【正文】 度[13倍] 大亞基 大亞基 大亞基 大亞基 Pi 鈉結(jié)合部位 鉀結(jié)合部位 Na+ Na+ Mg+ Pi K+ K+ 大亞基 大亞基 大亞基 大亞基 水解一個(gè) ATP分子，可輸出 3個(gè) Na+，轉(zhuǎn)入 2個(gè) K+。 膜外表面有 2個(gè)高親和 K+結(jié)合位點(diǎn)，也是烏本苷高親和結(jié)合位點(diǎn)。 β小亞基 :為細(xì)胞膜外側(cè)半嵌合糖蛋白 ,其作用機(jī)制不詳。 它可以利用水解 ATP提供的能量，實(shí)現(xiàn)離子或小分子逆濃度或電化學(xué)梯度的跨膜運(yùn)動(dòng)。 動(dòng)物細(xì)胞根據(jù)主動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程中利用能量的方式不同，主動(dòng)運(yùn)輸可分為： ATP直接提供能量 (ATP驅(qū)動(dòng)泵 )， ATP間接提供能量?jī)煞N主要類型。 （三）載體蛋白介導(dǎo)的主動(dòng)運(yùn)輸 主動(dòng)運(yùn)輸是載體蛋白介導(dǎo)的物質(zhì)逆濃度梯度或電化學(xué)梯度，由低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)進(jìn)行的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)方式。 Km 轉(zhuǎn)運(yùn)分子濃度 → 載體介導(dǎo)的易化擴(kuò)散 簡(jiǎn)單擴(kuò)散 轉(zhuǎn)運(yùn)速率 Vmax 1/2Vmax 當(dāng)所有的結(jié)合部位均被溶質(zhì)分子占據(jù)。 易化擴(kuò)散的速率在一定限度內(nèi)同溶質(zhì)的濃度差成正比，當(dāng)擴(kuò)散率達(dá)一定水平，就不再受溶質(zhì)濃度的影響。 可運(yùn)輸一些親水性物質(zhì)和無(wú)機(jī)離子等。 在載體蛋白的介導(dǎo)下，不消耗細(xì)胞的代謝能量，順物質(zhì)濃度梯度或電化學(xué)梯度進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，這種方式稱為 易化擴(kuò)散(facilitated diffusion)或 幫助擴(kuò)散。 如內(nèi)耳毛細(xì)胞頂部的聽(tīng)毛細(xì)胞。 電壓門(mén)控通道主要存在于神經(jīng)元、肌細(xì)胞及腺上皮細(xì)胞等可興奮細(xì)胞，包括鉀通道、鈣通道、鈉通道和氯通道。是五聚體跨膜蛋白 (α 2 β γ δ) M2亞基上的亮氨酸殘基伸向孔內(nèi)形成一個(gè)紐扣結(jié)構(gòu)。 物質(zhì)順濃度梯度經(jīng)過(guò)通道蛋白擴(kuò)散到細(xì)胞膜的另一側(cè)。 ④多數(shù)離子通道不是持續(xù)開(kāi)放，離子通道開(kāi)放受“閘門(mén)”控制。 ②離子通道有高度的選擇性。 目前已發(fā)現(xiàn)的通道蛋白有 100余種， 通道蛋白的中心有一個(gè)對(duì)離子高度親和的親水性通道，又稱離子通道 (ion channel) 。 ———被動(dòng)運(yùn)輸 (passive transport) 膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白主要有兩類： 細(xì)胞也需要逆電化學(xué)梯度轉(zhuǎn)運(yùn)一些溶質(zhì)，這時(shí)不但需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的參與，還需要消耗能量 (多數(shù)是指 ATP)， 我們把細(xì)胞膜的這種利用代謝產(chǎn)生的能量來(lái)驅(qū)動(dòng)物質(zhì)的逆濃度梯度的轉(zhuǎn)運(yùn)稱為主動(dòng)運(yùn)輸 (active transport) 。 通道蛋白：通道蛋白形成一種水溶性通道，當(dāng)通道開(kāi)放時(shí)特定的溶質(zhì) (一般是無(wú)機(jī)離子 )可經(jīng)過(guò)通道穿越細(xì)胞膜。 所有膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白都是跨膜蛋白，它們的肽鏈穿越脂雙層，能使被轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)通過(guò)細(xì)胞膜。 疏水分子 小，不帶電的極性分子 大，不帶電的極性分子 離子 O2， CO2 N2，苯 H2O 尿素，甘油 葡萄糖 蔗糖 H+， HCO3 Na+， K+, Cl, Mg2+ 人工脂雙層的相對(duì)通透性 二、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白介導(dǎo)的跨膜運(yùn)輸 細(xì)胞膜中有特定的膜蛋白稱為膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 (membrane transport protein)。 人類肺部?jī)?nèi)表面。 必須滿足兩個(gè)條件：一是溶質(zhì)在膜兩側(cè)保持一定的濃度差．二是溶質(zhì)必須能透過(guò)膜。 一、膜的選擇性通透和簡(jiǎn)單擴(kuò)散 （一）膜的選擇性通透 分子量越小、脂溶性越強(qiáng)，通過(guò)脂雙層膜的速率越快。 