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文檔簡介

細胞生物學名詞解釋 1. 細胞(cell) 細胞是由膜包圍著含有細胞核(或擬核)的原生質所組成, 是生物體的結構和功能的基本單位, 也是生命活動的基本單位。細胞能夠通過分裂而增殖,是生物體個體發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)育的基礎。細胞或是獨立的作為生命單位, 或是多個細胞組成細胞群體或組織、或器官和機體;細胞還能夠進行分裂和繁殖;細胞是遺傳的基本單位,并具有遺傳的全能性。 2. 細胞質(cell plasma) 是細胞內除核以外的原生質, 即細胞中細胞核以外和細胞膜以內的原生質部分, 包括透明的粘液狀的胞質溶膠及懸浮于其中的細胞器。 3. 原生質(protoplasm) 生活細胞中所有的生活物質, 包括細胞核和細胞質。 4. 原生質體(potoplast) 脫去細胞壁的細胞叫原生質體, 是一生物工程學的概念。如植物細胞和細菌(或其它有細胞壁的細胞)通過酶解使細胞壁溶解而得到的具有質膜的原生質球狀體。動物細胞就相當于原生質體。 5. 細胞生物學(cell biology) 細胞生物學是以細胞為研究對象, 從細胞的整體水平、亞顯微水平、分子水平等三個層次,以動態(tài)的觀點, 研究細胞和細胞器的結構和功能、細胞的生活史和各種生命活動規(guī)律的學科。細胞生物學是現(xiàn)代生命科學的前沿分支學科之一,主要是從細胞的不同結構層次來研究細胞的生命活動的基本規(guī)律。從生命結構層次看,細胞生物學位于分子生物學與發(fā)育生物學之間,同它們相互銜接,互相滲透。 6. 細胞學說(cell theory) 細胞學說是18381839年間由德國的植物學家施萊登和動物學家施旺所提出,直到1858年才較完善。它是關于生物有機體組成的學說,主要內容有: 細胞是有機體, 一切動植物都是由單細胞發(fā)育而來, 即生物是由細胞和細胞的產物所組成; 所有細胞在結構和組成上基本相似; 新細胞是由已存在的細胞分裂而來; 生物的疾病是因為其細胞機能失常。 7. 原生質理論(protoplasm theory) 1861年由舒爾策(Max Schultze)提出, 認為有機體的組織單位是一小團原生質,這種物質在一般有機體中是相似的,并把細胞明確地定義為:“細胞是具有細胞核和細胞膜的活物質”。1880年Hanstain將細胞概念演變成由細胞膜包圍著的原生質, 分化為細胞核和細胞質。 8. 細胞遺傳學(cytogenetics) 遺傳學和細胞學結合建立了細胞遺傳學,主要是從細胞學的角度, 特別是從染色體的結構和功能, 以及染色體和其他細胞器的關系來研究遺傳現(xiàn)象, 闡明遺傳和變異的機制。 9. 細胞生理學(cytophysiology) 細胞學同生理學結合建立了細胞生理學,主要研究內容包括細胞從周圍環(huán)境中攝取營養(yǎng)的能力、代謝功能、能量的獲取、生長、發(fā)育與繁殖機理, 以及細胞受環(huán)境的影響而產生適應性和運動性的活動。細胞的離體培養(yǎng)技術對細胞生理學的研究具有巨大貢獻。 10.細胞化學(cytochemistry) 細胞學和化學的結合產生了細胞化學,主要是研究細胞結構的化學組成及化學分子的定位、分布及其生理功能, 包括定性和定量分析。如1943年克勞德(Claude)用高速離心法從細胞勻漿液中分離線粒體,然后研究它的化學組成和生理功能并得出結論: 線粒體是細胞氧化中心。