醫(yī)學細胞生物學細胞膜(下)

專題

物質運輸脂雙層膜對不同物質的通透性的規(guī)律單擊此處添加小標題分子量小、脂溶性高的非極性小分子最容易通過單擊此處添加小標題不帶電荷、分子量小的極性小分子也比較容易通過單擊此處添加小標題不帶電荷、分子量較大的極性分子不易通過單擊此處添加小標題帶電荷的離子無論分子量多小，也極難通過2不同物質進出細胞膜的方式是不同的。3從分子大小來看：小分子物質的穿膜運輸1細胞膜對物質進出的高度選擇性決定了6需要耗能的主動運輸5從耗能來看：不用耗能的被動運輸4大分子物質的膜泡運輸小分子物質的穿膜運輸0101被動運輸02不需要消耗細胞代謝能,而將物質03從濃度高的一側經細胞膜轉運至04濃度低的一側的運輸方式。05三種方式：簡單擴散、通道擴散、易化擴散添加標題高濃度添加標題低濃度添加標題電化學梯度添加標題簡單擴散添加標題簡單擴散:添加標題不需要消耗能量、不依靠運輸蛋白添加標題而使物質順濃度梯度從膜的一側添加標題轉運到另一側的運輸方式。通道擴散通道擴散是指物質借助通道蛋白完成跨膜運輸。由通道蛋白形成穿越質膜的親水性通道，物質順著濃度梯度，從膜的一側經過孔道到達另一側，不需要消耗能量的一種運輸方式。由于絕大多數通道蛋白都與離子轉運有關，所以又被稱為離子通道。離子通道的特點仍屬于被動運輸（順著電化學梯度由高向低）通道蛋白不需要與溶質分子結合具有離子選擇性，只允許特定的離子通過離子通道的開啟受“閘門”控制（多數時候是關閉的，只有受到刺激后瞬時開放）轉運速率極快主要離子通道：電壓門控通道壓力激活通道配體閘門離子通道配體閘門離子通道也稱為配體門控通道。配體（胞外信號）與通道蛋白相應部位結合引起通道蛋白構象發(fā)生變化，從而將閘門打開，特定的離子大量流入。如：乙酰膽堿受體通道、GABA受體通道等高濃度低濃度電化學梯度通道蛋白配體高濃度低濃度電化學梯度通道蛋白配體Chemicalsynapse易化擴散高濃度低濃度電化學梯度脂雙分子層載體蛋白凡借助于載體蛋白的幫助,不消耗能量，物質順濃度梯度的轉運方式稱易化擴散，又叫幫助擴散。易化擴散的特點物質需要與載體蛋白的特定部位結合物質與載體蛋白的親合力是不斷變化的載體蛋白對所要轉運的物質具有高度的特異性高濃度低濃度電化學梯度細胞質鉀濃度梯度[30倍]鈉濃度梯度[13倍]大亞基大亞基小亞基Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+Na+Na+小亞基大亞基大亞基K+Pi大亞基大亞基小亞基Mg+（二）主動運輸借助于鑲嵌在細胞膜上專一性很強的載體蛋白，通過消耗細胞代謝能，將物質從低濃度處向高濃度處轉運的一種運輸方式。PART1主動運輸的特點因為逆濃度梯度運輸，所以必須得消耗能量。這種運輸方式是逆濃度梯度的，載體蛋白要克服阻力做功所以有類似泵的作用。依靠細胞膜上特定的載體蛋白來完成，具有高度的選擇性，一種蛋白只負責轉運特定的離子或分子。下面以鈉-鉀泵為例介紹主動運輸添加標題鈉添加標題實質：鈉鉀ATP酶。具有載體蛋白和酶的雙重作用。添加標題鉀添加標題+添加標題泵添加標題+添加標題泵添加標題小亞基:為細胞膜外側半嵌合糖蛋白,其作用機制不詳。添加標題大亞基：為貫穿膜全層的膜蛋白,是該酶的催化部位。細胞質鉀濃度梯度[30倍]鈉濃度梯度[13倍]KNa++泵大亞基大亞基小亞基Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+Na+Na+Na+PiNa+K+小亞基大亞基大亞基K+ATPADP+Pi鈉結合部位K+Pi大亞基大亞基小亞基鉀結合部位Mg+主動運輸根據能量來源的不同分為兩類添加標題01離子泵：載體蛋白本身就是ATP酶，可直接水解ATP供能，將離子或分子從低濃度向高濃度轉運。參與轉運的載體蛋白能夠利用能量做功，所以稱為“泵”如：鈉-鉀泵、鈣泵、氫泵添加標題02協(xié)同運輸：一種物質的運輸要依賴于另外的離子的電化學梯度驅動，它的動力來源雖然不是直接水解ATP，但離子電化學梯度的實現(xiàn)還是由離子泵來保證，所以仍屬于主動運輸。協(xié)同運輸一種物質的運輸必須依賴另一種物質的同時運輸，故稱為協(xié)同運輸。動物細胞中，細胞膜兩側的Na離子的電化學梯度通常是驅動另一種分子主動運輸的能量，如葡萄糖、氨基酸的主動運輸。根據物質運輸的方向與離子順電化學梯度轉移的方向的關系，可分為同向運輸和對向運輸。同向運輸大分子物質的運輸膜泡運輸:胞吞作用大分子物質不能直接穿過細胞膜,細胞攝入和排出這些大分子物質都是通過一系列膜囊泡形成和融合來完成的，這種運輸方式稱為膜泡運輸。胞吐作用膜泡運輸P4P3P2P1胞吐作用吞噬作用胞飲作用吞噬體P5吞飲體一、胞吞作用胞吞作用就是細胞表面發(fā)生內陷，細胞膜把環(huán)境中的大分子物質包圍成小泡，脫離細胞膜進入細胞內的轉運過程。根據吞入物質的狀態(tài)、大小和特異程度可以分為：吞噬作用、胞飲作用和受體介導的胞吞作用。（一）吞噬作用吞噬作用：細胞吞入較大的固體顆粒物質的過程。（如：細菌、塵粒和細胞碎片）過程：吸附和吞進吞噬體：細胞膜包裹吞噬物形成囊，囊泡脫離細胞膜進入細胞質中，這個包含吞入物的囊泡，稱為吞噬體。吞噬作用（二）胞飲作用胞飲作用：細胞吞入大分子溶液物質或極微小的顆粒物的過程過程：吸附和吞進胞飲體：細胞膜包裹吞飲物形成囊，囊泡脫離細胞膜進入細胞質中，這個包含攝入物的囊泡，稱為吞飲體。（三）受體介導的胞吞作用受體介導的胞吞作用是指大分子物質首先與細胞膜上特異性的受體結合，然后通過膜囊泡的形成完成入胞的過程。提供了一種選擇性濃縮機制，大大提高了內吞效率。

