第三章物质的跨膜运输与信号传递 (4学时) 物质的跨膜运输 细胞通讯与信号传递
1 第三章 物质的跨膜运输与信号传递 （4学时） 物质的跨膜运输 细胞通讯与信号传递
第一节物质的跨膜运输 物质的跨膜运输是细胞维持正常生命活动的基础之一。 ●被动运输( passive transport) ●主动运输( active transport) ●胞吞作用( endocytosis)与胞吐作用 (exocytosis )
2 第一节 物质的跨膜运输 ●被动运输（passive transport） ●主动运输（active transport） ●胞吞作用（endocytosis）与胞吐作用 （exocytosis） 物质的跨膜运输是细胞维持正常生命活动的基础之一
第二节细胞通讯与信号传递 ●细胞通讯与细胞识别 ●细胞的信号分子与受体 ●通过细胞内受体介导的信号传递 ●通过细胞表面受体介导的信号跨膜传递 ●由细胞表面整合蛋白介导的信号传递 ●细胞信号传递的基本特征与蛋自激酶的网络整冾信
3 第二节 细胞通讯与信号传递 ●细胞通讯与细胞识别 ●细胞的信号分子与受体 ●通过细胞内受体介导的信号传递 ●通过细胞表面受体介导的信号跨膜传递 ●由细胞表面整合蛋白介导的信号传递 ●细胞信号传递的基本特征与蛋白激酶的网络整合信 息
被动运输( passive trans port ◆什么是被动运输:通过自由扩散或协助扩散,使物质顺着浓度梯度(或 电化学梯度),由高浓度向低浓度运动,运动的动力来自浓度梯度,不 需要由细胞提供代谢能量,这种跨膜转运方式称被动运输。 ◆类型:简单扩散( simple diffusion)、协助扩散( facilitated diffusion ◆协助扩散特征:速率高;最大转运速率;需膜转运蛋白 ◆膜转运蛋白 ◇载体蛋白( carrier proteins)—通透酶( permease)性质; 介导被动运输与主动运输。 ◇通道蛋白( channel proteins)-—具有离子选择性,转运速率高 离子通道是门控的;只介导被动运输 类型:电压门通道( voltage- gated channel);配体门通道 ( ligand- gated channel);压力激活通道( stress-activated channel)
4 被动运输（passive transport） ◆什么是被动运输：通过自由扩散或协助扩散，使物质顺着浓度梯度（或 电化学梯度），由高浓度向低浓度运动，运动的动力来自浓度梯度，不 需要由细胞提供代谢能量，这种跨膜转运方式称被动运输。 ◆类型：简单扩散（simple diffusion）、协助扩散（facilitated diffusion） ◆协助扩散特征：速率高；最大转运速率；需膜转运蛋白 ◆膜转运蛋白： 载体蛋白（carrier proteins）——通透酶（permease）性质； 介导被动运输与主动运输。 通道蛋白（channel proteins）——具有离子选择性，转运速率高； 离子通道是门控的；只介导被动运输 类型： 电压门通道（voltage-gated channel）；配体门通道 （ligand-gated channel）； 压力激活通道（stress-activated channel）
主动运输( active transport ●在主动运输中,物质逆着浓度梯度(或电化学梯度)由低浓度向高浓度 运输,在此过程中需要与某种释放能量的过程相藕联。 特点:①逆浓度梯度(逆化学梯度)运输;②需要能量;③都有载体蛋白。 ●类型:三种基本类型 ◆由ATP直接提供能量的主动运输一 ◆钠钾泵(结构与机制):NatK+泵作用是:①维持细胞的渗透性, 保持细胞的体积;②维持低Na+高K+的细胞内环境,维持细胞的静息电位 ◆钙泵(Ca2+-ATP酶) ◆质子泵:P型质子泵、V型质子泵、H-ATP酶 ◆协同运输( cotransport 由Na-K+泵(或H-泵)与载体蛋白协同作甩,靠间接消耗 ATP所完成的主动运输方式 共运输( import)和对向运输( antiport) ◆物质的跨膜转运与膜申位
5 主动运输（active transport） ●在主动运输中，物质逆着浓度梯度（或电化学梯度）由低浓度向高浓度 运输，在此过程中需要与某种释放能量的过程相藕联。 特点：①逆浓度梯度（逆化学梯度）运输；②需要能量；③都有载体蛋白。 ●类型：三种基本类型 ◆由ATP直接提供能量的主动运输— 钠钾泵 （结构与机制）：Na+ -K+泵作用是：①维持细胞的渗透性， 保持细胞的体积；②维持低Na+高K+的细胞内环境，维持细胞的静息电位。 钙泵（Ca2+ -ATP酶） 质子泵：P-型质子泵、V-型质子泵、H+ -ATP酶 ◆协同运输（cotransport） 由Na+ -K+泵（或H+ -泵）与载体蛋白协同作用，靠间接消耗 ATP所完成的主动运输方式。 共运输（symport）和对向运输（antiport） ◆物质的跨膜转运与膜电位
胞吞作用( endocytosis)与 胞吐作用( exocytosis) 作用:完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输,在转运过 程中物质包裹在脂双层膜围绕的囊泡中,又称膜泡运输;或 称批量运输( bulk transport)。属于主动运输 ●胞吞作用 ●胞吐作用