1924年Feulgen發(fā)明的DNA的特殊染色方法-Feulgen反應開創(chuàng)了DNA的定性和定量分析。 11. 分子生物學(molecular biology) 在分子水平上研究生命現(xiàn)象的科學。研究生物大分子(核酸、蛋白質)的結 構、功能和生物合成等方面來闡明各種生命現(xiàn)象的本質。研究內容包括各種生命過程如光合作用、發(fā)育的分子機制、神經活動的機理、癌的發(fā)生等。 12. 分子細胞生物學(molecular biology of the cell) 以細胞為對象, 主要在分子水平上研究細胞生命活動的分子機制, 即研究細胞器、生物大分子與生命活動之間的變化發(fā)展過程, 研究它們之間的相互關系, 以及它們與環(huán)境之間的相互關系。 13. 支原體(mycoplasma) 又稱霉形體,是最簡單的原核細胞,支原體的大小介于細菌與病毒之間,直徑為0.10.3 um, 約為細菌的十分之一, 能夠通過濾菌器。支原體形態(tài)多變,有圓形、絲狀或梨形,光鏡下難以看清其結構。支原體具有細胞膜,但沒有細胞壁。它有一環(huán)狀雙螺旋DNA,沒有類似細菌的核區(qū)(擬核), 能指導合成700多種蛋白質。支原體細胞中惟一可見的細胞器是核糖體,每個細胞中約有8001500個。支原體可以在培養(yǎng)基上培養(yǎng),也能在寄主細胞中繁殖。 支原體沒有鞭毛,無活動能力,可以通過分裂法繁殖,也有進行出芽增殖的。 14. 結構域(domain)生物大分子中具有特異結構和獨立功能的區(qū)域,特別指蛋白質中這樣的區(qū)域。在球形蛋白中,結構域具有自己特定的四級結構,其功能部依賴于蛋白質分子中的其余部分,但是同一種蛋白質中不同結構域間??赏ㄟ^不具二級結構的短序列連接起來。蛋白質分子中不同的結構域常由基因的不同外顯子所編碼。 15. 模板組裝(template assembly) 由模板指導,在一系列酶的催化下,合成新的、與模板完全相同的分子。這是細胞內一種極其重要的組裝方式, DNA和RNA的分子組裝就屬于此類。 16. 酶效應組裝(enzymatic assembly) 相同的單體分子在不同的酶系作用下, 生成不同的產物。如以葡萄糖為原料既可合成纖維素,也可合成淀粉,就看進入那條酶促反應途徑。 17. 自體組裝(self assembly) 生物大分子借助本身的力量自行裝配成高級結構,現(xiàn)代的概念應理解為不需要模板和酶系的催化, 以別于模板組裝和酶效應組裝。其實,這種組裝也需要一種稱為分子伴侶的蛋白介導, 如核小體的組裝就需要核質素的介導。 18. 引發(fā)體(primosome) 是蛋白復合體, 主要成份是引物酶和DNA解旋酶,是在合成用于DNA復制的RNA引物時裝配的。引發(fā)體與DNA結合后隨即由引物酶合成RNA引物。 19. 剪接體(splicesome) 進行hnRNA剪接時形成的多組分復合物, 主要是有小分子的核RNA和蛋白質組成。 20 原核細胞(prokaryotic cell) 組成原核生物的細胞。這類細胞主要特征是沒有明顯可見的細胞核, 同時也沒有核膜和核仁, 只有擬核,進化地位較低。 21. 古細菌(archaebacteria) 一類特殊細菌,在系統(tǒng)發(fā)育上既不屬真核生物,也不屬原核生物。