定义
胆固醇(cholesterol)是动物[[0. 细胞膜]]中最重要的甾醇类脂质,嵌入磷脂双分子层中调节膜的物理性质。其含量可占膜脂总量的20-50%(摩尔比)。
结构特征
胆固醇分子由四个稠合环(A、B、C、D环)构成刚性甾体骨架,C3位连接一个极性羟基,C17位侧链为非极性烃链。
在磷脂双分子层中的排列方式:
• 极性羟基朝向膜表面,与磷脂头部基团及水分子形成氢键
• 刚性甾体环平行于磷脂酰基链,与相邻[[0. 脂肪酸]]链发生范德华相互作用
• 非极性侧链深入膜的疏水核心
此两亲性排列使胆固醇成为膜结构的"楔形填充物"。
功能
胆固醇对[[0. 细胞膜]]的双向调节效应是其核心功能:
• **高温下(>37°C)**:甾体刚性环限制相邻磷脂酰基链的运动自由度,降低膜流动性,增强膜的机械稳定性
• **低温下**:胆固醇阻止磷脂酰基链的紧密有序排列,防止膜进入凝胶态相变,维持膜流动性
• **渗透屏障**:减小磷脂分子间的空隙,降低小极性分子(水、离子)的跨膜渗透速率
• **脂筏形成**:与鞘磷脂优先结合,形成液态有序微区(lipid raft),参与信号转导与膜蛋白分选
分布特点
胆固醇仅存在于真核细胞中。[[革兰氏阴性菌(G-菌)]]与[[革兰氏阳性菌(G+菌)]]的[[0. 细胞膜]]不含胆固醇(支原体例外,从宿主获取)。[[0. 叶绿体(Chloroplast)]]与[[0. 线粒体]]内膜胆固醇含量极低,反映其内共生起源。
参考资料
• Ohvo-Rekilä H et al. Cholesterol interactions with phospholipids in membranes. *Prog Lipid Res*. 2002;41(1):66-97.
• Simons K, Ikonen E. Functional rafts in cell membranes. *Nature*. 1997;387:569-572.