
【化】 lateral molecular diffusion
side
【医】 latero-; latus
always; at; be partial to; direction; face; out; to; toward
【医】 ad-; ak-; ob-
【化】 molecular diffusion
侧向分子扩散 (Cèxiàng fēnzǐ kuòsàn | Lateral Molecular Diffusion)
定义 (Definition)
侧向分子扩散指生物膜(如细胞膜)中的脂质或蛋白质分子,在膜平面内进行的横向随机运动。这种运动是膜结构动态性和功能实现(如物质运输、信号传导)的基础。其英文对应术语为Lateral Diffusion,强调分子在二维平面内的移动特性 。
机制与特性 (Mechanism and Characteristics)
$$
D = frac{k_B T}{4pieta h}
$$
其中 k_B 为玻尔兹曼常数,T 为温度,η 为膜粘度,h 为膜厚度。
生物学意义 (Biological Significance)
权威参考文献 (References)
《英汉生物化学与分子生物学词典》(科学出版社)定义“侧向扩散”为膜脂质或蛋白质的平面内运动 。
Alberts, B. et al. Molecular Biology of the Cell (6th ed.) 详述侧向扩散对膜动态组装的作用(Chapter 10)链接。
Jacobson, K. et al. (2007). Nature Reviews Molecular Cell Biology 解析细胞膜异质性与扩散受限机制 [DOI:10.1038/nrm2203]。
来源说明:
侧向分子扩散是生物膜中脂类分子运动的一种特殊形式,其核心特征在于分子在二维平面内的横向迁移,同时保持原有的极性排列方向。以下是综合多个来源的详细解释:
定义与机制
侧向分子扩散(Lateral diffusion)指生物膜(如细胞膜)的脂质分子在同一单层内沿膜平面进行的横向运动。这种运动始终维持脂分子的极性排列方向:亲水头部朝向膜表面,疏水尾部指向膜内部。其驱动力源于分子的热运动动能,属于被动扩散过程。
与普通扩散的区别
普通分子扩散(如液体中溶质扩散)是三维空间内的自由运动,而侧向扩散是受限在二维膜平面内的移动。例如,细胞膜磷脂分子通过侧向扩散完成跨膜蛋白分布调整,但无法直接翻转到另一层(需通过翻转酶实现)。
速度与生物学意义
侧向扩散速度极快,约1-2秒即可完成跨细胞膜的横向迁移。这种特性使细胞膜兼具结构稳定性和动态流动性,支持膜蛋白功能调控、物质运输等重要生理过程。
相关实验验证
荧光漂白恢复技术(FRAP)常用于观测侧向扩散:通过激光破坏膜局部荧光标记分子,观察周围分子扩散填补区域的速度,可量化扩散系数。
侧向分子扩散是生物膜动态特性的微观基础,其二维受限运动模式既维持了膜结构完整性,又保障了细胞功能所需的分子重组能力。
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