它們具有原核生物的某些特征(如無細胞核及細胞器),也有真核生物的特征(如以甲硫氨酸起始蛋白質的合成,核糖體對氯霉素不敏感),還具有它們獨有的一些特征(如細胞壁的組成,膜脂質的類型)。因之有人認為古細菌代表由一共同祖先傳來的第三界生物(古細菌,原核生物,真核生物)。它們包括酸性嗜熱菌,極端嗜鹽菌及甲烷微生物??赡艽砹嘶罴毎哪承┳钤缙诘男问健?22. 真細菌(Bacteria, eubacteria) 除古細菌以外的所有細菌均稱為真細菌。最初用于表示“真”細菌的名詞主要是為了與其他細菌相區(qū)別。 23. 中膜體(mesosome) 中膜體又稱間體或質膜體, 是細菌細胞質膜向細胞質內陷折皺形成的。每個細胞有一個或數(shù)個中膜體,其中含有細胞色素和琥珀酸脫氫酶, 為細胞提供呼吸酶, 具有類似線粒體的作用, 故又稱為擬線粒體。 24. 真核細胞(eucaryotic cell) 構成真核生物的細胞稱為真核細胞,具有典型的細胞結構, 有明顯的細胞核、核膜、核仁和核基質; 遺傳信息量大,并且有特化的膜相結構。 真核細胞的種類繁多, 既包括大量的單細胞生物和原生生物(如原生動物和一些藻類細胞), 又包括全部的多細胞生物(一切動植物)的細胞。 25. 生物膜結構體系(biomembrane system) 細胞內具有膜包被結構的總稱, 包括細胞質膜、核膜、內質網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、線粒體和葉綠體等。 膜結構體系的基本作用是為細胞提供保護。質膜將整個細胞的生命活動保護起來,并進行選擇性的物質交換;核膜將遺傳物質保護起來,使細胞核的活動更加有效;線粒體和葉綠體的膜將細胞的能量發(fā)生同其它的生化反應隔離開來,更好地進行能量轉換。 膜結構體系為細胞提供較多的質膜表面,使細胞內部結構區(qū)室化。由于大多數(shù)酶定位在膜上,大多數(shù)生化反應也是在膜表面進行的,膜表面積的擴大和區(qū)室化使這些反應有了相應的隔離,效率更高。另外,膜結構體系為細胞內的物質運輸提供了特殊的運輸通道,保證了各種功能蛋白及時準確地到位而又互不干擾。例如溶酶體的酶合成之后不僅立即被保護起來,而且一直處于監(jiān)護之下被運送到溶酶體小泡。 26. 遺傳信息表達結構系統(tǒng)(genetic expression system) 該系統(tǒng)又稱為顆粒纖維結構系統(tǒng),包括細胞核和核糖體。細胞核中的染色質是纖維結構,由DNA和組蛋白構成。染色體的一級結構是由核小體組成的串珠結構,其直徑為10nm,又稱為10納米纖維。核糖體是由RNA和蛋白質構成的顆粒結構,直徑為1525nm,由大小兩個亞基組成,它是細胞內合成蛋白質的場所。 27. 細胞骨架系統(tǒng)(cytoskeletonic system) 細胞骨架是由蛋白質與蛋白質搭建起的骨架網(wǎng)絡結構,包括細胞質骨架和細胞核骨架。細胞骨架系統(tǒng)的主要作用是維持細胞的一定形態(tài),使細胞得以安居樂業(yè)。細胞骨架對于細胞內物質運輸和細胞器的移動來說又起交通動脈的作用; 細胞骨架還將細胞內基質區(qū)域化;此外,細胞骨架還具有幫助細胞移動行走的功能。細胞骨架的主要成分是微管、微絲和中間纖維。 28. 細胞社會學(cell sociology) 細胞社會學是從系統(tǒng)論的觀點出發(fā),研究細胞整體和細胞群體中細胞間的社會行為(包括細胞間識別、通訊、集合和相互作用等),以及整體和細胞群對細胞的生長、分化和死亡等活動的調節(jié)控制。