磷脂雙分子層
细胞薄膜结构 / 維基百科,自由的 encyclopedia
磷脂雙分子層(phospholipid bilayer)又稱脂質雙分子層(lipid bilayer),簡稱磷脂雙層、脂雙層[1],是兩層單分子磷脂「對排」形成雙分子厚度的「片層結構」。磷脂分子具雙親性(雙極性),以疏水性(非極性)烴鏈的尾端朝內,簇集於脂雙層的內側而相對排列;以親水性(極性)頭端朝外,面向外部包圍的極性環境。脂雙層構成了細胞各種膜(生物膜)的基本骨架。
單位膜(unit membrane)則是由脂雙層及嵌合蛋白質構成的一層生物膜,為一切生物膜所具有共同的「基本單位」結構,而得名;單位膜構成了細胞膜及細胞內有膜細胞器的膜,在電鏡下其橫斷面呈現「暗—明—暗」三條平行的帶(內、中、外三層式結構),內、外兩層暗帶由蛋白質分子組成,中間一層明帶由雙層脂類分子組成。
所有細胞生物的細胞膜和許多病毒的包膜都具有磷脂雙分子層的結構,此外,核被膜和許多胞器(如內質網等)也具有磷脂雙分子層。 磷脂雙分子層在細胞中起屏障作用,使離子、蛋白質或其它物質保留在需要之處,阻止其擴散到其他地方,並阻止有害物質的進入。儘管厚度只有數納米[2],磷脂雙分子層能有效發揮屏障作用。大多數水溶性分子都不能透過磷脂雙分子層。因此細胞可以通過離子泵在膜兩側轉運離子,進而調節離子濃度或pH。
自然中的生物膜通常會含有除磷脂外的其他分子。在動物細胞中,一個特別重要的例子就是膽固醇,能保持細胞膜的強度並減少其滲透性。膽固醇還能調節一些整合膜蛋白的活動。此外還有膜蛋白,參與許多細胞內和細胞間信號傳導。由於磷脂雙分子層非常脆弱且在傳統光學顯微鏡中難以看到,對其進行研究頗具挑戰;通常需要較為先進的技術,如電子顯微鏡和原子力顯微鏡。