第二節(jié) 小分子跨膜運(yùn)輸 小分子運(yùn)輸： 簡(jiǎn)單擴(kuò)散、離子通道擴(kuò)散、易化擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸。 脂筏的功能： 是參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用以及膽固醇代謝運(yùn)輸?shù)取? 脂筏中的脂類與相關(guān)的蛋白質(zhì)在膜平面可進(jìn)行側(cè)向擴(kuò)散。 脂筏周?chē)鷦t是富含不飽和磷脂的流動(dòng)性較高的液態(tài)區(qū)。 （四）脂筏模型 近來(lái)發(fā)現(xiàn)膜質(zhì)雙層內(nèi)含有由特殊脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成的微區(qū)： 富含膽固醇和鞘脂，其中聚集一些特定種類的膜蛋白。 1975年 “晶格鑲嵌模型” 。 外周蛋白 鑲嵌蛋白 流動(dòng)鑲嵌模型強(qiáng)調(diào)了膜的流動(dòng)性和不對(duì)稱性，較好地解釋了生物膜的功能特點(diǎn)，它是目前被普遍接受的膜結(jié)構(gòu)模型 （糖蛋白、糖脂）。 （三）流動(dòng)鑲嵌模型 1. 膜中脂雙層構(gòu)成膜的連貫主體，它既具有晶體分子排列的有序性，又具有液體的流動(dòng)性 。 蛋白質(zhì)：?jiǎn)螌与逆? ——折疊結(jié)構(gòu) （二）單位膜模型 “兩暗一明” 細(xì)胞膜 細(xì)胞質(zhì) 脂雙層 20世紀(jì) 60年代以后，一些新技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用，如應(yīng)用冰凍蝕刻技術(shù)顯示膜中有蛋白質(zhì)顆粒存在； 應(yīng)用紅外光譜、旋光色散等技術(shù)證明膜蛋白主要不是 β 片層結(jié)構(gòu)，而是 α 螺旋的球形結(jié)構(gòu)。 （一）片層結(jié)構(gòu)模型 1935年， James Danielli和 Hugh Davson提出“片層結(jié)構(gòu)模型” ： 細(xì)胞膜是由兩層磷脂分子構(gòu)成，內(nèi)外側(cè)表面還覆蓋著一層球形蛋白質(zhì)分子，形成蛋白質(zhì) 磷脂一蛋白質(zhì)三層夾板式結(jié)構(gòu) 。 小鼠細(xì)胞 標(biāo)記人膜蛋白抗體 +人膜蛋白（抗原） 異核細(xì)胞 抗小鼠膜蛋白抗體 +熒光素 B 抗人膜蛋白抗體 +熒光素 A 標(biāo)記小鼠膜蛋白抗體 +小鼠膜蛋白（抗原） 人細(xì)胞 孵育（ 370C,40分鐘） 膜蛋白 (抗原） 膜的流動(dòng)性具有十分重要的生理意義： 如物質(zhì)運(yùn)輸、細(xì)胞識(shí)別、信息轉(zhuǎn)導(dǎo)等功能都與膜的流動(dòng)性有密切關(guān)系。 （ 2）旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 1970年， Edidin等人運(yùn)用細(xì)胞融合技術(shù)和熒光免疫技術(shù)，證實(shí)了膜蛋白的流動(dòng)性。由于膽固醇位于磷脂分子之間隔開(kāi)磷脂分子，可有效地防止脂肪酸鏈相互凝聚，干擾晶態(tài)形成。 (1)脂肪酸鏈的飽和程度 (2)脂肪酸鏈的長(zhǎng)度 多種因素影響膜脂的流動(dòng)性 (3)膽固醇的 的雙重調(diào)節(jié)作用： 當(dāng)溫度在相變溫度以上時(shí)，由于膽固醇分子的固醇環(huán)與磷脂分子的烴鏈部分相結(jié)合限制了膜的流動(dòng)性，起到穩(wěn)定質(zhì)膜的作用。 （ 2） 翻轉(zhuǎn) （ 3） 旋轉(zhuǎn) （ 4） 伸縮和振蕩運(yùn)動(dòng) 膜脂分子能進(jìn)行多種運(yùn)動(dòng) (5)烴鏈的旋轉(zhuǎn)異構(gòu)運(yùn)動(dòng) ： 細(xì)胞膜脂類的脂肪酸烴鏈可以繞 C—C自由旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體。 相變溫度 ：當(dāng)溫度下降到某一點(diǎn)時(shí)，它可以從流動(dòng)的液晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)；溫度上升時(shí)又可以熔融為液晶態(tài)。 膜脂雙分子層是二維流體 即具有液晶態(tài)結(jié)構(gòu)。 膜組分分布不對(duì)稱性具有重要的生物學(xué)意義： 膜結(jié)構(gòu)上的不對(duì)稱性保證了膜功能的方向性，使膜兩側(cè)具有不同的功能，保證了生命活動(dòng)的高度有序性。 第三 .膜蛋白顆粒在內(nèi)外兩層中分布的不對(duì)稱。 。 帶負(fù)電荷的磷脂酰絲氨酸主要在胞質(zhì)側(cè)，細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)負(fù)電荷大于外側(cè)。 細(xì)胞膜 非胞質(zhì)側(cè)： 磷脂酰膽堿 .鞘磷脂。 （三）膜糖類覆蓋細(xì)胞膜表面 二 、 細(xì)胞膜的特性 （一）膜的不對(duì)稱性決定膜功能的方向性 膜的不對(duì)稱性 是指細(xì)胞膜中各種成分種類和數(shù)量的分布是不均勻的，這與細(xì)胞膜的功能有密切關(guān)系。 Triton X一 100是非離子去垢劑，也可使細(xì)胞膜崩解，也用于去除細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)，以便對(duì)細(xì)胞骨架和其他蛋白質(zhì)進(jìn)行研究。 要分離內(nèi)在膜蛋白．必須使用能破壞疏水作用