細胞社會學主要是在體外研究細胞的社會行為,用人工的細胞組合研究不同發(fā)育時期的相同細胞或不同細胞的行為; 研究細胞之間的識別、粘連、通訊以及由此產生的相互作用、作用本質、以及對形態(tài)發(fā)生的影響等。 細胞質膜與跨膜運輸 1. 膜(membrane) 通常是指分割兩個隔間的一層薄薄的結構,可以是自然形成的或是人造的,有時很柔軟。存在于細胞結構中的膜不僅薄,而且具有半透性semipermeable membrane),允許一些不帶電的小分子自由通過。 2. 細胞膜(cell membrane) 細胞膜是細胞膜結構的總稱,它包括細胞外層的膜和存在于細胞質中的膜,有時也特指細胞質膜。 3. 胞質膜(cytoplasmic membrane) 存在于細胞質中各膜結合細胞器中的膜,包括核膜、內質網(wǎng)膜、高爾基體膜、溶酶體膜、線粒體膜、葉綠體膜、過氧化物酶體膜等。 4. 細胞質膜(plasma membrane) 是指包圍在細胞表面的一層極薄的膜,主要由膜脂和膜蛋白所組成。質膜的基本作用是維護細胞內微環(huán)境的相對穩(wěn)定,并參與同外界環(huán)境進行物質交換、能量和信息傳遞。另外, 在細胞的生存、生長、分裂、分化中起重要作用。 真核生物除了具有細胞表面膜外,細胞質中還有許多由膜分隔成的各種細胞器,這些細胞器的膜結構與質膜相似,但功能有所不同,這些膜稱 為內膜(internal membrane),或胞質膜(cytoplasmic membrane)。內膜包括細胞核膜、內質網(wǎng)膜、高爾基體膜等。由于細菌沒有內膜,所以細菌的細胞質膜代行胞質膜的作用。 5. 生物膜(biomembrane,or biological membrane) 是細胞內膜和質膜的總稱。生物膜是細胞的基本結構,它不僅具有界膜的功能,還參與全部的生命活動。 6. 膜骨架(membrane skeleton) 細胞質膜的一種特別結構,是由膜蛋白和纖維蛋白組成的網(wǎng)架,它參與維持細胞質膜的形狀并協(xié)助質膜完成多種生理功能,這種結構稱為膜骨架。膜骨架首先是通過紅細胞膜研究出來的。紅細胞的外周蛋白主要位于紅細胞膜的內表面,并編織成纖維狀的骨架結構,以維持紅細胞的形態(tài),限 制膜整合蛋白的移動。 7. 血影蛋白(spectrin) 又稱收縮蛋白,是紅細胞膜骨架的主要成份,但不是紅細胞膜蛋白的成份,約占膜提取蛋白的30%。血影蛋白屬紅細胞的膜下蛋白,這種蛋白是一 種長的、可伸縮的纖維狀蛋白,長約100 nm,由兩條相似的亞基亞基(相對分子質量220kDa)和亞基(相對分子質量200kDa)構成。兩個亞基 鏈呈現(xiàn)反向平行排列, 扭曲成麻花狀,形成異二聚體, 兩個異二聚體頭-頭連接成200nm長的四聚體。5個或6個四聚體的尾端一起連接于短的肌 動蛋白纖維并通過非共價鍵與外帶4.1蛋白結合,而帶4.1 蛋白又通過非共價鍵與跨膜蛋白帶3蛋白的細胞質面結合, 形成“連接復合物”。這些 血影蛋白在整個細胞膜的細胞質面下面形成可變形的網(wǎng)架結構,以維持紅細胞的雙凹圓盤形狀。 8. 血型糖蛋白(glycophorin ) 血型糖蛋白又稱涎糖蛋白(sialo glycoprotein),因它富含唾液酸。血型糖蛋白是第一個被測定氨基酸序列的蛋白質,有幾種類型,包括A、B、C、D。血型糖蛋白B、C、D在紅細胞膜中濃度較低。血型糖蛋白A是一種單次跨膜糖蛋白, 由131個氨基酸組成, 其親水的氨基端露在膜的外側,結合16個低聚糖側鏈。