醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)：4 細(xì)胞膜與物質(zhì)的跨膜運輸

1、第二篇細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能,第四章：細(xì)胞膜與物質(zhì)的跨膜運輸 第五章：細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)與囊泡轉(zhuǎn)運 第六章：線粒體與細(xì)胞的能量交換 第七章：細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運動 第八章：細(xì)胞核 第九章：基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)的合成,第四章 細(xì)胞膜與物質(zhì)的穿膜運輸,PLASMA MEMBRANE AND ITS SURFACE STRUCTURES,前言,細(xì)胞膜(cell membrane)是細(xì)胞質(zhì)與外界環(huán)境相隔開的一層界膜，又稱質(zhì)膜(plasma membrane)。質(zhì)膜上具有高度選擇性的蛋白質(zhì)分子構(gòu)成的轉(zhuǎn)運載體和通道，輸入或排出一些特殊的物質(zhì)以保證細(xì)胞的正?；顒印?信息傳遞作用：細(xì)胞膜的受體蛋白能感受外界信號，轉(zhuǎn)導(dǎo)為

2、細(xì)胞內(nèi)信號，從而使細(xì)胞對環(huán)境變化產(chǎn)生適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。 圍繞各種細(xì)胞器的膜，稱為細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)(endo-membrane system)，將細(xì)胞器與胞質(zhì)溶膠分隔開。 質(zhì)膜和內(nèi)膜在起源、結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成的等方面具有相似性，故總稱為生物膜（biomembrane）。生物膜是細(xì)胞進(jìn)行生命活動的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,3,Most organelles are enclosed by a single membrane,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,4,在透射電鏡下生物膜呈現(xiàn)為“兩暗夾

3、一明”的三層結(jié)構(gòu)，即內(nèi)外電子密度高的“暗”層，中間夾著電子密度低的“明”層，稱為單位膜(unit membrane)，厚度約7nm，是質(zhì)膜與內(nèi)膜的共同結(jié)構(gòu)。 生物膜：由脂類、蛋白質(zhì)和糖類組成的超分子體系，脂類雙層排列，構(gòu)成膜的骨架，蛋白質(zhì)分布在脂雙層內(nèi)，是膜功能 的體現(xiàn)者。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,5,第一節(jié) 細(xì)胞膜的化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu),一、細(xì)胞膜的化學(xué)組成 脂類 細(xì)胞膜 蛋白質(zhì) 糖類 膜脂是膜的基本骨架， 膜蛋白是膜功能的主要體現(xiàn)者。 動物細(xì)胞膜通常含有等量的脂類和蛋白質(zhì)。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen

4、University,6,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,7,(一)、形成生物膜基本骨架的膜脂,膜脂(membrane lipid)：細(xì)胞膜上的脂類，形成膜的基本骨架。主要包括三種類型： 磷脂 膜脂 膽固醇 糖脂,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,8,脂質(zhì)分子是兩親分子，在水溶液中能自動形成雙分子層。 被水包圍時，疏水的尾部藏在里面，親水的頭部露在外面，與水接觸，兩種形式： 形成球狀雙分子團(tuán)，把尾部包在 里面； 形成脂質(zhì)雙分子層，把疏水的 尾部夾在頭部中間，游離端往 往自動閉合，形成封閉的脂質(zhì)體,

5、膜脂的存在形式：在水溶液中自動形成雙層,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,9,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,10,脂質(zhì)雙分子層對膜的功能至關(guān)重要,構(gòu)成分隔兩個水溶液環(huán)境的屏障，不允許水溶性分子、離子和大多數(shù)生物分子通過，保障了細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的穩(wěn)定 ； 脂質(zhì)雙層是粘滯流體，而非固體 磷脂的脂肪酸有一個或兩個雙鍵，長的脂肪酸烴鏈在膜 內(nèi)能自由運動，故膜本身是柔韌的； 磷脂和蛋白質(zhì)可在膜內(nèi)側(cè)向擴(kuò)散，與膜的許多功能有關(guān),2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,11,

