膜的不对称性

在《细胞生物学》“结构与功能”理论部分，结构与功能统一性是核心理论。细胞膜的不对称性和方向性，取决于膜脂、膜蛋白及膜糖分布的不对称性导致了膜功能的不对称性和方向性。

膜脂在膜中的分布是不对称的，质膜的内外两侧分布的磷脂的含量与比例不同。糖脂是位于脂双层的外侧，其作用可能作为细胞外配体(ligand)的受体。磷脂酰丝氨基主要集中在脂双层的内叶，在生理pH下带负电荷，这种带电性使得它能够同带正电的物质结合，如同血型糖蛋白A跨膜α螺旋邻近的赖氨酸、精氨酸结合。磷脂酰胆碱出现在衰老的淋巴细胞外表面，作为让吞噬细胞吞噬的信号。磷脂酰胆碱也出现在血小板的外表面，此时作为血凝固的信号。磷脂酰肌醇主要集中在内叶，它们在将细胞质膜的刺激向细胞质传递中起关键作用。

膜蛋白的分布不对称性尤为明显，包括外周蛋白分布的不对称以及整合蛋白内外两侧氨基酸残基数目的不对称。这种不对称与其功能匹配。例如细胞膜上的受体蛋白，对物质透过性选择的通道蛋白或者载体蛋白等。另外，某些膜蛋白只有在特定膜脂存在时才能发挥其功能，如：蛋白激酶C结合于膜的内侧，需要磷脂酰丝氨酸的存在下才能发挥作用；线粒体内膜的细胞色素氧化酶，需要心磷脂存在才具活性。

膜蛋白、膜脂和膜糖分布不对称引起的细胞膜不对称性保证了生命活动的高度有序性，例如物质跨膜运输、细胞-细胞间相互识别、信号传递以及能量代谢。