搜索
第五章物质的跨膜运输●膜转运蛋白与物质的跨膜运输◆脂双层的不透性和膜转运蛋白◆被动运输与主动运输●ATP驱动泵和协同运输●胞吞作用与胞吐作用作业题P1241-7物质的跨膜运输主要有三种途径：被动运输主动运输胞吞作用与胞吐作用根据泵蛋白的结构和功能特性,ATP驱动泵可分为四类:●P型离子泵(P-typeionpump)主要包括：钠钾泵(Na+/K+ATP酶)（结构与机制作用）钙泵（Ca2+-ATP酶）与其他P型离子泵●V型质子泵(V-typepump)●F型质子泵(F-typepump)（H+-ATP合成酶）●ABC（ATP-bindingcassette)超家族，含有几百种，存在范围很广，包括细菌到人各种生物中p113。●协同运输（p114）由Na+-K+泵（或H+-泵）与载体蛋白协同作用靠间接消耗ATP所完成的主动运输方式●离子的跨膜转运与膜电位动画\51.mov膜电位、静息电位、动作电位p115分布：植物细胞、真菌和细菌细胞膜上P型质子泵，哺乳动物胃的泌酸细胞H+-K+泵泵功能：P型质子泵将H+泵出细胞，储存能量用于协同运输；泌酸细胞H+-K+泵将H+泵进-K+泵出V型质子泵分布：广泛存在动物细胞胞内体、溶酶体膜、破骨细胞和某些肾小管细胞的质膜以及植物酵母和其他真菌细胞液泡膜上(V代表vacuole或vesicle).功能：把细胞质基质H+泵入细胞器，维持细胞质基质pH中性和细胞器的pH酸性Glucoseisabsorbedbysymport小肠上皮细胞吸收葡萄糖示意图P114分布：所有真核细胞的质膜和某些细胞器（内质网、叶绿体、和液泡）膜上每消耗1分子ATP从细胞基质转运出2个Ca++功能p111：主要将Ca++输出细胞或泵人内质网中储存起来，维持细胞内的低浓度；在肌肉细胞调节肌细胞的收缩；胞内其浓度升高与钙调蛋白结合调控某些酶的活性。钠钾泵的作用：p111①维持低Na+高K+的细胞内环境；②维持细胞的渗透平衡，保持细胞体积；③胞外高浓度的Na+代表大量的能量储存；④维持细胞的静息电位。地高辛、乌本苷等强心剂抑制其活性；Mg2+和少量膜脂有助提高于其活性。P型、V型、F型和ABC超家族运输泵的结构前三种只转运离子,后一种主要是转运小分子磷酸化的中间体膜转运蛋白载体蛋白（carrierproteins）及其功能通道蛋白（channelproteins）及其功能选择性通道（离子通道）非选择性通道-线粒体、叶绿体外膜、革兰氏阴性细菌特征P103类型举例P103表被动运输（passivetransport）特点类型◇简单扩散（simplediffusion）◇水通道◇协助扩散（facilitateddiffusion）水通道，又称水孔蛋白是动植物细胞膜上转运水的特异孔道。AQP均属内在膜蛋白(MIP)家族（P106举例）的成员。AQP1是第一个被鉴定的水通道。它在体内的分布极广，参与多种生理功能，在膜中以四聚体的形式存在，每一单体形成一个功能性的水通道。水孔蛋白的跨膜结构域2003年，美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农，分别因对细胞膜水通道，离子通道结构和机理研究而获诺贝尔化学奖。PeterAgreRoderickMacKinnon主动运输（activetransport）p108●特点：①逆梯度运输;②需膜载体蛋白;③需要代谢能;④具有选择性和特异性●类型：三种基本类型功能：H+顺浓度梯度合成ATP这种泵主要存在于细菌质膜、线粒体膜和叶绿体的膜上.