血型糖蛋白的基本功能可能是在它的唾液酸中含有大量負電荷,防止了紅細胞在循環(huán)過程中經過狹小血管時相互聚集沉積在血管中。 9. 帶3蛋白(band 3 protein) 與血型糖蛋白一樣都是紅細胞的膜蛋白,因其在PAGE電泳分部時位于第三條帶而得名。帶3蛋白在紅細胞膜中含量很高,約為紅細胞膜蛋白的25%,由于帶3蛋白具有陰離子轉運功能,所以帶3蛋白又被稱為“陰離子通道”。帶3蛋白是由兩個相同的亞基組成的二聚體, 每條亞基含929個氨基酸,它是一種糖蛋白,在質膜中穿越1214次,因此,是一種多次跨膜蛋白。 10. 錨定蛋白(ankyrin) 又稱2.1蛋白。錨定蛋白是一種比較大的細胞內連接蛋白, 每個紅細胞約含10萬個錨定蛋白,相對分子質量為215,000。錨定蛋白一方面與血影蛋白相連, 另一方面與跨膜的帶3蛋白的細胞質結構域部分相連, 這樣,錨定蛋白借助于帶3蛋白將血影蛋白連接到細胞膜上,也就將骨架固定到質膜上。 11. 帶4.1蛋白(band 4.1 protein) 是由兩個亞基組成的球形蛋白,它在膜骨架中的作用是通過同血影蛋白結合,促使血影蛋白同肌動蛋白結合。帶4.1蛋白本身不同肌動蛋白相連,因為它沒有與肌動蛋白連接的位點。 12. 內收蛋白(adducin) 是由兩個亞基組成的二聚體,每個紅細胞約有30,000個分子。它的形態(tài)似不規(guī)則的盤狀物,高5.4nm,直徑12.4nm。內收蛋白可與肌動蛋白及血影蛋白復合體結合,并且通過Ca2+和鈣調蛋白的作用影響骨架蛋白的穩(wěn)定性,從而影響紅細胞的形態(tài)。 13. 磷脂(phospholipids) 含有磷酸基團的脂稱為磷脂,是細胞膜中含量最豐富和最具特性的脂。動、植物細胞膜上都有磷脂, 是膜脂的基本成分, 約占膜脂的50%以上。磷脂分子的極性端是各種磷脂酰堿基, 稱作頭部。它們多數(shù)通過甘油基團與非極性端相連。磷脂又分為兩大類: 甘油磷脂和鞘磷脂。甘油磷脂包括磷脂酰乙醇胺、磷脂酰膽堿(卵磷脂)、磷脂酰肌醇等。磷脂分子的疏水端是兩條長短不一的烴鏈, 稱為尾部, 一般含有1424個偶數(shù)碳原子。其中一條烴鏈常含有一個或數(shù)個雙鍵, 雙鍵的存在造成這條不飽和鏈有一定角度的扭轉。磷脂烴鏈的長度和不飽和度的不同可以影響磷脂的相互位置, 進而影響膜的流動性。各種磷脂頭部基團的大小、形狀、電荷的不同則與磷脂-蛋白質的相互作用有關。 14. 膽固醇(cholesterol) 膽固醇存在于真核細胞膜中。膽固醇分子由三部分組成: 極性的頭部、非極性的類固醇環(huán)結構和一個非極性的碳氫尾部。膽固醇的分子較其他膜脂要小, 雙親媒性也較低。膽固醇的親水頭部朝向膜的外側,疏水的尾部埋在脂雙層的中央。膽固醇分子是扁平和環(huán)狀的,對磷脂的脂肪酸尾部的運動具有干擾作用,所以膽固醇對調節(jié)膜的流動性、加強膜的穩(wěn)定性有重要作用。動物細胞膜膽固醇的含量較高,有的占膜脂的50%,大多數(shù)植物細胞和細菌細胞質膜中沒有膽固醇,酵母細胞膜中是麥角固醇。 15. 脂質體(liposome) 將少量的磷脂放在水溶液中,它能夠自我裝配成脂雙層的球狀結構,這種結構稱為脂質體,所以脂質體是人工制備的連續(xù)脂雙層的球形脂質小囊。脂質體可作為生物膜的研究模型,并可作為生物大分子(DNA分子)和藥物的運載體,因此脂質體是研究膜脂與膜蛋白及其生物學性質的極好材料。在構建導彈人工脂質體時,不僅要將被運載的分子或藥物包入脂質體的內部水相,同時要在脂質體的膜上做些修飾,如插入抗體便于脂質體進入機體后尋靶。 