跨膜运输 MEMBRANE TRANSPORT
跨膜运输 MEMBRANE TRANSPORT
内容提要 第一节、被动运输四、ABC转运器 简单扩散 五、协同运输 协助扩散 第三节、膜泡运输的基本概念 吞噬作用 第二节主动运输 胞饮作用 钠钾泵 三、外排作用 钙离子泵 四、穿胞运输 三、质子泵 五、胞内膜泡运输
内容提要 • 第一节、被动运输 • 一、简单扩散 • 二、协助扩散 • 第二节 主动运输 • 一、钠钾泵 • 二、钙离子泵 • 三、质子泵 四、ABC 转运器 五、协同运输 第三节、膜泡运输的基本概念 一、吞噬作用 二、胞饮作用 三、外排作用 四、穿胞运输 五、胞内膜泡运输
据估计细胞膜上与物质转运有关的蛋白占核基因编码蛋白 的15~30%,细胞用在物质转运方面的能量达细胞总消耗 能量的2/3 细胞膜上存在两类主要的转运蛋白,即:载体蛋白 ( carrier protein)和通道蛋白( channel protein) 载体蛋白又称做载体( carrier)、通透酶( permease)和转运器 ( transporter),有的需要能量驱动,如:各类APT驱动的离子泵; 有的则不需要能量,如:缬氨酶素。 通道蛋白能形成亲水的通道,允许特定的溶质通过,所有通道蛋白 均以自由扩散的方式运输溶质
• 据估计细胞膜上与物质转运有关的蛋白占核基因编码蛋白 的15~30%，细胞用在物质转运方面的能量达细胞总消耗 能量的2/3。 • 细 胞 膜上 存在 两 类主 要的 转运 蛋白 ， 即：载体蛋白 （carrier protein）和通道蛋白（channel protein）。 – 载体蛋白又称做载体（carrier）、通透酶（permease）和转运器 （transporter），有的需要能量驱动，如：各类APT驱动的离子泵； 有的则不需要能量，如：缬氨酶素。 – 通道蛋白能形成亲水的通道，允许特定的溶质通过，所有通道蛋白 均以自由扩散的方式运输溶质
第一节被动运输
第一节 被动运输
简单扩散 也叫自由扩散( free diffusion)特点: ①沿浓度梯度(或电化学梯度)扩散; ②不需要提供能量; ③没有膜蛋白的协助。 某种物质对膜的通透性(P)可以根据它在油和水中的分 配系数(K)及其扩散系数(D)来计算: P=KD/t t为膜的厚度
一、简单扩散 • 也叫自由扩散（free diffusion）特点： – ①沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散； – ②不需要提供能量； – ③没有膜蛋白的协助。 • 某种物质对膜的通透性（P）可以根据它在油和水中的分 配系数（K）及其扩散系数（D）来计算： • P=KD/t • t为膜的厚度
人工膜对各类物质的通透率: 脂溶性越髙通透性越大,水溶性越高通透性越小 非极性分子比极性容易透过,极性不带电荷小分子,如 H2O、O2等可以透过人工脂双层,但速度较慢 ·小分子比大分子容易透过;分子量略大一点的葡萄糖、蔗 糖则很难透过; 人工膜对带电荷的物质,如各类离子是高度不通透的
• 人工膜对各类物质的通透率： • 脂溶性越高通透性越大，水溶性越高通透性越小； • 非极性分子比极性容易透过，极性不带电荷小分子，如 H2O、O2等可以透过人工脂双层，但速度较慢； • 小分子比大分子容易透过；分子量略大一点的葡萄糖、蔗 糖则很难透过； • 人工膜对带电荷的物质，如各类离子是高度不通透的
、协助扩散 ·也称促进扩散( facilitated diffusion) 特点:①比自由扩散转运速率高;②运输速率同物质浓度成非线性关系; ③特异性;饱和性。 载体:离子载体和通道蛋白两种类型。 500 Facilitated g Passive diffusion 01个234567891011121314 External concentration of glucose (mM)
二、协助扩散 • 也称促进扩散（facilitated diffusion）。 • 特点： ①比自由扩散转运速率高； ②运输速率同物质浓度成非线性关系； ③特异性；饱和性。 • 载体：离子载体和通道蛋白两种类型
(一)离子载体( ionophore) ·是疏水性的小分子,可溶于双脂层,多为微生物合成,是 微生物防御或与其它物种竞争的武器。 分为两类: 可动离子载体( mobile ion carrier):如缬氨霉素( valinomycin) 是一种由三个重复部分构成的环形分子,能顺浓度梯度转运K+。 DNP和FCCP可转运H+。 通道离子载体( channel former):如短杆菌肽A( gramicidin), 是由15个疏水氨基酸构成的短肽,2分子形成一个跨膜通道,有选 择的使单价阳离子如H、Na+、K按化学梯度通过膜
（一）离子载体（ionophore） • 是疏水性的小分子，可溶于双脂层，多为微生物合成，是 微生物防御或与其它物种竞争的武器。 • 分为两类： – 可动离子载体（mobile ion carrier） ：如缬氨霉素（valinomycin） 是一种由三个重复部分构成的环形分子，能顺浓度梯度转运K+。 DNP和FCCP可转运H+。 – 通道离子载体（channel former）：如短杆菌肽A（granmicidin）， 是由15个疏水氨基酸构成的短肽，2分子形成一个跨膜通道，有选 择的使单价阳离子如H+ 、Na+ 、K+按化学梯度通过膜
(二)通道蛋白( channel protein) ·是跨膜的亲水性通道,允许适当大小的离子顺浓度梯度通 过,故又称离子通道 有些通道蛋白长期开放,如钾泄漏通道 有些通道蛋白平时处于关闭状态,仅在特定刺激下才打开, 又称为门通道( gated channel)。主要有4类:电位门通 道、配体门通道、环核苷酸门通道、机械门通道
（二）通道蛋白（channel protein） • 是跨膜的亲水性通道，允许适当大小的离子顺浓度梯度通 过，故又称离子通道。 • 有些通道蛋白长期开放，如钾泄漏通道； • 有些通道蛋白平时处于关闭状态，仅在特定刺激下才打开， 又称为门通道（gated channel）。主要有4类：电位门通 道、配体门通道、环核苷酸门通道、机械门通道
1、配体门通道( igand gated channe) 特点:受体与细胞外的配体结合,引起门通道蛋白发生构 象变化,“门”打开。又称离子通道型受体。 可分为阳离子通道,如乙酰胆碱、谷氨酸和五羟色胺 体,和阴离子通道,如甘氨酸和γ一氨基丁酸受体。 Ach受体是由4种不同的亚单位组成的5聚体蛋白质,形 成一个结构为α2βV6的梅花状通道样结构,其中的两个a 亚单位是同两分子Ach相结合的部位
1、配体门通道(ligand gated channel) • 特点：受体与细胞外的配体结合，引起门通道蛋白发生构 象变化， “门”打开。又称离子通道型受体。 • 可分为阳离子通道，如乙酰胆碱、谷氨酸和五羟色胺受 体，和阴离子通道，如甘氨酸和γ－氨基丁酸受体。 • Ach受体是由4种不同的亚单位组成的5聚体蛋白质，形 成一个结构为α2βγδ的梅花状通道样结构，其中的两个α 亚单位是同两分子Ach相结合的部位