【正文】 質(zhì)的跨膜運輸物質(zhì)的跨膜運輸是細胞維持正常生命活動的基礎(chǔ)之一。一、被動運輸（passive transport）被動運輸（passive transport）是指通過簡單擴散或協(xié)助擴散實現(xiàn)物質(zhì)由高濃度向低濃度方向的跨膜轉(zhuǎn)運。轉(zhuǎn)運的動力來自物質(zhì)的濃度梯度，不需要細胞提供代謝能量。l 特點：運輸方向、跨膜動力、能量消耗、膜轉(zhuǎn)運蛋白l 類型：簡單擴散（simple diffusion）協(xié)助擴散（facilitated diffusion）二、主動運輸（active transport：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。：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。：ATP直接提供能量（ATP驅(qū)動泵）、間接提供能量（偶聯(lián)轉(zhuǎn)運蛋白）以及光能驅(qū)動3種基本類型。三、離子泵和協(xié)同運輸ATP驅(qū)動泵可分為4類：P型離子泵，V型質(zhì)子泵，F(xiàn)型質(zhì)子泵和ABC超家族。前三種只轉(zhuǎn)運離子，后一種主要轉(zhuǎn)運小分子。（一）P型離子泵161。 構(gòu)成：由2個大亞基、2個小亞基組成的4聚體，也叫Na+K+ATP酶，分布于動物細胞的質(zhì)膜。161。 工作原理：對離子的轉(zhuǎn)運循環(huán)依賴自磷酸化過程，所以叫做Ptype離子泵。每個周期轉(zhuǎn)出３個鈉離子，２個鉀離子。161。 鈉鉀泵的作用：①維持細胞的滲透性，保持細胞體積；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。161。 作用：維持細胞內(nèi)較低的鈣離子濃度（胞內(nèi)鈣濃度107M，胞外103M）。161。 位置：質(zhì)膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜。161。 類型：l P型離子泵，每分解一個ATP分子，泵出2個Ca2+。位于肌質(zhì)網(wǎng)上的鈣離子泵占肌質(zhì)網(wǎng)膜蛋白質(zhì)的90%。l 鈉鈣交換器（Na+Ca2+ exchanger），屬于反向協(xié)同運輸體系，通過鈉鈣交換來轉(zhuǎn)運鈣離子。 161。 Ptype：如植物細胞膜上的H+泵、動物胃表皮細胞的H+K+泵（分泌胃酸）。+161。 Vtype：存在于各類小泡膜上，水解ATP產(chǎn)生能量，逆H電化學梯度泵出H+進入細胞器，但不發(fā)生自磷酸化，位于溶酶體膜、內(nèi)體、植物液泡膜上。+161。 Ftype：利用質(zhì)子動力勢合成ATP，即ATP合酶，H順濃度梯度運動，位于細菌質(zhì)膜、線粒體內(nèi)膜、類囊體膜上。 超家族（ABC superfamily）161。 最早發(fā)現(xiàn)于細菌，是一龐大的蛋白家族，都有兩個高度保守的ATP結(jié)合區(qū)（ATPbinding cassette），故名。161。 一種ABC轉(zhuǎn)運器只轉(zhuǎn)運一種或一類底物，不同成員可轉(zhuǎn)運離子、氨基酸、核苷酸、多糖、多肽、蛋白質(zhì)；可催化脂雙層的脂類在兩層之間翻轉(zhuǎn)。161。 ABC轉(zhuǎn)運器與病原體對藥物的抗性有關(guān)。MDR （multidrug resistance protein ）是第一個被發(fā)現(xiàn)的真核細胞ABC轉(zhuǎn)運器，是多藥抗性蛋白，約40%患者的癌細胞內(nèi)該基因過度表達。（二）協(xié)同運輸cotransport＋＋－K泵（或H＋泵）與載體蛋白協(xié)同作用，靠間接消耗ATP 所完成的主動運輸方式。所需能量來自膜兩側(cè)離子的濃度梯度。+濃度梯度來驅(qū)動。植物細胞和細菌常利用H+濃度梯度來驅(qū)動。：同向協(xié)同（symport）和反向協(xié)同（antiport）。