流动镶嵌模型

• 质膜，也称为细胞表面膜或质膜，定义了细胞的边界。
• 它们是一种特殊类型的膜，是一种脂质结构，可以将细胞与周围环境分离。
• 在组成上，它是一个磷脂双分子层，内含蛋白质，包围着每一个活细胞。
• 它有一些特殊的功能，如控制营养物质和离子进出细胞，调节细胞对外界刺激的反应(一个叫做信号转导的过程)，以及与周围细胞的相互作用。

生物膜的流体镶嵌模型

• 流体镶嵌模型将质膜的结构描述为一种由磷脂、胆固醇、蛋白质和碳水化合物组成的镶嵌结构，这使得膜具有流体特征。
• 薄膜对大多数极性或带电溶质是不渗透的，但对非极性化合物是可渗透的;它们的厚度为5 ~ 8nm (50 ~ 80Å)，在电子显微镜下的横截面上呈三层状。
• 结合来自电子显微镜和化学组成研究的证据，以及渗透和膜内单个蛋白质和脂分子运动的物理研究，导致了生物膜结构的流体镶嵌模型的发展。
• 大约3纳米厚的磷脂双分子层提供了所有细胞膜的基本结构，膜蛋白赋予每个细胞膜一套独特的功能。
• 因此，质膜由脂质双分子层含有嵌入蛋白和外周蛋白的。然而，膜的主要成分是脂质。
• 单个磷脂可以在膜平面内横向移动和旋转，使膜具有类似橄榄油的液体稠度。
• 膜脂是具有极性亲水“头基”和极性疏水“尾基”的两亲性很强的分子。
• 极性头基与两个疏水脂肪酸尾部相连;头基面向水环境，脂肪酸位于双分子层内部。

图:细胞膜的流体镶嵌模型，来源:维基百科。

• 在膜中，它们主要由疏水效应和弱范德华力结合在一起，因此彼此之间是可移动的。这就使膜具有或多或少的流动性。
• 磷脂之间以及磷脂和蛋白质之间的非共价相互作用，也为膜提供了强度和弹性。
• 同时，双分子层的疏水核心阻止了水溶性物质从一边到另一边的无辅助运动。
• 完整膜蛋白(跨膜蛋白)跨越双分子层，通常形成二聚体和高阶低聚体。
• 脂锚蛋白通过共价键连接的碳氢链连接到一个小叶上。
• 外周蛋白主要通过与整体膜蛋白或膜脂的特定非共价相互作用与膜结合。
• 质膜中的蛋白质也与细胞骨架有广泛的接触。
• 脂质和蛋白质在膜内是可移动的。如果它们不是通过特殊机制固定在某个位置，它们就会漂浮在脂质层中，就像在二维液体中一样;因此，生物膜也被描述为“流动镶嵌”。
• 质膜上一些蛋白质和脂质的碳水化合物部分暴露在膜的细胞外表面。

参考文献

1. Lodish, h.f.， Berk, A.， Kaiser, C.， Krieger, M.， Scott, M. P.， Bretscher, A.， Ploegh, H. L.， Matsudaira, P. T.(2008)。分子细胞生物学。纽约:W.H.弗里曼。
2. 史密斯，c.m.，马克斯，a.d.，利伯曼，m.a.，马克斯，d.b.， &马克斯，d.b.(2005)。马克斯的基础医学生物化学:临床方法。费城:Lippincott Williams & Wilkins。
3. 库尔曼，J， & Röhm, k - h。(2005)。生物化学彩色图谱。斯图加特:蒂米。
4. 爱,b(2004)。重要的细胞生物学。纽约:加兰科学酒吧。
5. https://www.mheducation.co.uk/he/chapters/9780071102087.pdf
6. http://www.nslc.wustl.edu/courses/bio101/cruz/Organelles/Organelle.htm