5 物质的跨膜运输教学教案.ppt

第一个被发现的真核细胞的ABC转运器是多药抗性蛋白（MDR），约40%患者的癌细胞内该基因过度表达，MDR能利用水解ATP的能量将各种药物从细胞质内转运到细胞外。ABC转运器还与病原体对药物的抗性有关。 Mammalian MDR1 protein 据泵蛋白的结构和功能， ATP驱动泵可分为四类： P－型离子泵 V－型质子泵 （转运离子） F－型质子泵 ABC 超家族 （转运离子和小分子） 四、协同运输cotransport 能量来源：膜两侧离子的电化学浓度梯度，而维持这种电化 学势的是钠钾泵或质子泵。 是一类靠间接提供能量完成的主动运输方式 A. Sugars, amino acids, and other organic molecules into cells 1、同向协同 Na+驱动葡萄糖、氨基酸的转运。 在某些细菌中，乳糖的吸收伴随着H+的进入。 2、反向协同 动物细胞常通过Na+/H+反向协同运输的方式来转运H+，以调节细胞内的pH值。 类型： 同向协同（symport）  反向协同（antiport） 葡萄糖 顶端 基底端 小肠上皮细胞 葡萄糖载体蛋白1 动物细胞的协同运输是利用膜两侧的Na+电化学梯度来驱动的，而植物细胞和细菌常利用H+电化学梯度来驱动。 动物细胞 植物细胞 纳离子驱动同向运输 溶质 溶酶体 液泡 氢离子驱动同向运输 Na+-K+泵（或H+泵）与载体蛋白协同转运的示意图 A.动物细胞Na+驱动的同向转运： B.植物细胞H+驱动的同向转运。 协助 主动与被动运输的比较: 性质? 简单扩散 协助扩散? 主动运输 参与运输的膜成份 脂 蛋白 蛋白 被运输的物质是否需要结合 否 (载体蛋白)是 ? 是 能量来源 浓度梯度 浓度梯度 ATP水解或浓度梯度 运输方向 顺浓度梯度 顺浓度梯度 逆浓度梯度 特异性 无 有 有 运输的分子高浓度时的饱和性 ? 无 ? 有 有 载体蛋白的功能： 1、类似于细胞质膜上结合的酶，有特异的结合位点，同特异底物（溶质）结合，具有高度选择性； 2、转运过程具有类似于酶与底物作用的饱和动力学特征； 3、既可被底物类似物竞争性抑制，又可被某种抑制剂非竞争性抑制以及对pH有依赖性； 4、对转运的溶质分子不作任何共价修饰。 通过构象改变介导溶质跨膜 离子通道的显著特征： 1. 具有离子的选择性。 2. 转运速率高，可达106个离子/s；驱动带电荷的溶质跨膜转运的净驱动力有两种，一种是溶质的浓度梯度，另一种是跨膜电位差； 3. 没有饱和值； 4. 离子通道是门控的，即离子通道的活性由通道开或关两种构象所调节，并通过通道开关应答于适当的信号。 1、电位门通道（voltagr-gated channel） 特点：细胞内外特异离子浓度或电位发生变化时，致使其构象变化，“门”打开。 2、配体门通道(ligand gated channel) 特点：受体与细胞内外的配体结合，引起通道蛋白发生构象变化， “门”打开。又称离子通道型受体。 可分为阳离子通道，如乙酰胆碱、谷氨酸和五羟色胺受体；和阴离子通道，如甘氨酸和γ－氨基丁酸受体。 3、应力激活通道(stress-activated channel) 特点：通道蛋白感受摩擦力、压力、牵拉力、重力、剪切力等，而改变构象，从而开启离子通道，形成离子流，将机械刺激的信号转化为电化学信号。 根据应答信号主要分为3类： （一）被动运输 ?特点：沿着浓度梯度或者化学梯度降低的方向转运，不需要细胞提供能量。 ?类型： 1. 简单扩散（simple diffusion） 2. 协助扩散（facilitated diffusion） 二、被动运输与主动运输 1.简单扩散/自由扩散（ simple /free diffusion) 特点： ①沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散； ②不需要提供能量； ③没有膜蛋白的协助。 O2、CO2、甘油、乙醇、苯等 膜外 膜内 重播 自由扩散动画模拟 某种物质对膜的通透性（P）可以根据它在油和水中的分配系数（K）及其扩散系数（D）来计算： P=KD/t t为膜的厚度。 简单扩散通透性决定于：分子的大小和分子极性。 2. 水孔蛋白 长期以来, 普遍认为细胞内外的水分子是以简单扩散的方式透过脂双层膜。后来发现某些细胞在低渗溶液中对水的通透性很高