质膜结构

质膜是细胞的脂质双层膜，是一种由两性脂质和嵌入蛋白构成的流体二维结构。

Definition

质膜是由两性脂质（主要是磷脂）以及相关蛋白质和碳水化合物组成的双层膜，形成细胞的选择性渗透边界。

Scope

本主题涵盖质膜的组成、磷脂自组装成双层膜、两个膜小叶的不对称性、膜蛋白的类型和作用，以及流体镶嵌模型所描述的流动性和组织。

Core questions

• 为什么磷脂在水中会自发形成双层膜？
• 蛋白质如何与膜结合并在膜内定向？
• 是什么赋予膜流动性，哪些因素调节它？
• 为什么双层膜的两个小叶在组成上不同？

Key theories

流体镶嵌模型

膜是一种流体脂质双层膜，蛋白质分散其中并能侧向扩散，为膜的结构和动力学提供了统一的解释。

Mechanisms

磷脂具有亲水头部和疏水尾部，因此在水中它们会自组装成双层膜，使尾部远离溶剂。胆固醇和尾部饱和度调节流动性。整合蛋白通过疏水区域跨越或插入双层膜，而外周蛋白则附着在表面；双层膜是不对称的，具有不同的脂质和含碳水化合物的糖蛋白面向外部。侧向扩散赋予膜镶嵌状的流动特性。

Clinical relevance

膜结构决定了细胞如何与周围环境相互作用、组织表面受体以及维持区室边界，它是所有膜生物学和细胞生物学的基础。此处仅作描述性介绍，不提供处方性建议。

History

单层实验以及Gorter和Grendel的双层膜假说确立了膜的脂质基础；1972年Singer-Nicolson的流体镶嵌模型综合了脂质和蛋白质数据，形成了现代膜结构观。

Key figures

• S. Jonathan Singer
• Garth Nicolson
• Irving Langmuir

Seminal works

• singer1972
• alberts2014

Frequently asked questions

为什么质膜是双层膜？

磷脂有一个亲水头部和疏水尾部，因此在水环境中，它们会排列成两层，尾部朝内，远离水。

是什么使膜具有流动性？

脂质并非固定不动，而是在其小叶内移动；流动性程度取决于温度、脂质尾部的饱和度以及胆固醇含量等因素。