物質的跨膜運輸

第五章物質的跨膜運輸 ●被動運輸（passivetransport） ●主動運輸（activetransport） ●胞吞作用（endocytosis）與胞吐作用（exocytosis）●物質的跨膜運輸是細胞維持正常生命活動的基礎之一。

當前1頁，總共35頁。當前2頁，總共35頁。被動運輸（passivetransport）特點：運輸方向、跨膜動力、能量消耗、膜轉運蛋白類型：簡單擴散、水孔蛋白、協(xié)助擴散膜轉運蛋白：

載體蛋白（carrierproteins）——通透酶（permease）性質；

介導被動運輸與主動運輸。

通道蛋白（channelproteins）——具有離子選擇性，轉運速率高； 沒有飽和值；離子通道是門控的；只介導被動運輸。

類型：配體門通道（ligand-gatedchannel）

電壓門通道（voltage-gatedchannel）

壓力激活通道（stress-activatedchannel）離子載體（ionophore） -----包括可動離子載體和通道離子載體。

當前3頁，總共35頁。簡單擴散和滲透的比較當前4頁，總共35頁。簡單擴散與協(xié)助擴散的比較當前5頁，總共35頁。(a)單亞基膜蛋白形成的通道;(b)多亞基膜蛋白形成的通道。

載體蛋白：通透酶當前6頁，總共35頁。水孔蛋白的跨膜結構域

1998年，RoderickMacKinnon用X射線衍射技術獲得了高分辨的鉀通道圖像,1991年,Agre發(fā)現(xiàn)水通道,二人共享2003年的諾貝爾化學獎當前7頁，總共35頁。甲酸（formate）通道蛋白FocA結構與水通道蛋白結構高度相似但沒有序列同源性的其他家族通道蛋白

。清華大學生命科學學院施一公教授領導的研究組合作解析了FocA的高分辨率結構，研究結果以Article的形式發(fā)表于Nature（）。當前8頁，總共35頁。幾種不同的門控離子通道當前9頁，總共35頁。乙酰膽堿受體通道當前10頁，總共35頁。鉀電壓門通道(4個亞基)

當前11頁，總共35頁。內耳聽覺毛細胞與應力激活通道當前12頁，總共35頁。可動離子載體---纈氨霉素通道離子載體---短桿菌肽A離子載體當前13頁，總共35頁。主動運輸（activetransport）●特點：運輸方向、能量消耗、膜轉運蛋白當前14頁，總共35頁。主動運輸（activetransport）●類型：三種基本類型

由ATP直接提供能量的主動運輸—

鈉鉀泵（結構與機制）維持滲透平衡

鈣泵（Ca2+-ATP酶）

質子泵：P-型質子泵、V-型質子泵、H+-ATP酶

當前15頁，總共35頁。主動運輸三種主要類型當前16頁，總共35頁。鈉鉀泵的結構當前17頁，總共35頁。鈉鉀泵的機制當前18頁，總共35頁。鈣泵（Ca2+-ATP酶）當前19頁，總共35頁。質子泵當前20頁，總共35頁。主動運輸（activetransport）協(xié)同運輸（cotransport） 由Na+-K+泵（或H+-泵）與載體蛋白協(xié)同作用， 靠間接消耗ATP所完成的主動運輸方式。

物質的跨膜轉運與膜電位當前21頁，總共35頁。在動物、植物細胞由載體蛋白介導的協(xié)同運輸異同點的比較當前22頁，總共35頁。動物小腸細胞對葡萄糖的吸收隨著Na+的吸收當前23頁，總共35頁。物質的跨膜轉運與膜電位當前24頁，總共35頁。胞吞作用（endocytosis）

與胞吐作用（exocytosis）

作用：完成大分子與顆粒性物質的跨膜 運輸，又稱膜泡運輸或批量運輸 （bulktransport）。屬于主動運輸。

●胞吞作用●胞吐作用當前25頁，總共35頁。胞吞作用

●胞飲作用（pinocytosis）與吞噬作用（phagocytosis）。

胞飲作用與吞噬作用主要有三點區(qū)別●受體介導的內吞作用及包被的組裝●胞內體（endosome）及其分選作用特

征內吞泡的大小轉運方式內吞泡形成機制胞飲作用吞噬作用小于150nm大于250nm。連續(xù)發(fā)生的過程需受體介導的信號觸發(fā)過程需要籠形蛋白形成包被

及接合素蛋白連接需要微絲及其結合蛋白的參與當前26頁，總共35頁。胞飲作用（pinocytosis）當前27頁，總共35頁。吞噬作用（phagocytosis）當前28頁，總共35頁。受體介導的內吞作用當前29頁，總共35頁。包被的組裝當前30頁，總共35頁。胞內體：是動物細胞內由膜包圍的細胞器，其作用是傳輸由胞吞作用新攝入的物質到溶酶體被降解。受體具有不同的胞內體分選途徑：①大部分受體返回它們原來的細胞膜結構域，如LDL的受體；②有些受體不能再循環(huán)而是最后進入溶酶體被消化，如與表皮生長因子結合的細胞表面受體；③有些受體被運至質膜不同的結構域，該過程稱為跨細胞的轉運，它通過內吞和外排相偶聯(lián)，在細胞的一側形成胞飲小泡穿越細胞質，另一側使小泡中的物質釋放出去。胞內體當前31頁，總共35頁。

胞吐作用

●組成型的外排途徑（constitutiveexocytosispathway）

所有真核細胞連續(xù)分泌用于質膜更新（膜脂、膜蛋白、胞外基質組分、營養(yǎng)或信號分子）

defaultpathway：除某些有特殊標志的駐留蛋白和調節(jié)型分泌泡外，其余蛋白的轉運途徑：粗面內質網→高爾基體→分泌泡→細胞表面

●調節(jié)型外排途徑（regulatedexocytosispathway）

特化的分泌細胞儲存——刺激——釋放 產生的分泌物（如激素、粘液或消化酶）具有共同的分選機制，分選信號存在于蛋白本身，分選主要由高爾基體TGN上的受體類蛋白來決定。