16. 整合蛋白(integral protein) 又稱內在蛋白(intrinsic protein)、跨膜蛋白(transmembrane protein), 部分或全部鑲嵌在細胞膜中或內外兩側,以非極性氨基酸與脂雙分子層的非極性疏水區(qū)相互作用而結合在質膜上。實際上,整合蛋白幾乎都是完全穿過脂雙層的蛋白,親水部分暴露在膜的一側或兩側表面; 疏水 區(qū)同脂雙分子層的疏水尾部相互作用;整合蛋白所含疏水氨基酸的成分較高??缒さ鞍卓稍俜譃閱未慰缒?、多次跨膜、多亞基跨膜等。跨膜蛋白一般含25%50%的螺旋, 也有折疊,如線粒體外膜和細菌質膜中的孔蛋白。 30. 光脫色熒光恢復技術(fluorescence recovery after photobleaching FRAP) 研究膜流動性的一種方法。首先用熒光物質標記膜蛋白或膜脂, 然后用激光束照射細胞表面某一區(qū)域, 使被照射區(qū)域的熒光淬滅變暗形成一個漂白斑。由于膜的流動性,漂白斑周圍的熒光物質隨著膜蛋白或膜脂的流動逐漸將漂白斑覆蓋,使淬滅區(qū)域的亮度逐漸增加, 最后恢復到與周圍的熒光光強度相等。 細胞膜蛋白的標記方法有很多種??梢杂梅翘禺愋缘娜玖?如異硫氰酸熒光素(fluorescein isothiocyanate,FITC)將細胞膜蛋白全部進行標記。也可用特異性的探針,如熒光抗體,標記特異的膜蛋白。膜蛋白一旦被標記就可用激光束進行局部照射處理,使熒光脫色,形成直徑約為1m的白斑。若是可移動的膜蛋白,則會因蛋白的移動,使白斑消失,若是不能移動的蛋白.則白斑不會消失。 根據(jù)熒光恢復的速度, 可推算膜脂的擴散速度為每秒鐘為幾個微米,而膜蛋白的擴散速度變化幅度較大,少數(shù)膜蛋白的擴散速度可達到膜脂的速度,大多數(shù)蛋白的擴散速度都比膜脂慢,還有一些膜蛋白完全限于某一個區(qū)域。正是這種限制,使膜形成一些特定的膜微區(qū)(membranedomain),這些微區(qū)具有不同的蛋白組成和功能。這實際上是膜蛋白不對稱分布帶來膜功能的不對稱。 FRAP技術也有它的不足之處。第一,它只能檢測膜蛋白的群體移動,而不能觀察單個蛋白的移動。其次,它不能證明膜蛋白在移動時是否受局部條件的限制。為了克服這些不足,發(fā)展了單顆粒示綜(single-particle tracking,SPT)技術,可以用抗體金(直徑1540 nm)來標記單個膜蛋白,然后通過計算機控制的攝像顯微鏡進行觀察。 31. 電子自旋共振譜技術(electron spin-resonance spectroscopy,ESR) 證明膜脂流動性的一種方法。在該技術中將一個含有不配對的電子基團(通常是硝基氧基團)加到磷脂的脂肪酸尾端,這就是所謂的自旋標記(spin-label )。當將這種脂暴露于外加磁場時,由于不配對電子基團的存在,它能夠自旋產生順磁場信號,這種共振能夠被儀器檢測獲得共振譜。如果被標記的脂位于脂雙層,根據(jù)共振譜就可以判斷膜脂的流動性。 32. 細胞運輸(cellular transport) 這種運輸主要是細胞與環(huán)境間的物質交換,包括細胞對營養(yǎng)物質的吸收、原材料的攝取和代謝廢物的排除及產物的分泌。如細胞從血液中吸收葡萄糖以及細胞質膜上的離子泵將Na+泵出、將K+泵入細胞都屬于這種運輸范疇。 33. 胞內運輸(intracellular transport) 是真核生物細胞內膜結合細胞器與細胞內環(huán)境進行的物質交換。