10.1.1 流體鑲嵌模型(fluid mosaic model)
細胞膜的流體鑲嵌模型:磷脂雙層為基底,嵌入性蛋白橫跨、周邊蛋白吸附,膽固醇與醣蛋白點綴其中。
Singer & Nicolson(1972) 的核心想法:
膜是兩度流體(two-dimensional fluid):脂質與蛋白質在平面上可橫向移動,但極少翻面(flip-flop)。
膜的結構基礎是雙層磷脂;蛋白質「鑲嵌」其中。
不同細胞/不同胞器的膜具有不同脂質組成、不同蛋白質密度。
10.1.2 磷脂雙層化學
兩性磷脂在水中可自組裝為雙層(bilayer)、微胞(micelle)或脂質體(liposome),頭端親水、尾端疏水。
主要脂質(第五章已介紹):
甘油磷脂(glycerophospholipid):PC(卵磷脂)、PE、PS、PI,以甘油為骨架
鞘脂(sphingolipid):sphingomyelin、cerebroside、ganglioside,以鞘胺醇為骨架
膽固醇(cholesterol):僅存於動物細胞膜
不對稱分布(asymmetry):
外層:多含 PC、sphingomyelin、醣脂(所有醣化脂質與蛋白都朝外)
內層:多含 PE、PS、PI(PS 外翻是細胞凋亡的標記 → 巨噬細胞辨識)
10.1.3 膽固醇與膜流動性
膽固醇有雙向調節流動性的獨特能力:
高溫(體溫 37 °C):膽固醇限制脂質尾部擺動 → 降低流動性、增加有序
低溫:膽固醇阻止脂質結晶 → 維持流動性、防止膜變脆
國考重點:低溫下維持膜流動性最重要的分子 = 膽固醇(不是飽和脂肪酸,飽和脂肪反而在低溫下更易凝固)。
不飽和脂肪酸亦能降低熔點(雙鍵折角阻止緊密堆疊):變溫動物與植物主要靠這機制適應寒冷;恆溫動物(包括哺乳類)則以膽固醇為主要流動性調節子,但在寒冷適應與細胞株研究中,也會調整磷脂的脂肪酸飽和度輔助應對。
10.1.4 脂膜筏(lipid rafts)
脂膜筏 = 膜上的微區域,富集:
膽固醇
鞘脂(sphingolipid)
GPI-anchored proteins(見 10.2)
部分訊號蛋白(Src 家族激酶、Ras、GPCR 等)
這些微區域比周圍膜「更有序、更厚、更硬」,作為訊號傳遞的平台,把相關分子集中起來加速反應。
國考:「脂膜筏主要組成不包含」= 甲基化蛋白(methylated proteins):其他三者(cholesterol、sphingolipids、GPI-anchored proteins)都是脂膜筏的標誌成分。
10.1.5 粒線體膜的特殊組成
Cardiolipin(心磷脂,雙磷脂醯甘油) 只在粒線體內膜(特別是接觸 ETC 的區域):第五章已提過;對 ATP synthase 與 cytochrome c oxidase 的活性不可或缺。
本節對應國考題 共 5 題 · 隨選 3 題
現場作答這 3 題
- 111-2-醫學一 Q47 就低溫下幫助維持細胞膜的流動性(membrane fluidity)而言,下列何…
- 115-2-醫學一 Q89 細胞膜上的脂筏(lipid raft)聚集物的主要成分不包含那類分子?…
- 113-2-醫學一 Q92 下列關於細胞膜(plasma membrane)的敘述何者正確?…