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细胞膜的结构和功能浅析 细胞膜的结构

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细胞膜的结构（细胞膜的结构和功能浅析）
摘要：生物体的生命活动主要是以细胞为基本单位进行的 。在细胞表面有一层膜（细胞膜），它使每个细胞与周围环境隔开，维持着相对稳定的细胞内部环境，并且具有保护细胞的作用 。同时，细胞与周围环境不断地交换与运输物质，也主要依靠细胞膜 。此外，活细胞中的各种代谢活动，都与细胞膜的结构和功能具有密切的关系 。


关键词：细胞膜；结构基础；特征；生理功能
1 细胞膜的结构组成
细胞膜的结构是在各种膜结构假设的实验过程中不断得到证实，目前得到各种实验支持的是S.T.Singer和G.Nicolson于1972年提出的生物膜的流动镶嵌模型，该模型说明了膜的结构是以能流动的磷脂为骨架，其中还镶嵌有各种蛋白质，即在膜外有外在蛋白，膜内有镶嵌蛋白 。
1.1 细胞膜的组成：膜质和膜蛋白
1.1.1 膜质：包括磷脂、糖脂、胆固醇和中性脂质 。
磷脂：磷脂是生物膜的基本骨架部分，由极性的头部和两个疏水的尾部两部分组成，约占整个膜脂的5%以上，将单层脂分子铺展在水面上时，其极性端插入水箱，而非极性端的尾部会面向空气界面，并且其面积是细胞膜面积的二倍，该实验证实：每层膜结构都是由两层磷脂分子构成 。两层磷脂在构建膜的过程中，很真实地再现了它自身的特征，极性的亲水端会紧密排列并且把非极性疏水端包裹在其中（注：磷脂并不是单一的一种化合物，它可以分为甘油、磷脂和磷脂醇等）
糖脂：糖脂普遍存在于原核和真核细胞的细胞膜上，其含量约占膜脂总量的5%以下，在神经细胞膜上比例较高，为5%～10% 。
胆固醇和中性脂质：存在于真核细胞膜上，其含量一般不超过膜脂的1/3，胆固醇在细胞膜中调节着膜的流动性，增加膜的稳定性，以及降低水溶性物质的通透性等方面都起着重要作用 。对于一些原核生物而言，其质膜中不含有胆固醇成分，但含有甘油酯等中性脂质 。
1.1.2 膜蛋白：包括膜外周边蛋白和膜内在蛋白 。
膜蛋白是膜结构中的重要成分之一，在不同生物的体细胞中，膜蛋白存在的种类和数量各不相同，这些不同数量和种类的蛋白从不同的角度给予细胞膜非常重要的各种生物学功能 。根据其分离的难易及其脂分子结合的方式，膜蛋白可分为两大类型：膜外周边蛋白（或列在膜蛋白）和膜内在蛋白（或称整合膜结构） 。
膜外周边蛋白：膜外周边蛋白为水溶性蛋白，依靠离子键或其他较弱的键与膜表面的蛋白质分子或脂分子结合，因此，只要改变溶液的离子强度甚至提高温度就可以从膜上分离下来，而膜结构并不被破坏 。
膜内在蛋白：膜内在蛋白与膜结合的非常紧密，只有用去垢剂使膜崩解后才可以分离出来，是什么因素导致了它分离的难度如此之大呢？由于膜内在蛋白多数为跨膜蛋白，也有些插入脂双层中，这些特殊的结合方式，直接导致了它与膜结合的紧密性，它们的主要结合方式如图1所示：
膜蛋白的跨膜结构域与脂双层分子的疏水核心的相互作用 。跨膜结构域两端携带正电荷的氨基酸残基，如精氨酸、赖氨酸等与脂分子带负电的极性头形成离子键，或带负电的氨基酸残基通过Ca2+、Mg2+等阳离子与带负电的磷脂极性头相互作用 。某些膜蛋白在细胞质百思特网基质一侧的半胱氨基酸基上共价结合脂肪酸分子，插入脂双层之间，进一步加强膜蛋白与脂双层的结合力，还有少数蛋白质与糖脂共价结合 。
2 细胞膜的特征
2.1 膜的流动性
膜的流动性是生物膜的基本特征之一，也是细胞进行生命活动的必要条件，主要包括了膜脂的流动和膜蛋白的流动 。

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