40.學(xué)習(xí)以下材料,回答(1)~(4)題。
自1972年Singer和Nicolson提出生物膜的“流動(dòng)鑲嵌模型”以來,生物膜的研究有了飛速的發(fā)展,許多科學(xué)家投身這一領(lǐng)域的研究,推動(dòng)了膜生物學(xué)的迅速進(jìn)展。
1997年,科學(xué)家提出脂筏結(jié)構(gòu)模型。研究者發(fā)現(xiàn)生物膜上有許多膽固醇聚集的微結(jié)構(gòu)區(qū),外層主要含鞘磷脂、膽固醇和錨定蛋白,內(nèi)層主要含有?;牡鞍踪|(zhì)和膽固醇,在一定條件下,內(nèi)、外兩層的成分可以相互轉(zhuǎn)化。這些微結(jié)構(gòu)區(qū)就像水面上漂浮的竹筏一樣,由此命名為“脂筏”。脂筏就像蛋白質(zhì)停泊的平臺(tái),一些膜蛋白與脂筏表面的化學(xué)基團(tuán)結(jié)合,構(gòu)成了生物膜上分子排列緊密、結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定的特定區(qū)域。脂筏區(qū)的膽固醇具有飽和的碳?xì)滏?,趨向于形成緊密的液態(tài)有序相,而非脂筏區(qū)則具有更高的流動(dòng)性,稱為液態(tài)無序相。
脂筏獨(dú)特的結(jié)構(gòu)賦予它特殊的生物學(xué)功能。在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)時(shí),脂筏可作為特定信號(hào)分子的聚集平臺(tái),把底物受體和相關(guān)因子等募集起來,這些分子嚴(yán)格定位到脂筏,可促進(jìn)信號(hào)分子間的相互作用。靜息狀態(tài)下,信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路上的各信號(hào)分子分散在不同的脂筏中。接受激素或生長因子等信號(hào)調(diào)控后,多個(gè)脂筏迅速融合,促進(jìn)相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的級(jí)聯(lián)激活反應(yīng)。
脂筏可以參與蛋白質(zhì)和膽固醇在細(xì)胞中的運(yùn)轉(zhuǎn),在胞吞和胞吐等物質(zhì)運(yùn)輸過程中起著重要的作用。例如,用適當(dāng)藥物打破富含固醇的微囊區(qū)域,就能抑制痢疾的致病微生物通過胞吞過程侵入宿主細(xì)胞。用細(xì)菌鞭毛蛋白處理擬南芥懸浮細(xì)胞5~15min后,對(duì)生物膜的蛋白組分進(jìn)行定量分析,發(fā)現(xiàn)脂筏區(qū)的特異性識(shí)別蛋白富集最多。另外,植物根尖或花粉管的極性生長也需要脂筏中特異性蛋白進(jìn)行調(diào)控。2018年,我國科研人員利用超分辨顯微鏡對(duì)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(GLUT1)的分布和組裝進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn)GLUTI在細(xì)胞膜上形成了平均直徑約為250納米的聚集體,通過對(duì)同一細(xì)胞的脂筏標(biāo)記蛋白進(jìn)行熒光標(biāo)記,將GLUTI定位于脂筏。研究證實(shí),脂筏區(qū)域可以使GLUT1在細(xì)胞膜上的分布相對(duì)穩(wěn)定。
此外,脂筏還可以參與細(xì)胞骨架構(gòu)建、細(xì)胞凋亡等生理過程。隨著人們對(duì)脂筏研究的不斷深入,人類對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)和功能的認(rèn)識(shí)會(huì)不斷深入和發(fā)展。
(1)脂筏參與的生理活動(dòng)體現(xiàn)了細(xì)胞膜的
功能。
(2)請(qǐng)完成脂筏中錨定蛋白合成、加工和運(yùn)輸?shù)纳飳W(xué)途徑
。
(3)對(duì)文中“脂筏”結(jié)構(gòu)和功能的理解,不正確的是
。
A.脂筏中脂質(zhì)分子之間作用力強(qiáng),內(nèi)外層之間可轉(zhuǎn)化
B.脂筏區(qū)外層的?;潭鹊陀趦?nèi)層
C.信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中,脂筏融合可啟動(dòng)級(jí)聯(lián)激活反應(yīng)
D.脂筏可能影響某些蛋白質(zhì)在細(xì)胞膜上的分布
(4)GLUT1存在于人體細(xì)胞膜表面,可順濃度梯度運(yùn)輸葡萄糖分子,這種運(yùn)輸方式屬于
。我國科研人員對(duì)同一細(xì)胞膜上的脂筏蛋白和GLUT1蛋白進(jìn)行了不同顏色的熒光標(biāo)記,結(jié)果顯示
,證明GLUT1是定位在脂筏區(qū)域的。