6 胞吞作用（endocytosis）与 胞吐作用（exocytosis） 作用：完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输，在转运过 程中物质包裹在脂双层膜围绕的囊泡中，又称膜泡运输；或 称批量运输（bulk transport）。属于主动运输。 ●胞吞作用 ●胞吐作用
胞吞作用 通过细胞膜内陷形成囊泡,称胞吞泡( endocytic vesicle),将外界物质裹进并输入细胞的过程。 ●胞饮作用( pinoy tosis)与昋噬作用( phagocytosis)。 胞饮作用与吞噬作用主要有三点区别 特征内吞泡的大小转运方式 内吞泡形成机制 胞饮作用 小于150nm 连续发生的过程需要笼形蛋白形成包被 及接合素蛋白连接 吞噬作用 大于250nm 需受体介导的需要微丝及其结合蛋白的参 信号触发过程与 ●受体介导的内吞作用及包被的组装 ●胞内体( endosome)及其分选作用
7 胞吞作用 ● 通 过 细 胞 膜 内 陷 形 成 囊 泡 ， 称胞吞泡 （ endocytic vesicle），将外界物质裹进并输入细胞的过程。 ●胞饮作用（pinocytosis）与吞噬作用（phagocytosis）。 胞饮作用与吞噬作用主要有三点区别 特 征 内吞泡的大小 转运方式 内吞泡形成机制 胞饮作用 吞噬作用 小于 150nm 大于 250nm。 连续发生的过程 需受体介导的 信号触发过程 需要笼形蛋白形成包被 及接合素蛋白连接 需要微丝及其结合蛋白的参 与 ●受体介导的内吞作用及包被的组装 ● 胞内体（endosome）及其分选作用
胞吐作用 ●组成型的外排途径( constitutive exocytosis pathway 所有真核细胞从高尔基体分泌的囊泡向质膜流动并与之融合的连续 分泌过程。用于质膜更新(膜脂、膜蛋白、胞外基质组分、营养或信 号分子) default pathway:除某些有特殊标志的駐留蛋白和调节型分泌泡外, 其余蛋白的转运途径:粗面内质网→高尔基体→分泌泡→细胞表面 ●週节型外排途径( regulated exocytosis pathway) 特化的分泌细胞 储存刺激—释放 ●膜流:膜流的含义 动态过程对质膜更新和维持细胞的生存与生长是必要的
8 胞吐作用 ● 组成型的外排途径（constitutive exocytosis pathway） 所有真核细胞从高尔基体分泌的囊泡向质膜流动并与之融合的连续 分泌过程。用于质膜更新（膜脂、膜蛋白、胞外基质组分、营养或信 号分子） default pathway：除某些有特殊标志的駐留蛋白和调节型分泌泡外， 其余蛋白的转运途径：粗面内质网→高尔基体→分泌泡→细胞表面 ● 调节型外排途径（regulated exocytosis pathway） 特化的分泌细胞 储存——刺激——释放 ● 膜流：膜流的含义 动态过程对质膜更新和维持细胞的生存与生长是必要的
细胞通讯与细胞识别 多细胞生物是由各种细胞组成的细胞社会,通过细胞间的通讯与信 号传导,以协调不同细胞的行为,如:①调节代谢,通过对代谢相关酶 活性的调节,控制细胞的物质和能量代谢;②实现细胞功能,如肌肉的 收缩和舒张,腺体分泌物的释放;③调节细胞周期,使DNA复制相关的 基因表达,细胞进入分裂和增殖阶段:④控制细胞分化,使基因有选择 性地表达,细胞不可逆地分化为有特定功能的成熟细胞;⑤影响细胞的 存活。 ●细胞通讯( cell communication ●细胞识别( cell recognition)
9 细胞通讯与细胞识别 多细胞生物是由各种细胞组成的细胞社会，通过细胞间的通讯与信 号传导，以协调不同细胞的行为，如：①调节代谢，通过对代谢相关酶 活性的调节，控制细胞的物质和能量代谢；②实现细胞功能，如肌肉的 收缩和舒张，腺体分泌物的释放； ③调节细胞周期，使DNA复制相关的 基因表达，细胞进入分裂和增殖阶段； ④控制细胞分化，使基因有选择 性地表达，细胞不可逆地分化为有特定功能的成熟细胞； ⑤影响细胞的 存活。 ●细胞通讯（cell communication） ●细胞识别（cell recognition）
细胞通讯( cell communication) 细胞通讯是指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生 相应的反应。 细胞间的通讯对于多细胞生物体的发生和组织的构建,协调细胞的 功能,控制细胞的生长、分裂、分化和凋亡是必须的 ●细胞通讯方式: ◆分泌化学信号进行通讯 ◇内分泌( endocrine) ◇旁分泌( paracrine) ◇自分泌( autocrine) ◇化学突触( chemical synapse) ◆接触性依赖的通讯 细胞间直接接触,信号分子与受体都是细胞的跨膜蛋白 ◆间隙连接实现代谢偶联或电偶联
10 细胞通讯（cell communication） 细胞通讯是指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生 相应的反应。 细胞间的通讯对于多细胞生物体的发生和组织的构建，协调细胞的 功能，控制细胞的生长、分裂、分化和凋亡是必须的。 ●细胞通讯方式： ◆分泌化学信号进行通讯 内分泌（endocrine） 旁分泌（paracrine） 自分泌（autocrine） 化学突触（chemical synapse） ◆接触性依赖的通讯 细胞间直接接触，信号分子与受体都是细胞的跨膜蛋白 ◆间隙连接实现代谢偶联或电偶联