例：LDL受體介導的胞吞作用LDL顆粒LDL受體有被小窩有被小泡內吞去被無被小泡內體融合受體與大分子顆粒分開受體再循環(huán)內體

初級溶酶體融合吞噬溶酶體內吞去被內體融合受體再循環(huán)初級溶酶體融合二、胞吐作用也可稱為“外排作用”。是講細胞分泌的物質或其他物質運出細胞的方式。過程：要分泌的物質被膜圍成運輸小泡，運至質膜下方，小泡膜與質膜融合，把物質排到細胞外。種類：組成型分泌途徑調節(jié)型分泌途徑專題五膜受體及其介導的信號轉導系統(tǒng)一、膜受體的概念膜受體是指存在于細胞膜上的功能性糖蛋白，可特異地識別、接受外界信號，并向內傳導，從而引起一系列相應的生物學效應。配體受體所接受的外界信號，統(tǒng)稱為配體。如：神經遞質、激素、藥物、光、氣味等。識別部添加標題效應器添加標題受體蛋白向著細胞外部分，可識別并結合相應的配體，狹義受體指此部位。添加標題受體蛋白向著細胞質部分，一般具有酶的活性部位。添加標題傳導部膜受體穿越脂雙層的疏水部分，連接識別部和效應器并將信號轉變?yōu)榈鞍踪|的構象變化，傳給效應器。添加標題膜受體的結構添加標題膜受體的功能：特異性地識別配體，并與之結合，將胞外信號轉變成胞內信號，引起胞內一系列生物學效應。膜受體的分類01生長因子類受體02離子通道受體03G蛋白偶聯(lián)受體生長因子類受體受體本身是酪氨酸蛋白激酶單次跨膜蛋白（結合區(qū)、跨膜區(qū)、激酶活性區(qū)）接受配體后發(fā)生二聚化，形成具有SH2結合位點的結構，具有SH2結構的蛋白可與之結合，然后被活化啟動下游信號轉導，促進細胞分裂、分化離子通道受體自身為離子通道的受體，主要存在于神經、肌肉等可興奮細胞膜上。其配體為神經遞質（如：乙酰膽堿、谷氨酸、5－羥色胺、r-氨基丁酸、甘氨酸等）。AcetylcholinereceptorG蛋白偶聯(lián)受體：該類受體與相應的配體（多種激素、神經遞質、藥物、光、氣味等）結合后，通過自身構象改變，而影響下游效應蛋白活性，從而把信號向細胞內傳導。例如：?腎上腺素受體，氣味受體產品品鑒會活動方案匯報人姓名G蛋白偶聯(lián)受體結構特點G-proteinlinkedreceptorG蛋白全稱為鳥苷酸結合蛋白。

共同特征：由α、β、γ三個亞基組成的結合蛋白，α亞基具有結合GDP(GTP)的能力和GTP酶的活性。可被G蛋白偶聯(lián)受體調節(jié)，將胞外信號向細胞內轉導。作用機制：當外界信號（配體）與G蛋白偶聯(lián)受體結合后，α亞基與GDP分離，而與GTP結合，并且與β、γ分離，α亞基被激活后，可以激活下游的效應蛋白，產生細胞內相應的生物學效應。α亞基具有GTP酶活性，水解GTP生成GDP,α亞基與GDP結合，α亞基與效應蛋白分離，α、β、γ三個亞基結合，又恢復到靜息狀態(tài)。靜息狀態(tài)下，G蛋白的α、β、γ三個亞基結合α亞基與GDP結合，并且G蛋白與其受體分離G蛋白作用機制G蛋白作用機制cAMP甘油二脂（DAG)三磷酸肌醇(IP3)Ca2+cGMP第一信使：與膜受體結合的配體，不直接參與細胞的物質和能量代謝，而作為信使起傳遞信息的作用。第二信使：可直接作用于靶細胞中已存在的酶或非酶蛋白，改變后者的活性，引起細胞對外界信號的反應。添加標題胞外的配體+受體01添加標題激活位于細胞膜中的腺苷酸環(huán)化酶02添加標題ATP水解成cAMP03添加標題引起一系列胞內的生物學效應04添加標題第二信使學說——1965——Sutherland05腎上腺素Ac受體ATPcAMP無活性蛋白激酶有活性PKA靶蛋白被活化胞內效應胞內第一信使第二信使BDE胞內5-AMP,細胞分化糖原分解…...Mg+2PKA活化后，可使多種蛋白質底物的絲氨酸或蘇氨酸殘基發(fā)生磷酸化，改變其活性狀態(tài)，底物分子包括一些糖、脂代謝相關的酶類、離子通道