物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸(2)-文庫(kù)吧資料
2025-05-06 22:52本頁(yè)面
【正文】 四、協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn) 協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)是一類由 Na+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(dòng)運(yùn)輸方式。 ABC蛋白在肝、小腸和腎等器官的細(xì)胞質(zhì)膜上分布豐富，可將天然毒物和代謝廢物排出體外。 V型質(zhì)子泵和 F型質(zhì)子泵 三、 ABC超家族 ABC超家族含有幾百種不同的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，廣泛分布在從細(xì)菌到人類各種生物體中，也是一類 ATP驅(qū)動(dòng)泵，它們有共同的進(jìn)化起源。 V型質(zhì)子泵是利用 ATP水解供能從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中逆 H+電化學(xué)梯度泵出 H+進(jìn)入細(xì)胞器。 F型質(zhì)子泵 (H+ATP合成酶 )存在于細(xì)菌質(zhì)膜、線粒體內(nèi)膜和葉綠體類囊體膜上。植物細(xì)胞、真菌 (包括酵母 )和細(xì)菌細(xì)胞其質(zhì)膜上沒有 Na+— K+泵，而是具有 H+泵，將 H+泵出細(xì)胞，建立和維持跨膜的 H+電化學(xué)梯度，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)溶質(zhì)攝入細(xì)胞。鈣泵主要將 Ca2+輸出細(xì)胞或泵入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中儲(chǔ)存起來(lái)，以維持細(xì)胞內(nèi)低濃度的游離 Ca2+。 (二 ) 鈣泵與其他 P型離子泵：鈣泵分布在所有真核細(xì)胞的質(zhì)膜和某些細(xì)胞器膜上， Ca2+泵又稱 Ca2+— ATP酶，是由 1000個(gè)氨基酸殘基組成的多肽構(gòu)成的跨膜蛋白，與 Na+— K+泵的 α 亞基同源。水分子運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力等于跨膜水壓的差異，稱為滲透壓。 Na+/K+ ATPase的結(jié)構(gòu) Na+K+泵存在于動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)膜上， 一般要消耗 1/3的總 ATP(神經(jīng)元?jiǎng)t需 2/3)來(lái) 維持細(xì)胞內(nèi)低 Na+高 K+的離子環(huán)境，這種環(huán)境 對(duì)于細(xì)胞的正常生命活動(dòng)、神經(jīng)沖動(dòng)的傳播、細(xì)胞的滲透平衡及恒定細(xì)胞的體積都是非常必要的。 Na+— K+泵的工作模式是： 在細(xì)胞內(nèi)側(cè) α 亞基與 Na+結(jié)合促進(jìn)ATP水解， α 亞基上的一個(gè)天門冬氨酸殘基磷酸化引起 α 亞基構(gòu)象發(fā)生變化，將 Na+泵出細(xì)胞，同時(shí)細(xì)胞外的 K+與 α 亞基的另一位點(diǎn)結(jié)合，使其去磷酸化， α 亞基構(gòu)象再度發(fā)生變化，將 K+泵進(jìn)細(xì)胞，完成整個(gè)循環(huán)。 (一 )鈉鉀泵： Na+— K+泵 具有 ATP酶活性，故又稱為 Na+— K+ ATP酶， 是由 2個(gè) α 亞基和 2個(gè) β 亞基組成的四聚體。在轉(zhuǎn)運(yùn)離子過程中，至少有一個(gè) α 催化亞基發(fā)生磷酸化和去磷酸化反應(yīng)，從而改變泵蛋白的構(gòu)象，實(shí)現(xiàn)離子的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。前 3種只轉(zhuǎn)運(yùn)離子，后一種主要是轉(zhuǎn)運(yùn)小分子。 A B C ATP ADP+Pi 光 電化學(xué)梯度 脂分子雙層 主動(dòng)運(yùn)輸?shù)娜N類型： A. ATP驅(qū)動(dòng)泵； B. 耦聯(lián)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白； C. 光驅(qū)動(dòng)泵。協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白所介導(dǎo)的主動(dòng)運(yùn)輸又稱次級(jí)主動(dòng)運(yùn)輸。這兩類轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白使一種離子或分子逆濃度梯度的運(yùn)動(dòng)與一種或多種不同離子順濃度梯度的運(yùn)動(dòng)耦聯(lián)起來(lái)。 耦聯(lián)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白：介導(dǎo)各種離子和分子的跨膜運(yùn)動(dòng)。 這種主動(dòng)運(yùn)輸是一種耦聯(lián)的化學(xué)反應(yīng)，即需要能量過程與釋放能量過程相耦聯(lián)。 主動(dòng)運(yùn)輸普遍存在于動(dòng)植物細(xì)胞和微生物細(xì)胞中。 轉(zhuǎn)運(yùn)的溶質(zhì)分子其自由能變化為正值，因此需要與某種釋放能量的過程相耦聯(lián)。 不同載體蛋白對(duì)溶質(zhì)的親和性不 同，具轉(zhuǎn)運(yùn)特異性溶質(zhì)的偏好性。 協(xié)助擴(kuò)散具有以下的特征 : 協(xié)助擴(kuò)散比簡(jiǎn)單擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)速率高。 (三 )協(xié)助擴(kuò)散 協(xié)助擴(kuò)散是各種極性分子和無(wú)機(jī)離子， 如糖、氨基酸、核苷酸以及細(xì)胞代謝物 等順其濃度梯度或電化學(xué)梯度的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，該過程不需要細(xì)胞提供能量 ， 這與簡(jiǎn)單擴(kuò)散相同，因此兩 者都稱為被動(dòng)運(yùn)輸。 不同的小分子物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的速率 (取決于 分子大小和分子的極性 )差異極大。 (一 )簡(jiǎn)單擴(kuò)散 小分子的熱運(yùn)動(dòng)可使分子以簡(jiǎn)單擴(kuò)散的方式從膜的一側(cè)通過細(xì)胞質(zhì)膜進(jìn)入另一側(cè)，其結(jié)果是分子沿著濃度梯度降低的方向轉(zhuǎn)運(yùn)。 通道關(guān)閉 通道打開 胞外 胞內(nèi) 胞內(nèi) 胞外 A B C
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