包括細胞核、線粒體、葉綠體、溶酶體、過氧化物酶體、高爾基體和內質網(wǎng)等與細胞內的物質交換。 34. 轉細胞運輸(transcellular transport) 這種運輸不僅僅是物質進出細胞,而是從細胞的一側進入,從另一側出去,實際上是穿越細胞的運輸。在多細胞生物中,整個細胞層作為半滲透性的障礙,而不僅僅是細胞質膜。如植物的根部細胞負責吸收水份和礦物鹽, 然后將它們運輸?shù)狡渌M織即是這種運輸。 35. 膜運輸?shù)鞍?membrane transport protein) 膜運輸?shù)鞍资悄ふ系鞍? 或是大的跨膜分子復合物, 功能是參與被動運輸(促進擴散)或主動運輸(運輸泵)。參與促進擴散的膜運輸?shù)鞍纂m然 沒有酶活性, 但是具有酶催化的特點,如可達到最高速率、具有特異性和競爭抑制等,因此,運輸?shù)鞍子直环Q為透性酶(permease)。 36. 離子載體(ionophore) 離子載體是一些能夠極大提高膜對某些離子通透性的載體分子。大多數(shù)離子載體是細菌產生的抗生素,它們能夠殺死某些微生物,其作用機制就是提高了靶細胞膜通透性,使得靶細胞無法維持細胞內離子的正常濃度梯度而死亡,所以離子載體并非是自然狀態(tài)下存在于膜中的運輸?shù)鞍?而是人工用來研究膜運輸?shù)鞍椎囊粋€概念。根據(jù)改變離子通透性的機制不同,將離子載體分為兩種類型:通道形成離子載體(channel-formingionophore)和離子運載的離子載體(ion-carrying ionophore)。 37. 短桿菌肽 A(gramicidin A) 是一種由15個氨基酸組成的線性肽,其中8個是L-氨基酸,7個是D-氨基酸, 它具有疏水的側鏈, 兩個分子在一起形成跨膜的通道, 所以是一種形 成通道的離子載體,它能夠有選擇地將單價陽離子順電化學梯度通過膜,不過它并不顯著提高運輸速度。可被短桿菌肽 A離子通道運輸?shù)年栯x子有H+ NH4+K+ Na+ Li+。 38. 纈氨霉素(valinomycin) 是一種由12個氨基酸組成的環(huán)形小肽,它是一種脂溶性的抗生素。將纈氨霉素插入脂質體后,通過環(huán)的疏水面與脂雙層相連, 極性的內部能精確地固定K+。它在一側結合K+,然后向內側移動通過脂雙層, 在另一側將K+釋放到細胞內。纈氨酶素可使K+的擴散速率提高100,000倍,但是它不能有效地提高Na+的擴散速度。 39. 擴散(diffusion) 是指物質沿著濃度梯度從半透性膜濃度高的一側向低濃度一側移動的過程,通常把這種過程稱為簡單擴散。這種移動方式是單個分子的隨機運動,無論開始的濃度有多高,擴散的結果是兩邊的濃度達到平衡。雖然這種移動不需要消耗能量,主要是依靠擴散物質自身的力量,但從熱力學考慮,它利用的是自由能。如果改變膜兩側的條件,如加熱或加壓,就有可能改變物質的流動方向,其原因就是改變了自由能。所以,擴散是物質從自由能高的一側向自由能低的一側流動。 40.滲透(osmosis) 是指水分子以及溶劑通過半透性膜的擴散。水的擴散同樣是從自由能高的地方向自由能低的地方移動,如果考慮到溶質的話,水是從溶質濃度低的地方向溶質濃度高的地方流動。 41. 簡單擴散(simple diffusion) 簡單擴散是被動運輸?shù)幕痉绞?不需要膜蛋白的幫助,也不消耗ATP,而只靠膜兩側保持一定的濃度差,通過擴散發(fā)生的物質運輸。 