细胞膜上的蛋白质有何功能?

细胞膜作为细胞系统的边界，无论是控制物质进出、信息交流、细胞代谢还是免疫方面都有着极其重要的作用。蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用。那么，细胞膜上的蛋白质究竟有哪些功能呢？

1运输功能——膜转运蛋白

膜转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两种。

载体蛋白是多次跨膜蛋白，能与特定的溶质分子结合，通过自身构象的改变来介导溶质分子跨膜转运，载体蛋白分别在协助扩散和主动运输中发挥作用。

目前发现的通道蛋白有100多种，可分为水通道蛋白和离子通道蛋白两类。以离子通道蛋白为例，其特点有二：一是离子选择性（只允许特定一种离子通过）；二是门控性，在对特定刺激（如电、压力、配体等）发生反应时才瞬间开放。

2识别功能——受体蛋白

对于多细胞生物而言，细胞间的通讯方式以分泌化学信号分子进行信息交流最为普遍。信号分子（配体）根据其溶解性可以分为两类：亲脂类信号分子（甾类激素和甲状腺激素，可穿越细胞膜）和亲水类信号分子（神经递质、生长因子、多数激素，不可穿越细胞膜）。因此，用以识别这些信号分子的膜受体蛋白亦可相应分两类：细胞表面受体和细胞内受体（后者存在于细胞质或细胞核中）。受体多为糖蛋白，通过与配体的特异性结合，将胞外信号转变为胞内化学或物理信号，以启动一系列过程，最终表现为某种生物学效应。

3催化功能——酶

原核生物由于没有复杂的细胞器，因此许多功能都是由细胞膜来承担的。在其细胞膜上往往分布有各种代谢所需要的酶，例如参加电子传递与氧化磷酸化的酶系，可行使相当于真核细胞线粒体的部分功能；而合成细胞壁成分的酶，行使相当于真核细胞高尔基体的部分功能；细胞色素酶，磷脂及脂肪酸生物合成的酶，行使相当于真核细胞内质网的部分功能；另有一些与核糖体共同执行合成分泌蛋白的酶，等等。可见膜蛋白赋予原核细胞膜功能上的多样化是区别于真核细胞的一个显著的特征。

对于真核生物来说，由于内膜系统的复杂性，细胞膜上酶的种类较原核细胞少。如Na⁺-K⁺ATP酶，可催化ATP的水解进而促进物质跨膜运输；腺苷酸环化酶，当蛋白质肽类激素及大多数氨基酸衍生物类激素与细胞膜上的特定受体结合之后，激活此酶的活性，促使细胞内的ATP转化为“第二信使”环腺苷一磷酸（cAMP）。

4保护功能——糖蛋白

细胞膜上的糖类，除少数与磷脂结合外，多数形成糖蛋白。由于糖蛋白的高粘度性，可以成为细胞表层的润滑剂，防止蛋白水解酶的水解作用。同时，也可以防止细菌、病毒的侵袭。因此，得名“糖被”。事实上，糖蛋白的功能是多样化的，前面提及的载体蛋白、受体蛋白往往也是糖蛋白。除此以外，一些糖蛋白还是细胞血型物质的基本成分，免疫识别的分子基础。

5连接功能

通过一些特定膜蛋白，将相邻细胞的细胞膜相互联系，协同作用。主要有三种方式：一是紧密连接，通过排列成串的跨膜蛋白（如封闭蛋白）形成“焊接线”，使相邻的细胞膜紧紧靠在一起，没有间隙，以阻止可溶性物质甚至水分子沿细胞间隙进入体内，起重要的封闭作用。如小肠上皮细胞之间的紧密连接可将体液和小肠内容物隔离开；二是锚定连接，如桥粒蛋白在两个细胞间形成纽扣式的结构以将相邻细胞连在一起，进而使细胞群体、组织和器官保持高度有序、坚挺；三是通讯连接，如动物细胞膜上的连接子（由6个跨膜蛋白环绕而成），中心形成直径约为1.5nm的孔道，即细胞质通道，可使相邻细胞之间的离子、核苷酸等小分子通过从而实现通讯联系。

6运动功能——微管蛋白

由微管蛋白构成的鞭毛和纤毛作为细胞表面的特化结构，可使细胞运动，或通过促进细胞表面液体的流动，摄取食物或清除细胞表面的异物。较长（150~200μm）且数目较少者称鞭毛，较短（5~10μm）且数目较多者称纤毛。鞭毛和纤毛主要存在于单细胞生物中，也存在于一些高等动物细胞中，如人的呼吸道上皮细胞表面。鞭毛和纤毛外围细胞膜，主体部分都是由微管形成的，“9+2”结构，，外围的9个二联体微管组成。

主要参考文献：

[1]张万明.细胞膜蛋白及其功能[J].生物学教学,2011,(11):69-70.

[2]杨京举,费中余.膜蛋白与物质的转运[J].生物学教学,2015,(10):63-64.

[3]何立松,杨京举.话说糖蛋白[J].生物学教学,2013,(04):70-71.