6、(二)、膜蛋白行使細(xì)胞膜的多種重要功能,1. 膜蛋白是膜功能的主要體現(xiàn)者。 載體蛋白胞內(nèi)外的物質(zhì)運輸 連接蛋白細(xì)胞間相互作用 受體蛋白細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo) 各種酶類相關(guān)的代謝活動 2.膜蛋白的含量 膜蛋白約占膜含量的4050%。不同細(xì)胞中膜蛋白的種類和含量有很大差異，25%75%不等 核基因組編碼的蛋白質(zhì)中30%左右為膜蛋白。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,12,3. 膜蛋白的基本類型：據(jù)估計根據(jù)膜蛋白與脂分子的結(jié)合方式，可分為： 整合蛋白(integral protein) ：70-80%，以疏水鍵和共價鍵鑲嵌在脂雙層內(nèi)，結(jié)合緊密。又稱內(nèi)在膜蛋白，

7、跨膜蛋白。單次跨膜，多次跨膜，多亞基跨膜蛋白。 外周蛋白(peripheral protein)：20-30%，以離子鍵、氫鍵、靜電作用結(jié)合在膜內(nèi)、外表面，結(jié)合疏松。又稱外在膜蛋白。 脂錨定蛋白(Lipid anchored protein)：位于膜兩側(cè)，與外在膜蛋白不同的是以共價鍵與脂雙層內(nèi)的脂分子結(jié)合。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,13,（1）膜內(nèi)在蛋白,整合蛋白的跨膜結(jié)構(gòu)域可以是1至多個疏水的螺旋，形成親水通道的整合蛋白跨膜區(qū)域有兩種組成形式： 一是由多個兩性螺旋組成親水通道； 二是由兩性折疊組成親水通道。,2020/12/11,Wa

8、nghs Sun Yat-sen University,14,質(zhì)膜中的跨膜蛋白,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,15,整合蛋白為跨膜蛋白（tansmembrane proteins），是兩性分子。與膜的結(jié)合非常緊密，只有用去垢劑才能從膜上洗滌下來，如離子型去垢劑SDS，非離子型去垢劑Triton-X100。,SDS,Triton-X100,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,16,（2）膜外在蛋白,外周蛋白靠離子鍵或其它較弱的鍵與膜表面的蛋白質(zhì)分子或脂分子的親水部分結(jié)合，因此只要改變?nèi)芤旱碾x子強度甚

9、至提高溫度就可以從膜上分離下來， 有時很難區(qū)分整合蛋白和外周蛋白，主要是因為一個蛋白質(zhì)可以由多個亞基構(gòu)成，有的亞基為跨膜蛋白，有的則結(jié)合在膜的外部。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,17,整合蛋白integral protein ,外周蛋白peripheral protein ,脂錨定蛋白 lipid-anchored protein,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,18,(三)、膜糖(糖脂和糖蛋白),含量：占細(xì)胞重量的210%，存在于質(zhì)膜外表面低聚糖（110個單糖或單糖衍生物） 形成方式：與膜

10、脂、膜蛋白以共價鍵相連，分別形成糖脂、糖蛋白 功能：有助于蛋白質(zhì)在膜上的定位與固定，參與細(xì)胞識別、物質(zhì)交換、接觸抑制等與周圍環(huán)境的相互作用。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,19,糖脂Glycolipids 糖蛋白Glycoprotein,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,20,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,21,細(xì)胞外被,動物細(xì)胞表面的一層富含糖類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，稱為細(xì)胞外被或糖萼。用重金屬染料,如釕紅染色后，在電鏡下可顯示厚約1020nm的結(jié)構(gòu)，

11、邊界不甚明確。 作用：保護(hù)，細(xì)胞通信，并與細(xì)胞表面的抗原性有關(guān)。 紅細(xì)胞質(zhì)膜上的糖鞘脂是AB0血型系統(tǒng)的血型抗原，糖鏈結(jié)構(gòu)基本相同，只是糖鏈末端的糖基有所不同。A型血的糖鏈末端為N-乙酰半乳糖；B型血為半乳糖；O型血則缺少這兩種糖基。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,22,細(xì)胞外被（糖萼）的結(jié)構(gòu)組成,寡糖鏈 含親水基團(tuán)，吸引離子 富含唾液酸，排斥伸展,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,23,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,24,Simplified

12、 diagram of the cell coat (glycocalyx),2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,25,炎癥反應(yīng)中，細(xì)菌感染早期階段，噬中性粒細(xì)胞表面的糖類被感染部位的血管上皮細(xì)胞上的凝集素識別，使之黏附在血管上，通過血流遷移到感染組織內(nèi)，清除細(xì)菌。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,26,二、生物膜的特性,具有兩個顯著特性： 膜的不對稱性（asymmetry） 膜的流動性（fluidity）,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,27,(一

