膜的生物發(fā)生-細(xì)胞生物學(xué)

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膜的生物發(fā)生(membrane biogenesis)
    細(xì)胞質(zhì)膜以及內(nèi)膜系統(tǒng)的膜是怎樣合成的,曾提出兩個(gè)模型:
    ● 自裝配模型(spontaneous self-assembly)。該模型認(rèn)為膜是自我裝配的,為了驗(yàn)證這一模型,用純化的脂和蛋白在體外裝配時(shí)總是形成脂質(zhì)體,這種脂質(zhì)體與活細(xì)胞膜的一個(gè)根本區(qū)別是:脂質(zhì)體的結(jié)構(gòu)總是對(duì)稱的, 而活細(xì)胞中膜結(jié)構(gòu)則是不對(duì)稱的??荚嚧缶W(wǎng)站整理
    ● 更新模型
    該模型認(rèn)為膜的合成通過(guò)不斷地將脂和蛋白插入已有的膜,即由已有膜的生長(zhǎng)而來(lái)。這一模型比較符合細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性質(zhì), 由于細(xì)胞的胞吞和胞吐作用以及小泡運(yùn)輸,使膜處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài), 這樣膜也就不必重新合成,而是在原有的基礎(chǔ)上不斷更新。
    ■ 膜脂的來(lái)源及不對(duì)稱性分布
    ● 膜脂的兩種來(lái)源①通過(guò)磷脂轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,如線粒體、葉綠體、過(guò)氧化物酶體等細(xì)胞器膜中的脂就是靠這種方式運(yùn)送的。
    ②通過(guò)出芽和膜融合,如ER通過(guò)出芽形成分泌小泡運(yùn)送蛋白質(zhì)時(shí),膜脂也隨之運(yùn)送到高爾基體,并通過(guò)高爾基體形成分泌小泡將膜脂運(yùn)送到細(xì)胞質(zhì)膜。
    ● 關(guān)于膜脂的不對(duì)稱性分布,有幾種可能的方式∶一種是磷脂交換蛋白對(duì)磷脂的運(yùn)輸和插入是選擇性的;第二種解釋是熱動(dòng)力學(xué)驅(qū)使磷脂的不對(duì)稱分布,因?yàn)槟蓚?cè)的環(huán)境不同。另外在ER膜中有翻轉(zhuǎn)酶(flippase),在新的磷脂合成之后,通過(guò)翻轉(zhuǎn)酶的作用也會(huì)造成磷脂的不對(duì)稱分布。考試大網(wǎng)站整理
    ■ 膜整合蛋白和外周蛋白的形成
    用水泡性口炎病毒(vesicular stomatitis virus,VSV)作為模式系統(tǒng)研究了細(xì)胞膜整合蛋白和外周蛋白的形成途徑。實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)證明:
    ● 外周蛋白: 在游離核糖體上合成后以可溶的形式釋放到胞質(zhì)溶膠中,然后再與細(xì)胞質(zhì)膜的胞質(zhì)溶膠面結(jié)合,成為外周蛋白。
    ● 整合蛋白:在ER上合成并插入到ER的膜中,隨小泡轉(zhuǎn)運(yùn)經(jīng)高爾基體加工,最后轉(zhuǎn)運(yùn)到質(zhì)膜。
    ■ 膜糖
    膜整合蛋白中的糖蛋白中的糖是在ER腔中添加上的, 所以在整個(gè)小泡運(yùn)輸過(guò)程中,糖基都位于腔面,但與質(zhì)膜融合時(shí),通過(guò)外翻,糖的部分位于細(xì)胞質(zhì)膜的外側(cè)(圖9-74)。這就是為何幾乎所有質(zhì)膜上的糖蛋白的糖都是朝向細(xì)胞外的原因。