第五章 节 跨膜转运 .ppt

1、同向协同（symport） 物质运输方向与离子转移方向相同。如小肠细胞对葡萄糖的吸收伴随着Na+的进入。载体蛋白有两个结合位点，同时与Na+和特异的氨基酸或葡萄糖分子结合，进行同向转运。 2、反向协同（antiport） 物质跨膜运动的方向与离子转移的方向相反。如动物细胞分裂时，常通过Na+/H+反向协同运输的方式来向细胞外转运H+，以调高细胞内的PH值。 第三节 胞吞作用（endocytosis）与胞吐作用（exocytosis） 大分子与颗粒性物质的跨膜运输 膜泡运输:转运过程中，物质包裹在囊泡中。 批量运输：同时转运一种或多种数量不等的大分子与颗粒性物质。 属于主动运输：消耗能量 第五章 物质的跨膜运输 细胞质膜是细胞和细胞外环境之间的一种选择性通透屏障，它既能保障细胞对营养物质的摄取，保障代谢产物的排除，又能调节细胞内离子浓度，使细胞保持相对稳定的内环境。 细胞质膜是选择性通透屏障 脂溶性分子和小的不带电的分子能以简单扩散的方式通过。 对多数水溶性分子和离子的透过需要膜转运蛋白。 结果： 活细胞内外的离子浓度明显不同：细胞内高钾，低钠。 细胞内的pH值为7.2，细胞外的pH值为7.4，即细胞内H+离子浓度略高于细胞外。 水相 油相 水相 第一节 膜转运蛋白与物质的跨膜运输 膜转运蛋白：是内在（整合）膜蛋白。辨别溶质（转运底物）的方式的不同 载体蛋白：溶质需与载体蛋白上的结合部位相适合，通过载体蛋白构象变化运输物质。 通道蛋白：根据溶质的大小和电荷来辨别可否通过，形成通道、运输物质 不同的膜上分布着不同的载体蛋白，与膜的功能相关，每种都是高度选择性的：细胞质膜--转运糖、氨基酸、核苷酸；线粒体内膜--丙酮酸、ATP。 有的是被动运输，多数是主动运输，见表5-2。 载体蛋白及其功能 载体蛋白通过构象改变介导溶质的被动运输的模型 通道蛋白的分类：根据激活信号 电压门控通道（voltage-gated channel)：跨膜电位梯度的变化致使其构象变化，从而使通道打开或关闭。 配体门控通道（ligand-gated channel) ：细胞内、外的配体与通道蛋白结合，引起通道蛋白发生构象变化，从而使通道打开或关闭。 应力激活通道（stress-activated channel) ：感受应力（摩擦力、压力等）而改变构象，启动通道开放，形成离子流。 配体门控通道 乙酰胆碱受体是由4种不同的亚单位组成，形成一个结构为α2βγδ的梅花状通道样结构，其中的两个α亚单位是同两分子Ach相结合的部位。 二、被动运输与主动运输 被动运输 ?概念：是通过简单扩散或协助扩散实现物质由高浓度向低浓度方向的跨膜运转。 ?特点：运输方向由高浓度向低浓度 能量消耗 无 ?类型：简单扩散（simple diffusion） 协助扩散（facilitated diffusion） (一)简单扩散 通透性决定于：分子的大小，脂溶性（极性）大小。 概念：是疏水小分子或小的不带电荷的极性分子的跨膜运输方式。 溶解在膜脂中，从膜脂一侧扩散到另一侧，最后进入水相。 特点： 沿浓度梯度扩散； 不需要提供能量； 没有膜蛋白的协助。 人工膜对各类物质的通透率 脂溶性越高通透性越大，水溶性越高通透性越小； 非极性分子比极性容易透过，极性不带电荷小分子，如H2O、O2等可以透过人工脂双层，但速度较慢； 小分子比大分子容易透过；分子量略大一点的葡萄糖、蔗糖则很难透过； 人工膜对带电荷的物质，如各类离子是高度不通透的。 （二）水孔蛋白 水分子简单扩散的速率很低，不能满足特殊组织和功能的需要，人们推测膜上有水通道。 目前在人类细胞中已发现的此类蛋白至少有11种，被命名为水孔蛋白（Aquaporin，AQP）。 是内在膜蛋白；存在于特异性组织细胞；是水分子快速跨膜转运通道；只允许水分子通过。 （三）协助扩散 概念：是极性分子和无机离子在膜转运蛋白（如葡萄糖载体）协助下顺浓度梯度（或电化学梯度）的跨膜运输。 载体蛋白介导的协助扩散的特点： ①转运速率比简单扩散高； ②存在最大转运速率，饱和性； ③有底物特异性。 （四）主动运输 概念：主动运输（active transport）是指由载体蛋白介导的物质逆浓度梯度（或电化学梯度）的由浓度低的一侧向浓度高的一侧的跨膜运输方式。 特点： ①运输方向； ②膜转运蛋白； ③消耗能量 进行主动运输的物质： 各种离子（如钠离子、钾离子、氯离子、碳酸根离子、钙离子等）。 葡萄糖、氨基酸等带电荷极性分子 。 主动运输能量的来源不同： 1. ATP间接提供能量(耦联/协同转运蛋白)： 同相/反相转运蛋白，同时转运两种溶质，一种(Na+ 或 H+