AP 生物學/膜
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細胞膜是一種半透膜，由所有四種類型的生物大分子組成，其中脂類和蛋白質在乾重中占主導地位。膜存在於所有細胞中，其功能是調節進出物質，維持細胞內穩態，並參與訊號轉導。
已經建立了各種模型來幫助視覺化細胞膜的複雜結構，其中最著名的是流體鑲嵌模型，該模型將膜描述為二維的分子單元的“海洋”，以及液晶模型，該模型將膜描述為具有液體性質的晶體的海洋。
流體鑲嵌模型是由 S.J. Singer 和 Garth Nicolson 於 1972 年提出的。在他們的報告中，他們提出生物膜可以被認為是由分子馬賽克組成的二維流體，其中大部分具有疏水和親水特性（磷脂）。因此，分子相互作用創造了一種不是固體的膜，而是像流體一樣，分子會改變位置，並具有垂直拉伸和收縮的能力。
液晶模型是由 Freye 和 Edinin 於 1970 年提出的。它提出磷脂雙層表現得像一系列以流體方式運動但有序排列的晶體。
磷脂雙層由以下乾重組成
- 50% 蛋白質
- 30% 脂類
- 5% 糖脂
- 15% 其他
膜的每個成分在感覺轉導、運輸等方面都發揮著特定的作用。
糖蛋白
糖蛋白是跨膜蛋白，其氨基酸鏈上共價結合了寡糖。糖蛋白通常在感覺轉導中起著重要作用，特別是在免疫系統反應方面。
膜以淺棕色表示。
跨膜蛋白
跨膜蛋白是穿過膜的蛋白質，既具有外部域，也具有內部域。它們是整合蛋白，這意味著它們永久地與 PLB 相結合。許多跨膜蛋白充當激素/訊號受體、離子通道和轉運蛋白。通常情況下，它們充當細胞內空間和細胞外空間之間的通道。
跨膜蛋白有兩個結構類別
- α-螺旋，由構成二級結構中 α-螺旋的重複氫鍵組成
- β-桶，其具有形成摺疊片的重複氫鍵
α-螺旋蛋白構成最大群體，而 β-桶蛋白主要存在於線粒體和其他原核生物革蘭氏陽性菌膜中。
外周蛋白
外周蛋白是透過較弱的相互作用結合到膜的內部或外部的蛋白質。它們鬆散的結合使它們能夠在收到來自細胞的訊號後分離並充當第二信使或細胞外信使。一些突出的功能是在代謝和感覺轉導中。
磷脂
磷脂是賦予膜其獨特結構的“膠水”。它們的親水親油性以及在水中形成膠束的趨勢可能是第一個細胞的起源。
糖脂
糖脂是具有連線碳水化合物的脂類。它們最突出的功能是在多細胞生物中為形成組織提供細胞外支援。
膽固醇
膽固醇分子是透過其四環結構來區分的脂類。在膜中，它們充當一種“抗凍劑”來防止凍結和過熱。
滲透和擴散
孔蛋白
磷脂雙層（質膜）
- 蛋白質（外周蛋白、整合蛋白、跨膜蛋白、粘附蛋白、受體、通道蛋白、識別和粘附蛋白）
- 膽固醇
簡單擴散 滲透 通道蛋白 協助運輸 主動運輸 泵（H+ 和 Na/K） 內吞、胞飲、吞噬作用 受體介導的內吞 作用 體積流動 外排作用