①同向協(xié)同（symport）如小腸細胞對葡萄糖的吸收伴隨著Na+的進入。某些細菌對乳糖的吸收伴隨著H+的進入。②反向協(xié)同（antiport）如Na+驅(qū)動的ClHCO3交換，即Na+與HCO3的進入伴隨著Cl和H+的外流，如存在于紅細胞膜上的帶3蛋白。（三）胞吞作用與胞吐作用作用：完成大分子與顆粒性物質(zhì)的跨膜運輸，又稱膜泡運輸或批量運輸（bulk transport）。屬于主動運輸。l 分類：胞飲作用（pinocytosis）與吞噬作用（phagocytosis）。l 區(qū)別：① 內(nèi)吞泡的大水不同：胞飲泡的直徑為150nm，吞噬泡的直徑常大于250nm ；② 胞飲作用是一個連續(xù)發(fā)生的過程，所有真核細胞都能通過胞飲作用連續(xù)攝入溶液和分子；而大的顆粒性物質(zhì)則通過特殊的吞噬細胞攝入，吞噬作用首先需要被吞噬物與細胞表面結(jié)合并激活細胞表面受體，因此是一個信號觸發(fā)過程。③ 胞吞泡形成機制不同：胞飲泡的形成需有網(wǎng)格蛋白、接合素蛋白和結(jié)合蛋白等的參與。吞噬泡的形成需要微絲及其結(jié)合蛋白參與，在多細胞動物體內(nèi)，只有某些特化細胞才有吞噬功能。⑴特點①所攝入的大分子在質(zhì)膜上有特異受體②內(nèi)吞由大分子配體與其受體的識別、結(jié)合而激發(fā)③受體配體復合物聚集于質(zhì)膜的有被小窩內(nèi)，由有被小泡送至內(nèi)體。（2）胞內(nèi)體是動物細胞內(nèi)由膜包圍的細胞器，其作用是傳輸由胞吞作用攝入的物質(zhì)到溶酶體中被降解。胞吞泡的形成：配體和受體結(jié)合→網(wǎng)格蛋白聚集→有被小窩→有被小泡→去被的囊泡和胞內(nèi)體融合→溶酶體 （3）不同類型受體的胞 面管網(wǎng)區(qū)分泌的囊泡向質(zhì)膜流動并與之融合的穩(wěn)定過程。（1）組成型的外排途徑u 所有真核細胞u 連續(xù)分泌過程u 用于質(zhì)膜更新（膜脂、膜蛋白、胞外基質(zhì)組分、營養(yǎng)或信號分子） defaultpathway：除某些有特殊標志的駐留蛋白和調(diào)節(jié)型分泌泡外，其余蛋白的轉(zhuǎn)運途徑：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→分泌泡→細胞表面（2） 調(diào)節(jié)型外排途徑l 特化的分泌細胞l 儲存——刺激——釋放l 產(chǎn)生的分泌物（如激素、粘液或消化酶）具有共同的分選機制，分選信號存在于蛋白本身，分選主要由高爾基體TGN上的受體類蛋白來決定第二節(jié) 細胞通訊與信號傳遞一、細胞通訊與細胞識別(一)細胞通訊1. 細胞通訊是指一個細胞發(fā)出的信息通過介質(zhì)（又稱配體）傳遞到另一個細胞并與靶細胞相應的受體相互作用，然后通過細胞信號轉(zhuǎn)導產(chǎn)生胞內(nèi)一系列生理生化變化，最終表現(xiàn)為細胞整體的生物學效應的過程。u 細胞以三種方式進行通訊：①分泌化學信號；②直接接觸；③間隙連接。u 細胞分泌化學信號的作用方式可分： ①內(nèi)分泌②旁分泌③自分泌④通過化學突觸傳遞信號分子。u 細胞間直接接觸，通過與質(zhì)膜結(jié)合的信號分子與其相接觸的靶細胞質(zhì)膜上的受體分子相結(jié)合，影響其他細胞。（cell recognition）●概念：細胞通過其表面的受體與胞外信號物質(zhì)分子（配體）選擇性地相互作用，進而導致胞內(nèi)一系列生理生化變化，最終表現(xiàn)為細胞整體的生物學效應的過程。●信號通路（signaling pathway）細胞識別是通過各種不同的信號通路實現(xiàn)的。細胞接受外界信號，通過一整套特定的機制，將胞外信號轉(zhuǎn)導為胞內(nèi)信號，最終調(diào)節(jié)特定基因的表達，引起細胞的應答反應，這種反應系列稱之為細胞信號通路。(二)細胞的信號分子與受體細胞的信號分子根據(jù)其溶解性通?？煞譃橛H脂性和親水性兩類：①親脂性信號分子，主要代表是甾類激素和甲狀腺素。 ②親水性信號分子，包括神經(jīng)遞質(zhì)、生長因子、局部化學遞質(zhì)和大多數(shù)激素。③氣體性信號分子（NO）2. 受體l 是一種能夠識別和選擇性地結(jié)合某種配體（信號分子）的大分子，與配體結(jié)合后，產(chǎn)生化學的或物理的信號，以啟動一系列過程，最終表現(xiàn)為生物學效應。l 受體多為糖蛋白，一般包括兩個功能區(qū)域，與配體結(jié)合的區(qū)域及產(chǎn)生效應的區(qū)域。 l 根據(jù)靶細胞上受體存在的部位，可將受體分為細胞內(nèi)受體和細胞表面受體。 l 細胞（級聯(lián)反應）；受體失敏（desensitization） 關(guān)閉反應、減量調(diào)節(jié)（downregulation） 降低反應。第二信使與分子開關(guān)①第二信使第一信使與受體作用后在細胞內(nèi)最早產(chǎn)生的信號物質(zhì)稱為第二信使。目前公認的第二信使有cAMP、三磷酸肌醇(IP3)、二酰基甘油(DG)等，Ca2+是磷脂酰肌醇信號通路的“第三信使”。 ②分子開關(guān)細胞內(nèi)信號傳遞蛋白質(zhì)(開關(guān)蛋白)可分為兩類：一類開關(guān)蛋白的活性由激酶使之磷酸化而開啟，由磷酸酶 使之去磷酸化而關(guān)閉；另一類主要開關(guān)蛋白由GTP結(jié)合蛋白組成，結(jié)合GTP而活化，結(jié)合GDP而失活。二、通過細胞內(nèi)受體介導的信號傳遞細胞信號傳遞的通路隨信號的受體存在的部位不同分為兩類：一是親脂性小分子通過與細胞內(nèi)受體結(jié)合傳遞信號；二是通過細胞表面受體介導的信號傳遞。（一） 親脂性信號分子通過細胞內(nèi)受體介導的信號傳遞親脂性信號分子（如甾類激素）可直接跨越質(zhì)膜進入細胞內(nèi)，與細胞質(zhì)內(nèi)的受體形成激素復合物，并穿過核膜孔進入細胞核內(nèi)結(jié)合于特異的DNA序列調(diào)節(jié)基因表達。這一過程可分為初級反應階段和延遲反應階段。兩步反應階段：初級反應階段：直接活化少數(shù)特殊基因轉(zhuǎn)錄的，發(fā)生迅速；次級反應：初級反應產(chǎn)物再活化其它基因產(chǎn)生延遲的放大作用。（二）一氧化氮介導的信號通路1. NO的性質(zhì)：氣體分子，具有脂溶性，可以快速擴散透過細胞膜，在體內(nèi)極不穩(wěn)定，易被氧化。血管內(nèi)皮細胞和神經(jīng)細胞是生成NO的主要場所。沒有專門的儲存與釋放機制，作用于靶細胞的多少直接與NO的合成兩有關(guān)。1998年R．Furchgott等三位美國科學家因?qū)O信號轉(zhuǎn)導機制的研究而獲得諾貝爾生理和醫(yī)學獎。 一氧化氮合酶（NOS）L精氨酸 ————————————NO+L瓜氨酸e2. NO信號轉(zhuǎn)導機制：NO由一氧化氮合酶（NOS）催化合成后，擴散到鄰近細胞，與鳥苷酸環(huán)化酶（GC）活性中心結(jié)合，改變酶的構(gòu)象，導致酶活性增強和cGMP合成的增多；cGMP作為第二信使，介導蛋白質(zhì)的磷酸化過程，發(fā)揮多種生物學作用。三、通過細胞表面受體介導的信號跨膜傳遞親水性化學信號分子（包括神經(jīng)遞質(zhì)、蛋白激素、生長因子等）一般不能直接進入細胞。而是通過與細胞表面特異受體的結(jié)合，進行信號轉(zhuǎn)導，繼而對靶細胞產(chǎn)生效應。根據(jù)信號傳導機制和受體蛋白類型的不同，細胞表面受體分屬三大家族：①離子通道偶聯(lián)的受體；②G蛋白偶聯(lián)的受體；③酶偶聯(lián)的受體。 (一)離子通道偶聯(lián)的受體l 離子通道偶聯(lián)的受體是細胞表面由多亞基組成的受體—離子通道復合體，本身既有信號結(jié)合位點，又是離子通道，其跨膜信號轉(zhuǎn)導無需中間步驟。l 主要存在于神經(jīng)細胞或其他可興奮細胞間的突觸信號傳遞。神經(jīng)遞質(zhì)通過于受體的結(jié)合開閉離子通道，改變質(zhì)膜的離子通透性，從改變突觸后細