簡單擴散的限制因素是物質的脂溶性、分子大小和帶電性。 一般說來, 氣體分子(如O2、CO2、N2)、小的不帶電的極性分子(如尿素、乙醇)、脂溶性的分子等易通過質膜,大的不帶電的極性分子(如 葡萄糖)和各種帶電的極性分子都難以通過質膜。 42. 促進擴散(facilitated diffusion) 促進擴散又稱易化擴散、協(xié)助擴散,或幫助擴散。是指非脂溶性物質或親水性物質, 如氨基酸、糖和金屬離子等借助細胞膜上的膜蛋白的幫助順濃度梯度或順電化學濃度梯度, 不消耗ATP進入膜內的一種運輸方式。 促進擴散同簡單擴散相比,具有以下一些特點 促進擴散需要膜蛋白的幫助,并且比簡單擴散的速度要快幾個數(shù)量級。 簡單擴散的速率與溶質的濃度成正比,而膜蛋白幫助的促進擴散可以達到最大值, 當溶質的跨膜濃度差達到一定程度時,促進擴散的速度不再提高。 在簡單擴散中,結構上相似的分子以基本相同的速度通過膜,而在促進擴散中,運輸?shù)鞍拙哂懈叨鹊倪x擇性。如運輸?shù)鞍啄軌驇椭咸烟强焖龠\輸,但不幫助與葡萄糖結構類似的糖類運輸。 與簡單擴散不同,運輸?shù)鞍椎拇龠M擴散作用也會受到各種抑制。膜運輸?shù)鞍椎倪\輸作用也會受到類似于酶的競爭性抑制,以及蛋白質變性劑的 抑制作用。 43. 通道蛋白(channel protein) 通道蛋白是一類橫跨質膜,能使適宜大小的分子及帶電荷的分子通過簡單的自由擴散運動, 從質膜的一側轉運到另一側。通道蛋白可以是單體蛋白,也可以是多亞基組成的蛋白,它們都是通過疏水的氨基酸鏈進行重排,形成水性通道。通道蛋白本身并不直接與小的帶電荷的分子相互作用,這些小的帶電荷的分子可以自由的擴散通過由脂雙層中膜蛋白帶電荷的親水區(qū)所形成的水性通道。通道蛋白的運輸作用具有選擇性,所以在細胞膜中有各種不同的通道蛋白。通道蛋白參與的只是被動運輸,在運輸過程中并不與被運輸?shù)姆肿咏Y合,也不會移動,并且是從高濃度向低濃度運輸,所以運輸時不消耗能量。 44. 電位-門控通道(voltage-gated channels) 這類通道的構型變化依據(jù)細胞內外帶電離子的狀態(tài),主要是通過膜電位的變化使其構型發(fā)生改變, 從而將“門”打開。在很多情況下, 門通道 有其自己的關閉機制, 它能快速地自發(fā)關閉。開放往往只有幾毫秒時間。在這短暫瞬息時間里,一些離子、代謝物或其它溶質順著濃度梯度自由 擴散通過細胞膜。 電位-門控通道在神經細胞的信號傳導中起主要作用, 電位門控通道也存在于其他的一些細胞,包括肌細胞、卵細胞、原生動物和植物細胞。 45. 配體-門控通道(ligand gated channel) 這類通道在其細胞內或外的特定配體(ligand)與膜受體結合時發(fā)生反應, 引起門通道蛋白的一種成分發(fā)生構型變化, 結果使“門”打開。因此這類通道被稱為配體-門控通道,它分為細胞內配體和細胞外配體兩種類型。 46. 脅迫門控通道(stretch-gated channel) 這種通道的打開受一種力的作用,聽覺毛狀細胞的離子通道就是一個極好的例子。聲音的振動推開協(xié)迫門控通道,允許離子進入毛狀細胞,這樣建立起一種電信號,并且從毛狀細胞傳遞到聽覺神經,然后傳遞到腦。 47. 載體蛋白(carrier protein) 載體蛋白需要同被運輸?shù)碾x子和分子結合,然后通過自身的構

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