13、)、細(xì)胞膜的不對稱性,質(zhì)膜內(nèi)外兩層的組分和功能的差異，稱為膜的不對稱性。 膜中各種成分在脂雙分子層中分布的不均一、不對稱性，導(dǎo)致膜功能的不對稱性和方向性，與細(xì)胞膜的功能有密切關(guān)系。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,28,1. 膜脂分布的不對稱,相對不對稱：磷脂和膽固醇數(shù)量差異 外層：卵磷脂，磷脂酰膽堿(PC)，鞘磷脂(SM)，膽固醇多； 內(nèi)層：磷脂酰乙醇胺(PE)， 磷脂酰絲氨酸(PS)多 絕對不對稱：糖脂非胞質(zhì) 面 不同膜性細(xì)胞器中脂類組成 成分不同,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,29,2.

14、 膜蛋白的不對稱性,絕對不對稱。每種膜蛋白分子在細(xì)胞膜上都具有特定的方向性和分布的區(qū)域性，其定位也是不對稱的。 各種激素的受體具有極性， ATP酶、5-核苷酸酶分布于膜的外表面 腺苷酸環(huán)化酶(cAMP)則分布于膜的內(nèi)表面 不對稱分布對完成其生物學(xué)功能很重要。 3. 膜糖的不對稱性 糖脂、糖蛋白的寡糖側(cè)鏈只分布于質(zhì)膜外表面 內(nèi)膜系統(tǒng)中，寡糖側(cè)鏈分別于膜腔的內(nèi)側(cè)面,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,30,(二)、膜的流動性,有膜脂和蛋白質(zhì)的分子運動，由兩個方面組成： 1. 膜脂的流動性：脂雙層是一種二維流體 2. 膜蛋白的運動性：膜蛋白分子在質(zhì)膜中的

15、運動,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,31,1. 膜脂雙層是一種二維流體,在生理條件下，膜脂既有固體分子排列的有序性，又具有液體的流動性，是居于晶態(tài)和液態(tài)之間的液晶態(tài) 溫度的改變使膜可以在晶態(tài)和液態(tài)之間轉(zhuǎn)換，這種膜脂狀態(tài)的改變稱為“相變”，發(fā)生相變的臨界溫度稱為膜的“相變溫度”。 液晶態(tài)的膜處于流動狀態(tài)，與運動狀態(tài)的膜蛋白協(xié)同完成膜的各項功能活動,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,32,2、膜脂分子的運動方式,1.側(cè)向擴(kuò)散：同一平面上相鄰的脂分子交換位置 2.旋轉(zhuǎn)運動：膜脂分子圍繞與膜平面垂直的軸

16、進(jìn)行快速旋轉(zhuǎn)。 3.擺動運動：膜脂分子圍繞與膜平面垂直的軸進(jìn)行左右擺動。 4.伸縮震蕩：脂肪酸鏈沿著與縱軸進(jìn)行伸縮震蕩運動。 5.翻轉(zhuǎn)運動：膜脂分子從脂雙層的一層翻轉(zhuǎn)到另一層。是在翻轉(zhuǎn)酶（flippase）的催化下完成。 6.烴鏈旋轉(zhuǎn)異構(gòu)：脂肪酸鏈圍繞C-C鍵旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致異構(gòu)化運動。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,33,3. 脂雙層的流動性依賴于其組成成分,膽固醇：膽固醇的含量增加會降低膜的流動性。 脂肪酸鏈的飽和度和鏈長：脂肪酸鏈所含雙鍵越多，越不飽和，使膜流動性增加。長鏈脂肪酸相變溫度高，膜流動性降低。 卵磷脂/鞘磷脂：該比例高則 膜流動性

17、增加，因為鞘磷脂 粘度高于卵磷脂。 膜蛋白的影響：膜蛋白和膜脂 的結(jié)合方式、溫度、酸堿度、 離子強度等。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,34,4. 膜蛋白在脂膜中的運動,主要有側(cè)向擴(kuò)散和旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散兩種運動方式。 側(cè)向擴(kuò)散：膜蛋白在膜脂中可以自由漂浮和在膜表面上擴(kuò)散 旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散：指膜蛋白圍繞與膜平面垂直的軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動 膜蛋白的側(cè)向運動受細(xì)胞骨架的限制，破壞微絲的藥物如細(xì)胞松弛素B能促進(jìn)膜蛋白的側(cè)向運動。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,35,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-se

