AP 生物学/膜
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细胞膜是一种半透膜，由所有四种类型的生物大分子组成，其中脂类和蛋白质在干重中占主导地位。膜存在于所有细胞中，其功能是调节进出物质，维持细胞内稳态，并参与信号转导。
已经创建了各种模型来帮助可视化细胞膜的复杂结构，其中最著名的是流体镶嵌模型，该模型将膜描述为二维的分子单元的“海洋”，以及液晶模型，该模型将膜描述为具有液体性质的晶体的海洋。
流体镶嵌模型是由 S.J. Singer 和 Garth Nicolson 于 1972 年提出的。在他们的报告中，他们提出生物膜可以被认为是由分子马赛克组成的二维流体，其中大部分具有疏水和亲水特性（磷脂）。因此，分子相互作用创造了一种不是固体的膜，而是像流体一样，分子会改变位置，并具有垂直拉伸和收缩的能力。
液晶模型是由 Freye 和 Edinin 于 1970 年提出的。它提出磷脂双层表现得像一系列以流体方式运动但有序排列的晶体。
磷脂双层由以下干重组成
- 50% 蛋白质
- 30% 脂类
- 5% 糖脂
- 15% 其他
膜的每个成分在感觉转导、运输等方面都发挥着特定的作用。
糖蛋白
糖蛋白是跨膜蛋白，其氨基酸链上共价结合了寡糖。糖蛋白通常在感觉转导中起着重要作用，特别是在免疫系统反应方面。
膜以浅棕色表示。
跨膜蛋白
跨膜蛋白是穿过膜的蛋白质，既具有外部域，也具有内部域。它们是整合蛋白，这意味着它们永久地与 PLB 相结合。许多跨膜蛋白充当激素/信号受体、离子通道和转运蛋白。通常情况下，它们充当细胞内空间和细胞外空间之间的通道。
跨膜蛋白有两个结构类别
- α-螺旋，由构成二级结构中 α-螺旋的重复氢键组成
- β-桶，其具有形成折叠片的重复氢键
α-螺旋蛋白构成最大群体，而 β-桶蛋白主要存在于线粒体和其他原核生物革兰氏阳性菌膜中。
外周蛋白
外周蛋白是通过较弱的相互作用结合到膜的内部或外部的蛋白质。它们松散的结合使它们能够在收到来自细胞的信号后分离并充当第二信使或细胞外信使。一些突出的功能是在代谢和感觉转导中。
磷脂
磷脂是赋予膜其独特结构的“胶水”。它们的亲水亲油性以及在水中形成胶束的趋势可能是第一个细胞的起源。
糖脂
糖脂是具有连接碳水化合物的脂类。它们最突出的功能是在多细胞生物中为形成组织提供细胞外支持。
胆固醇
胆固醇分子是通过其四环结构来区分的脂类。在膜中，它们充当一种“抗冻剂”来防止冻结和过热。
渗透和扩散
孔蛋白
磷脂双层（质膜）
- 蛋白质（外周蛋白、整合蛋白、跨膜蛋白、粘附蛋白、受体、通道蛋白、识别和粘附蛋白）
- 胆固醇
简单扩散 渗透 通道蛋白 协助运输 主动运输 泵（H+ 和 Na/K） 内吞、胞饮、吞噬作用 受体介导的内吞 作用 体积流动 外排作用