物質(zhì)的跨膜運輸(編輯修改稿)
2025-03-22 11:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 力、剪切力等。細胞將機械刺激的信號轉(zhuǎn)化為電化學信號，引起細胞反應的過程稱為機械信號轉(zhuǎn)導（ mechanotransduction ）。 ? 目前比較明確的有兩類機械門通道，其一是牽拉活化或失活的離子通道，另一類是剪切力敏感的離子通道，前者幾乎存在于所有的細胞膜（如：血管內(nèi)皮細胞、心肌細胞、內(nèi)耳毛細胞），后者僅發(fā)現(xiàn)于內(nèi)皮細胞和心肌細胞。 ? 牽拉敏感的離子通道的特點：對離子的無選擇性、無方向性、非線性以及無潛伏期。為 2價或 1價的陽離子通道，有Na+、 K+、 Ca2+，以 Ca2+為主。 水通道 ? 水擴散通過人工膜的速率很低，人們推測膜上有水通道。 ? 1991年 Agre發(fā)現(xiàn)第一個水通道蛋白 CHIP28 （ 28 KD ），他將 CHIP28的 mRNA注入非洲爪蟾的卵母細胞中，在低滲溶液中，卵母細胞迅速膨脹， 5 分鐘內(nèi)破裂。細胞的這種吸水膨脹現(xiàn)象會被 Hg2+抑制。 ? 2023年 Agre與離子通道的研究者 MacKinnon同獲諾貝爾化學獎。 ? 目前在人類細胞中已發(fā)現(xiàn)的此類蛋白至少有 11種，被命名為水通道蛋白（ Aquaporin， AQP）。 2023年，美國科學家彼得 阿格雷和羅德里克 麥金農(nóng)，分別因?qū)毎にǖ?，離子通道結(jié)構(gòu)和機理研究而獲諾貝爾化學獎。 Peter Agre Roderick MacKinnon 第二節(jié) 主動運輸 ? 主動運輸?shù)奶攸c是： – ① 逆濃度 梯度（逆化學梯度）運輸； – ②需要 能量 ； – ③都有 載體 蛋白。 ? 主動運輸所需的能量來源主要有： – ①協(xié)同運輸中的 離子梯度 動力； – ② ATP驅(qū)動的泵通過水解 ATP獲得能量； – ③ 光 驅(qū)動的泵利用光能運輸物質(zhì)，見于 細菌。 一、鈉鉀泵 ? 構(gòu)成 ：由 2個大亞基 、 2個小亞基組成的 4聚體 ， 實際上就是 Na+K+ATP酶 ， 分布于動物細胞的質(zhì)膜 。 ? 工作原理 ： – Na+K+ATP酶通過磷酸化和去磷酸化過程發(fā)生構(gòu)象的變化 ， 導致與 Na+、K+的親和力發(fā)生變化 。 在膜內(nèi)側(cè) Na+與酶結(jié)合 ， 激活 ATP酶活性 ， 使 ATP分解 ， 酶被磷酸化 ， 構(gòu)象發(fā)生變化 ， 于是與 Na+結(jié)合的部位轉(zhuǎn)向膜外側(cè)；這種磷酸化的酶對 Na+的親和力低 ， 對 K+的親和力高 ， 因而在膜外側(cè)釋放Na+、 而與 K+結(jié)合 。 K+與磷酸化酶結(jié)合后促使酶去磷酸化 ， 酶的構(gòu)象恢復原狀 ， 于是與 K+結(jié)合的部位轉(zhuǎn)向膜內(nèi)側(cè) ， K+與酶的親和力降低 ， 使 K+在膜內(nèi)被釋放 ， 而又與 Na+結(jié)合 。 其總的結(jié)果是每一循環(huán)消耗一個 ATP；轉(zhuǎn)運出三個 Na+， 轉(zhuǎn)進兩個 K+。 Na+K+ATP PUMP Na+K+ATP pump can catalyze the formation of ATP under laboratory condition ? 鈉鉀泵對離子的轉(zhuǎn)運循環(huán)依賴自磷酸化過程（ ATP上的一個磷酸基團轉(zhuǎn)移到鈉鉀泵的一個天冬氨酸殘基上，導致構(gòu)象變化），所以這類離子泵叫做 Ptype。 ? Na+K+泵的作用 ： ? ① 維持細胞的滲透性 ，保持細胞的體積； ? ②維持低 Na+高 K+的細胞內(nèi)環(huán)境； ? ③維持細胞的 靜息電位 。 ? 地高辛、烏本苷等強心劑抑制其活性； Mg2+和少量膜脂有助提高于其活性。 二、鈣離子泵 ? 作用：維持細胞內(nèi)較低的鈣離子濃度 （ 細胞內(nèi)鈣離子濃度107M， 細胞外 103M） 。 ? 位置： 質(zhì)膜 和 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜 。 ? 類型： – P型離子泵 ， 其原理與鈉鉀泵相似 ， 每分解一個 ATP分子 ， 泵出
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