18、n University,36,膜流動性的生理意義,質(zhì)膜的流動性是保證其正常功能的必要條件。 (跨膜物質(zhì)運輸、細(xì)胞信息傳遞、細(xì)胞識別、細(xì)胞免疫、細(xì)胞分化以及激素的作用) 當(dāng)膜的流動性低于一定的閾值時，許多酶的活動和跨膜運輸將停止； 反之如果流動性過高，又會造成膜的溶解。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,37,三、 細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)模型,細(xì)胞膜研究簡史： 1890年，初步明確細(xì)胞膜是由脂類組成 1925年，提出紅細(xì)胞膜是由雙層磷脂分子組成 1935年，提出“片層結(jié)構(gòu)模型” 1959年，提出“單位膜模型” 1972年，提出“流動鑲嵌模型” 1975

19、年，提出“晶格鑲嵌模型” 1977年，提出“板塊鑲嵌模型” 近年提出“脂筏模型”,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,38,(一)、片層結(jié)構(gòu)模型，1935,1935年James Danielli和Hugh Davson所提出，又稱三明治式模型。 脂雙層的內(nèi)外兩側(cè)都是由一層蛋白質(zhì)包被，即蛋白質(zhì)-脂-蛋白質(zhì)的三層夾板結(jié)構(gòu)。 這一模型是第一次用分子術(shù)語描述的結(jié)構(gòu), 并將膜結(jié)構(gòu)同所觀察到的生物學(xué)理化性質(zhì)聯(lián)系起來, 對后來的研究有很大的啟發(fā)。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,39,(二)、單位膜模型，1959

20、,J. D. Robertson 1959 用超薄切片技術(shù)獲得了清晰的細(xì)胞膜照片，電鏡下顯示暗-明-暗三層結(jié)構(gòu)， 各種生物膜在結(jié)構(gòu)上的共同特點：它由厚約3.5nm的雙層脂分子和內(nèi)外表面各厚約2nm的蛋白質(zhì)構(gòu)成，總厚約7.5nm。 磷脂雙分子層構(gòu)成膜的主體，極性頭部向外，與附著的蛋白質(zhì)構(gòu)成暗帶， 脂分子的疏水尾向 內(nèi)構(gòu)成明帶,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,40,單位膜模型,最重要的修改是膜脂雙分子層內(nèi)外兩側(cè)蛋白質(zhì)的存在方式不同。單位膜模型強調(diào)的是蛋白質(zhì)為單層伸展的折疊片狀，而不是球形蛋白。 該模型認(rèn)為膜的外側(cè)表面的膜蛋白是糖蛋白，而且膜蛋白在兩

21、側(cè)的分布是不對稱的。這一模型能夠解釋細(xì)胞質(zhì)膜的一些基本特性，例如： 質(zhì)膜有很高的電阻，膜脂的非極性端的碳?xì)浠衔锸遣涣紝?dǎo)體； 膜脂對脂溶性強的非極性分子有較高的通透性，而脂溶性弱的小分子則不易透過膜。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,41,單位膜不足之處：,1. 該模型把膜看成是靜止的，無法說明膜如何適應(yīng)細(xì)胞生命活動的變化； 2. 不同的膜其厚度不都是7.5 nm,一般在510 nm之間； 3. 如果蛋白質(zhì)是伸展的, 則不能解釋酶的活性同構(gòu)型的關(guān)系。 4. 該模型也不能解釋為什么有的膜蛋白很容易被分離，有些則很難。,2020/12/11,Wan

22、ghs Sun Yat-sen University,42,(三)、流動鑲嵌模型，1972,由S. J. Singer (c) 通過同膜蛋白的結(jié)合進(jìn)行的協(xié)助擴(kuò)散，也同(a)和(b)一樣，只能從高濃度向低濃度運輸; (d) 通過載體介導(dǎo)的主動運輸，這種載體主要是酶，能夠催化物質(zhì)從低濃度向高濃度運輸。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,57,(三)、膜運輸?shù)鞍祝╩embrane transport protein）,被動運輸中：跨膜蛋白，根據(jù)作用方式： 通道蛋白：提供一個親水通道，不與物質(zhì)結(jié)合 載體蛋白：與運輸?shù)奈镔|(zhì)結(jié)合 不需要ATP，順濃度梯度 主

