细胞膜的各项功能是由其成分和结构决定的,尽管磷脂双分子层为细胞膜提供了基本支架,并作为膜两侧主要的通道屏障,但绝大多数膜功能是由各种膜蛋白完成的。膜蛋白的种类很多,从功能上进行划分,主要有以下几类:转运蛋白、识别蛋白、受体蛋白、酶、连接蛋白等。
转运蛋白 主要负责将营养物质、代谢产物及离子转运通过磷脂双分子层,如负责将血浆中的葡萄糖运进细胞的葡萄糖转运载体(载体蛋白),维持细胞内外钠离子和钾 离子浓度梯度的钠钾泵( 通道蛋白)。
识别蛋白 用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白。如精卵间的识别,免疫细胞对抗原的特异性识别等。
受体蛋白 作为信号分子 (如激素、细胞因子、神经递质等)的受体一糖蛋白。受体蛋白一般为贯穿于磷脂双分子层的糖蛋白,其糖链结构多样,就像一根根“天线”舒展在胞外空间,一旦与特定的信号分子结合,糖蛋白的空间结构就会发生变化,从而能够向胞内传递信息。
酶 细胞膜上的酶可以催化特定的物质进行转化, 如位于细胞膜内侧的腺苷酸环化酶可以催化ATP生成cAMP,从而形成细胞内的调节信号。
连接蛋白 连接蛋白能将细胞与 其他细胞固定在一起,如整合素蛋白在细胞外可以和细胞外基质蛋白连接,在细胞内又可以和细胞骨架蛋白连接,在使细胞固定的同时,也能维持细胞特定的形态。
膜蛋白的功能有时是整合在一起的。某些载体蛋白也是催化ATP水解的酶,通过催化ATP水解提供能量来实现对物质的转运,如钠钾泵。有的受体蛋白也是通道蛋白,例如,某些离子通道是神经递质的受体,神经递质与受体结合或分离可调控离子通道的开闭。
来源:高中生物学深度学习(遗传与进化)主编:吴成军。