时,低渗溶血的K_1快过程开始变慢,表明膜脂质流动性的降低。苯肼浓度增至0.1mM后,膜和变性血红蛋白的结合大为增强,这种膜结构的变化提高了阴离子的跨膜通透性。     

"细胞膜的结构"一节的教学设计

1 教材分析 “细胞膜的结构”的知识，是细胞知识的重要组成部分，也是后面学习生物的新陈代谢、物质出入细胞、物质代谢、生物膜系统等内容的重要基础。按照新的课程标准，高中《生物》提出了“提高生物科学素养、面向全体学生、倡导探究性学习和注重与现实生活的联系”的课程理念。本节教材的设计正是充分体现了这一理念，所以在整个教学设计上也应充分体现该新理念。     

细胞膜相联钙结合蛋白的结构和功能研究进展

细胞膜相联钙结合蛋白(PCaP)是定位于细胞膜上的一类新的Ca2+结合蛋白。简要综述了PCaP的蛋白结构、调控Ca2+/磷脂酰肌醇3-磷酸信号通路的分子机制、调节微管微丝稳定的能力,以及其在植物顶端生长极性中的功能研究进展。     

细胞膜表面糖链结构与肿瘤转移的关系

连接在天冬酰胺上的N-糖链,连接在丝氨酸和苏氨酸上的O-糖链,连接在丝氨酸上的糖胺聚糖,连接在脂类物质上的糖脂等糖基化修饰在真核细胞表面普遍存在,并调节了细胞的各种功能,它们不仅参与生命活动中正常的生理生化活动,而且于疾病的发生发展密不可分。肿瘤细胞表面糖基异常化,如糖链在表达水平上的差异以及特殊糖链结构的出现,均与肿瘤细胞的侵袭和转移有密切关系。本综述主要介绍了肿瘤细胞糖基化的改变:一些主要的糖基化结构如β1,6分支和唾液酸的表达的增加会使某些肿瘤细胞的迁移能力增强。同时对引起这种变化的作用机制进行了介绍,提出一些潜在的抗肿瘤研究靶点,为肿瘤糖生物学的深入研究提供参考。     

大肠杆菌JM_(83)受体细胞膜结构的研究

人们对细菌的表面结构,虽然有一定的了解,但对大肠杆菌JM_(83)分子克隆受体细胞表面结构的研究工作,尚未见有报道。了解受体菌生物膜的特性,对提高分子克隆的转化率有实际意义。我们对JM_(83)受体细胞的细胞壁醣类和膜蛋白,进行了初步研究。     

细胞膜的流动性

为了适应广大读者的需要,本刊自第15卷第1期增设“专题讲座”一栏后,读者反映甚佳;自第16卷第1期起,我们将继续保留此栏,务求选题新颖、理论联系实际;写得宜深入浅出,通俗易懂。此栏的读者对象主要是广大的中级生理科学工作者、医务工作者以及对生命科学有兴趣的学生、干部等,请读者注意。