非正常功能作用：完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输，又称膜泡运输或批量运输（bulktransport）。属于主动运输。●胞吞作用●胞吐作用胞吞作用(P118)根据形成的胞吞泡的大小和胞吞物质胞吞作用分为:●胞饮作用（pinocytosis）与吞噬作用（phagocytosis）。胞饮作用与吞噬作用主要有三点区别特征内吞泡的大小转运方式内吞泡形成机制胞饮作用吞噬作用小于150nm大于250nm。连续发生的过程需受体介导的信号触发过程需要笼形蛋白形成包被及接合素蛋白连接需要微丝及其结合蛋白的参与胞饮作用内吞泡包被的组装、吞噬作用信号触发根据胞吞的物质是否有专一性将胞吞作用分为:●受体介导的胞吞作用(如胆固醇p119)和非特异性的胞吞作用●胞内体（endosome）P120及其分选作用被感染的组织发出信号，白细胞得到信号到达感染部位低密度脂蛋白(LDL)LDL的受体介导的胞吞作用辅基蛋白B-100胞吐作用(P121)●组成型的外排途径所有真核细胞连续分泌过程,用于质膜更新（膜脂、膜蛋白、胞外基质组分、营养成分或信号分子）●调节型外排途径特化的分泌细胞产生的分泌物（激素、粘液或消化酶等）储存——刺激——释放●膜流：动态过程对质膜更新和维持细胞的生存与生长是必要的乙酰胆碱受体的三种构象运输的物质:疏水的小分子或小的不带电荷的极性分子，不需膜蛋白协助参与运输的膜成分:膜脂通透性:取决于分子大小和分子的极性.转运特异性:无疏水性分子极性小分子极性大分子离子不同分子通过无膜蛋白的人工脂双层运输的物质:各种极性分子和无机离子如GLUT1协助葡萄糖摄取的构象变化，葡萄糖协助扩散的特征p107曲线下图通道蛋白无饱和动力曲线，载体蛋白有载体蛋白与通道蛋白的主要区别p102被动运输与主动运输被动运输载体蛋白通过构象改变介导溶质（葡萄糖）被动运输的模型P102细胞的不同的膜各含有一套与该膜功能相关的不同的载体蛋白例P103载体蛋白特点-通透酶P102电压门通道配体门通道应力激活通道离子通道类型应力激活通道听觉毛细胞听觉神经纤维静纤毛正离子进入声音振动引起基膜的振动，使静纤毛顷斜，拉动了细丝，通道打开，离子进入听觉毛细胞，电信号从毛细胞传递到听觉神经，然后传递到大脑简单扩散促进扩散主动运输参与运输的膜成分能量来源运输方向特异性运输的分之高浓度时的饱和性脂蛋白蛋白浓度梯度浓度梯度或电化学梯度ATP水解或浓度梯度或光能顺浓度梯度顺浓度梯度逆浓度梯度无有有无有有主动运输的三种主要类型藕联转运蛋白（协同转运蛋白）ATP驱动泵(P109)光驱动泵K每秒钟发生1000次左右构象变化每个循环消耗一个ATP分子，泵出3个钠离子和泵进2个钾离子存在动物细胞质膜上在动物、植物细胞由载体蛋白介导的协同运输异同点的比较离子流与动作电位的关系示意图A.动作电位的产生和膜电位改变B.动作电位的产生过程中,膜通透性改变与离子通道的开闭(①-④)细胞吞入的物质为液体，形成的囊泡较小，称为胞饮作用（pinocytosis）。胞饮作用存在于白细胞、肾细胞、小肠上皮细胞、肝巨噬细胞和植物细胞。细胞内吞较大的固体颗粒物质，形成的囊泡较大，如细菌、细胞碎片等，称为吞噬作用（phagocytosis）。吞噬现象是原生动物获取营养物质的主要方式，在后生动物中亦存在吞噬现象。如：在哺乳动物中，中性颗粒白细胞和巨噬细胞具有极强的吞噬能力，以保护机体免受异物侵害。网格蛋白p118（3）接合素蛋白小分子GTP蛋白跨膜受体细胞组成型和调节型胞吐途径