三明治(Davson-Danielli)细胞膜模型

  • Davson-Danielli模型(或少分子模型)是一个模型血浆膜1935年由休·戴维森和詹姆斯·丹尼尔利提出。
  • 该模型描述了一种磷脂双层,其位于两层球状蛋白质之间,它是三柳蛋白和脂蛋白。
  • 这是第一种模型,试图描述膜中膜中的脂质化合物内的蛋白质的位置。
  • Danielli和Davson提出了一个模型,其中两层蛋白质位于一个中心磷脂双分子层的两侧。
  • 该模型也被描述为“脂蛋白三明治”,因为脂层被夹在两个蛋白质层之间。
  • Davson-Danielli模型主要占据歌手和尼古尔森1972年的流体马赛克模型。
  • 流体镶嵌模型扩展了Davson-Danielli模型,包括跨膜蛋白,并消除了先前提出的未得到实验证据良好支持的侧翼蛋白层。

三明治(Davson-Danielli)模型

Davson-Danielli模型的主要特点

  • Danielli和Davson提出了一种叫做三明治模型的膜结构模型,在这个模型中,脂质双分子层的两侧被水合蛋白(球状蛋白)覆盖。
  • 因此,血浆膜可以由两个脂质蛋白双层 - 一个面对电池内部的脂蛋白双层组成,另一个面向外部环境。
  • 在这种布置中,表面蛋白质和双分子脂肪叶之间的关联将主要通过每个脂质分子的极性末端与多肽层的带电氨基酸侧链之间的静电相互作用保持。
  • 静电或范德瓦尔斯键可以将其他基团与外蛋白质表面结合。
  • Danielli和Davson提出这种膜将表现出选择性渗透性,能够区分不同尺寸和溶解度的分子,以及不同电荷的离子之间。
  • 根据不同分子穿透膜的速度,他们预测脂质双分子层的厚度约为6.0 nm,每个蛋白质层的厚度约为1.0 nm,总厚度约为8.0 nm。
  • protein-lipid三明治
  • 脂质双层由磷脂组成(内部疏水尾部,外面的亲水头)
  • 蛋白质涂层外表面
  • 蛋白质不渗透脂质双分子层。

Davson-Danielli模型

图片来源:Bioninja.

达维尔达内利亚型号的支持

  • Danielli-Davson模型得到了电子显微镜的支持。
  • 在高放大倍率电子显微照片中,膜出现为两个暗平行线,其中呈较轻的彩色区域。
  • 在电子显微镜下,蛋白质呈黑色,而磷脂呈浅色,这可能表明磷脂核两侧的蛋白质层。
  • 膜的总厚度也在7.5 nm左右。

Davson-Danielli模型中的问题

  • 它假设所有膜都具有均匀的厚度并且具有恒定的脂质蛋白质比。
  • 它假设所有膜都具有对称的内部和外表面(即不是双相)
  • 它没有考虑某些物质的渗透性(不识别对亲水性孔隙的需求)
  • 膜固化的温度与所提出模型下的预期温度无关。

Davson-Danielli模型的证伪证据

  1. 膜蛋白被发现不溶于水(表明疏水表面)和大小不同。这样的蛋白质不可能在膜的外表面形成一个均匀而连续的层。
  2. 荧光抗体标记膜蛋白显示它们是移动的,而不是固定的。两种不同细胞的膜蛋白分别用红色和绿色荧光标记标记。当两个细胞被融合时,标记物在熔融细胞的整个膜中混合。这证明了膜蛋白可以移动并且没有形成静态层(根据Davson-Danielli)。
  3. 用冷冻破裂法将膜切开,显示膜内不规则粗糙的表面。
  4. 这些粗糙表面被解释为跨膜蛋白,证明蛋白质不仅局部地定位在膜结构的外部。

鉴于这些局限性,Seymour Singer和Garth Nicolson在1972年提出了一个新的模型。根据这个模型,蛋白质被嵌入到脂质双分子层中,而不是作为独立的层存在。这个模型被称为流体镶嵌模型,至今仍是科学家们的首选模型(经过了改进)。

参考文献

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