23、動運輸： 由特殊的膜蛋白幫助泵(pump) 酶蛋白，水解ATP，利用ATP水解的能量 逆濃度梯度運輸,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,58,二、被動運輸,簡單擴(kuò)散 被動運輸 通道蛋白 促進(jìn)擴(kuò)散 載體蛋白,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,59,(一)、擴(kuò)散與滲透,通過擴(kuò)散跨膜進(jìn)入細(xì)胞必須具備兩個條件： 第一，該物質(zhì)在細(xì)胞外的濃度很高； 第二，細(xì)胞膜必須對這種物質(zhì)具有通透性，對此必須滿足下列條件之一： 自身能直接穿過脂雙層 質(zhì)膜中有可允許其通過的跨膜孔道,2020/12/11,Wanghs Sun

24、Yat-sen University,60,細(xì)胞質(zhì)膜有兩個基本特性： 允許小分子物質(zhì)通過擴(kuò)散(diffusion)穿過細(xì)胞膜 也可以讓水通過滲透(osmosis)通過細(xì)胞質(zhì)膜 擴(kuò)散(diffusion)和滲透(osmosis)是兩個不同的概念： 擴(kuò)散：是指溶質(zhì)沿著濃度梯度從半透性膜濃度高的一側(cè)向 低濃度一側(cè)移動的過程，稱為簡單擴(kuò)散。單個分子的隨機運動，結(jié)果是兩側(cè)濃度達(dá)到平衡。不需要消耗化學(xué)能。 滲透：則是指水分子以及溶劑通過半透性膜的擴(kuò)散。水的擴(kuò)散同樣是從自由能高的部位向自由能低的部位移動，水是從溶質(zhì)濃度低的地方向溶質(zhì)濃度高的地方流動。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-se

25、n University,61,在簡單擴(kuò)散中，膜允許溶質(zhì)透過；溶質(zhì)從濃度高的一側(cè)移向濃度低的一側(cè)，當(dāng)達(dá)到平衡時，兩側(cè)的濃度相等。 在滲透中，膜不允許溶質(zhì)透過，但是，水能夠從溶質(zhì)濃度低的一側(cè)向溶質(zhì)濃度高的一側(cè)擴(kuò)散。當(dāng)達(dá)到平衡時，兩側(cè)溶質(zhì)的濃度是相等的，但含有過多水分的一側(cè)具有較高水壓。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,62,由于細(xì)胞的滲透現(xiàn)象，使得細(xì)胞在不同濃度的溶液中，會發(fā)生膨脹(swell)或收縮(shrink)。 這種現(xiàn)象取決于溶液中的溶質(zhì)和細(xì)胞中該物質(zhì)的濃度。 動物細(xì)胞置于高滲溶液中，水從細(xì)胞中滲出，細(xì)胞收縮；在低滲溶液中則吸水 膨脹和破

26、裂。 植物細(xì)胞于高滲溶液 中發(fā)生質(zhì)壁分離；而 在低滲溶液中，細(xì)胞 壁破裂，由于水的進(jìn) 入，細(xì)胞內(nèi)的壓力升 高，使細(xì)胞變得堅硬,動物細(xì)胞和植物細(xì)胞在不同濃度的蔗糖溶液中的行為,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,63,(二)、被動運輸：簡單擴(kuò)散及限制因素,簡單擴(kuò)散：自由擴(kuò)散（free diffusing），特點： 沿濃度梯度（或電化學(xué)梯度）擴(kuò)散； 不需要提供能量； 沒有膜蛋白的協(xié)助。 并非適合于任何物質(zhì)，有一定的限制： 物質(zhì)的脂溶性 分子大小 帶電性,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,64,2020/1

27、2/11,Wanghs Sun Yat-sen University,65,1. 脂溶性越高通透性越大,脂溶性(在油/水中的分配系數(shù))越高，越容易通過質(zhì)膜,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,66,2. 相對分子質(zhì)量,相對分子質(zhì)量小，脂溶性高的分子才能快速擴(kuò)散。根據(jù)實驗結(jié)果，推測質(zhì)膜的通透性孔徑不會大于0.51.0nm，能夠擴(kuò)散的最小分子是水分子。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,67,3. 物質(zhì)的帶電性,所有帶電荷的分子(離子)，不管它多小， 都不能自由擴(kuò)散 一般說來，氣體分子(如O2、CO2、N

