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细胞生物学长江大学生命科学学院第三章细胞质膜与跨膜运输熊涛细胞生物学长江大学生命科学学院细胞质膜概述•细胞膜的结构•细胞膜的功能红细胞膜结构膜的化学组成膜的分子结构及特点细胞生物学长江大学生命科学学院细胞的膜结构细胞膜(cellmembrane)是细胞膜结构的总称。有时特指细胞质膜。细胞质膜(plasmamembrane)是指包围在细胞表面的一层极薄的膜，主要由膜脂和膜蛋白组成。质膜的基本作用是维护细胞内微环境的相对稳定，并参与同外界环境进行物质交换、能量和信息传递。在细胞的生存、生长、分裂、分化中起重要作用。生物膜(biomembrane):细胞所有膜结构的统称，包括细胞内膜和质膜。细胞生物学长江大学生命科学学院细胞膜的功能界膜和区室化调节运输：膜对物质的运输具有选择性功能定位与组织化信号的检测与传递参与细胞间的相互作用能量置换细胞生物学长江大学生命科学学院红细胞膜结构红细胞(redbloodcell,erythrocyte)是结构最简单的细胞，也是研究膜结构的最好材料。红细胞的生物学•形态结构：成熟的红细胞呈双面凹或单面凹陷的盘状，直径约为7μm,厚度1.7μm,表面积为145μm2；•表面积与体积的比值较大，有得于细胞变形、气体交换和携带。细胞生物学长江大学生命科学学院红细胞的功能•红细胞的主要功能是携带O2和运输CO2红细胞血影细胞生物学长江大学生命科学学院红细胞质膜红细胞的寿命约为120天，一生中要行走500,000米。红细胞膜骨架•膜骨架赋予红细胞质膜既有很好的弹性又具有较高强度。红细胞膜(含膜骨架部分)大约有15种主要的蛋白带:•血影蛋白(Spectrin)•血型糖蛋白(Glycophorin)•带3蛋白(Band3protein)细胞生物学长江大学生命科学学院红细胞膜蛋白的组成•血影蛋白：膜下蛋白，膜骨架的重要成分，占膜提取蛋白的30%•血型糖蛋白A：单次跨膜糖蛋白•带3蛋白：具有阴离子转运功能•锚蛋白：将血影蛋白固定到RBC膜上•肌动蛋白、带4.1蛋白、内收蛋白膜骨架蛋白的主要成分包括血影蛋白、肌动蛋白、锚定蛋白、带4.1蛋白等，这些都是外周蛋白。肌动蛋白原肌球蛋白锚蛋白血影蛋白血型糖蛋白A带3蛋白细胞生物学长江大学生命科学学院膜的化学组成膜的化学组成：脂/蛋白质/糖膜中蛋白质与脂的比例，依据膜的类型(质膜、内质网膜)、细胞类型(肌细胞、肝细胞)、生物类型(动物、植物和原核生物)的不同而不同。蛋白质/脂：与膜的功能密切相关，•线粒体>>红细胞细胞生物学长江大学生命科学学院膜脂生物膜上的脂类统称为膜脂，其分子排列呈连续的双层，构成了生物膜的基本骨架。所有的膜脂都具有两亲性：一个亲水末端(极性端)和一具疏水端(非极性端)。膜脂的主要类型•磷脂、鞘脂、胆固醇细胞生物学长江大学生命科学学院胆固醇•占膜脂的50%•对磷脂的脂肪酸尾部的运动具有干扰作用，所以胆固醇对调节膜的流动性、加强膜的稳定性有重要作用。胆固醇在脂双层中的位置细胞生物学长江大学生命科学学院LipoproteinisanClassofNaturallyExistingNanostructures细胞生物学长江大学生命科学学院Low-DensityLipoprotein(LDL)Nanoparticle•GoldsteinandBrownwon1985NobelPrizeforelucidatingLDLreceptor(LDLR)pathway•LDLdeliverycountfor90%ofcholesterolsupply(only10%fromdenovosynthesis)•Endogenouscarrier⇒nonimmunogenicandescapeRESescapeRES⇒biocompatibleandbiodegradable细胞生物学长江大学生命科学学院基于LDL的纳米平台技术靶向LDL受体完整的ApoB-100信号通过LDL受体扩大靶向其它的癌症信号通过覆盖Lys或改变apoB-100的构型，以封闭与LDL受体的结合位点。偶联肿瘤相对特异性靶分子的配体或多肽NIRF/PDT/FexOy-MRI/DrugsGd-MRIHomingMoleculesCappingApoB-100HomingMoleculesNIRF/PDT/FexOy-MRI/DrugsGd-MRIHomingMoleculesCappingApoB-100HomingMolecules•生物相容性好(无免疫原性，能够逃避内皮网状系统，可生物降解)•多功能(结合MRI和NIRF成像，成像和治疗)•靶向性可变(LDLR或非LDLR)•纳米尺寸可调(过装载LDL或用不同尺寸的脂蛋白)~22nm细胞生物学长江大学生命科学学院膜脂的特性和功能...