物質的跨膜運輸【精品-ppt】-展示頁
2024-12-17 10:54本頁面
【正文】 差； ，即離子通道的活性由通道開或關兩種構象所調(diào)節(jié)，并通過通道開關應答于適當?shù)男盘枴? ? 目前發(fā)現(xiàn)的通道蛋白已有 100余種，有些通道蛋白長期開放，如鉀泄漏通道； ? 有些通道蛋白平時處于關閉狀態(tài)，僅在特定刺激下才打開，又稱為 門通道 （ gated channel）。 – 通道離子載體 （ channel former） ：如 短桿菌肽 A（ granmicidin） ， 是由 15個疏水氨基酸構成的短肽 ，2分子形成一個跨膜通道 ， 有選擇的使單價陽離子如 H+、Na+、 K+按化學梯度通過膜 。 ? 分為兩類： – 可動離子載體 （ mobile ion carrier） ：如 纈氨霉素（ valinomycin） 是一種由三個重復部分構成的環(huán)形分子 ， 能順濃度梯度轉運 K+。 ? 膜轉運蛋白：載體蛋白（或離子載體）和通道蛋白兩種類型。 二、協(xié)助擴散 ? 也稱促進擴散（ facilitated diffusion）。 ? 某種物質對膜的通透性 （ P） 可以根據(jù)它在油和水中的分配系數(shù) （ K） 及其擴散系數(shù) （ D） 來計算： ? P=KD/t ? t為膜的厚度 。轉運的動力來自物質的濃度梯度，不需要細胞提供代謝能量。 – 通道蛋白能形成親水的通道 ， 允許特定的溶質通過 ， 所有 通道蛋白均以自由擴散的方式運輸溶質 。 ? 細胞膜上存在兩類主要的轉運蛋白 ， 即： 載體蛋白（ carrier protein） 和 通道蛋白 （ channel protein） 。物質通過細胞膜的轉運主要有三種途徑：被動運輸、主動運輸和胞吞與胞吐作用。第五章 物質的跨膜運輸 MEMBRANE TRANSPORT ? 細胞膜是細胞與細胞外環(huán)境之間的一種選擇性通透屏障，它既能保障細胞對基本營養(yǎng)物質的攝取、代謝廢物的排除和細胞內(nèi)離子濃度的調(diào)節(jié)，又能使細胞維持相對穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境。因此，物質的跨膜運輸對細胞的生存和生長至關重要。 內(nèi)容提要 ? 第一節(jié)、被動運輸 ? 一、簡單擴散 ? 二、協(xié)助擴散 ? 第二節(jié) 、主動運輸 ? 一、鈉鉀泵 ? 二、鈣離子泵 ? 三、質子泵 四、 ABC 轉運器 五、協(xié)同運輸 第三節(jié)、膜泡運輸?shù)幕靖拍? 一、吞噬作用 二、胞飲作用 三、外排作用 四、穿胞運輸 五、胞內(nèi)膜泡運輸 ? 據(jù)估計細胞膜上與物質轉運有關的蛋白占 核基因編碼蛋白的 15~30%， 細胞用在物質轉運方面的能量達細胞 總消耗能量的 2/3。 – 載體蛋白又稱做載體 （ carrier） 、 通透酶 （ permease）和 轉運器 （ transporter） ， 有的需要能量驅動 ， 如：各類 ATP驅動的離子泵；有的則不需要能量 ， 如：纈氨酶素 。 Membrane Transport Proteins 第一節(jié) 被動運輸 被動運輸（ passive transport）是指通過簡單擴散或協(xié)助擴散實現(xiàn)物質由高濃度向低濃度方向的跨膜轉運。 一、簡單擴散 ? 也叫自由擴散 （ free diffusion） 特點： – ① 沿濃度梯度 （ 或電化學梯度 ） 擴散； – ② 不需要提供能量； – ③ 沒有膜蛋白的協(xié)助 。 ? 人工膜對各類物質的通透率： ? 脂溶性越高通透性越大 ， 水溶性越高通透性越??； ? 非極性分子比極性容易透過 ， 極性不帶電荷小分子 ， 如H2O、 O2等可以透過人工脂雙層 ， 但速度較慢； ? 小分子比大分子容易透過 ；分子量略大一點的葡萄糖 、 蔗糖則很難透過； ? 人工膜對帶電荷的物質 ， 如各類 離子是高度不通透 的 。 ? 特點： ⑴比自由擴散轉運速率高； ⑵運輸速率同物質濃度成非線性關系，存在最大運轉速率； ⑶特異性；⑷細胞膜上存在膜轉運蛋白，飽和性。 （一）離子載體 （ ionophore） ? 是疏水性的小分子 ， 可溶于雙脂層 ， 多為微生物合成 ， 是微生物防御或與其它物種競爭的武器 。 DNP和 FCCP可轉運 H+。 Valinomycin Gramicidin A an antibiotic that acts as an ion pore. （二）通道蛋白（ channel protein） ? 是跨膜的親水性通道，允許適當大小的離子順濃度梯度通過，故又稱離子通道。主要有 4類： 電位門通道 、 配體門通道 、 環(huán)核苷酸門通道 、 機械門通道 。離子通道在神經(jīng)元與肌細胞沖動傳遞過程中起重要作用。 又稱 離子通道型受體 。 ? 乙酰膽堿 （ Ach） 受體 是由 4種不同的亞單位組成的 5聚體蛋白質 ， 形成一個結構為 α2βγδ的梅花狀通道樣結構 ，其中的兩個 α亞單位是同兩分子 Ach相結合的部位 。 ? K+電位門有四個亞單位，每個亞基有 6個跨膜 α螺旋 (S1S6) ， N和 C端均位于胞質面。 ? K+通道具有三種狀態(tài)：開啟、關閉和失活。 ? Na+、 K+、 Ca2+三種電壓門通道結構相似 ， 在進化上是由同一個遠祖基因演化而來 。 環(huán)核苷酸門通道 ? CNG通道與電壓門鉀通道結構相似，也有 6個跨膜片段。 ? CNG通道分布于化學感受器和光感受器中，與膜外信號的轉換有關。 機械門通道 ? 感受摩擦力、壓力、牽拉力、重力、剪切力等。 ? 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。為 2價或 1價的陽離子通道，有Na+、 K+、 Ca2+，以 Ca2+為主。 ? 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。 ? 2022年 Agre與離子通道的研
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