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．