28、2)、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(zhì)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(zhì)膜,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,68,4. 人工膜:不含蛋白質(zhì)的脂雙層,脂溶性越高通透性越大，水溶性越高通透性越??； 非極性分子比極性容易透過，極性不帶電荷小分子，如H2O、O2等可以透過人工脂雙層，但速度較慢； 小分子比大分子容易透過；分子量略大一點的葡萄糖、蔗糖則很難透過； 對帶電荷的物質(zhì)，如各類離子是高度不通透的。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,69

29、,人工膜的通透性,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,70,促進(jìn)擴(kuò)散(facilitated diffusion)：是指非脂溶性物質(zhì)或親水性物質(zhì)， 如氨基酸、糖和金屬離子等借助細(xì)胞膜上的膜蛋白的幫助順濃度梯度或順電化學(xué)濃度梯度， 不消耗ATP進(jìn)入膜內(nèi)的一種運輸方式。 促進(jìn)擴(kuò)散同樣不需要消耗能量，并且也是從高濃度向低濃度進(jìn)行 。,(三)、被動運輸：促進(jìn)擴(kuò)散及特點,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,71,促進(jìn)擴(kuò)散同簡單擴(kuò)散相比，具有以下一些特點 促進(jìn)擴(kuò)散的速度要快幾個數(shù)量級。 具有飽和性： 當(dāng)溶質(zhì)的跨膜濃

30、度差達(dá)到一定程度時，促進(jìn)擴(kuò)散的速度不再提高(圖)。 具有高度的選擇性： 如運輸?shù)鞍啄軌驇椭咸烟强焖龠\輸，但不幫助與葡萄糖 結(jié)構(gòu)類似的糖類運輸。 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(zhì) 變性劑的抑制作用。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,72,(四)、通道蛋白與促進(jìn)擴(kuò)散,通道蛋白(channel protein)：是一類橫跨質(zhì)膜，它們都是通過疏水的氨基酸鏈進(jìn)行重排，形成水性通道， 允許適宜的分子通過。通道蛋白具有選擇性，所以在細(xì)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， 并且是從高濃度向低濃度運輸，所以不

31、消耗能量。 門控通道（gated channel）現(xiàn)已鑒定過的離子通道蛋白在膜中都有開和關(guān)兩種構(gòu)型相當(dāng)于門，所以將通道蛋白形成的通道稱為門控通道,極性（帶電性）通道的形成 (a)由單亞基膜蛋白形成的通 道； (b)由多亞基蛋白形成的通道。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,73,門控通道的類型,電壓門控通道 配體門控通道：細(xì)胞外，細(xì)胞內(nèi)配體 應(yīng)力激活通道,幾種不同的門控離子通道,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,74,1. 電壓-門控通道(voltage-gated channels),跨膜電位的改

32、變誘發(fā)通道蛋白構(gòu)象變化，使通道開放，離子順濃度梯度自由擴(kuò)散通過細(xì)胞膜。 通道開放時間僅有幾毫秒，隨即迅速自發(fā)關(guān)閉。 主要存在于可興奮細(xì)胞，如神經(jīng)元、肌細(xì)胞及腺上皮細(xì)胞等。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,75,例：含羞草的葉片在觸摸時發(fā)生的葉卷曲,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,76,Ion-channel linked receptors in neurotransmission,神經(jīng)肌肉接點由Ach門控通道開放而出現(xiàn)終板電位時，可使肌細(xì)胞膜中的電位門Na+通道和K+通道相繼激活，出現(xiàn)動作電位

33、；引起肌質(zhì)網(wǎng) Ca2+通道打開，Ca2+進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，引發(fā)肌肉收縮。,電壓Ca2+閘門通道,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,77,K+電位-門控通道,K+電位門通道由四個亞單位(I-IV)構(gòu)成，每個亞單位均有6個(S1-S6)跨膜螺旋節(jié)段，N和C端均位于胞質(zhì)面。連接S5-S6段的發(fā)夾樣折疊 (P區(qū)或H5區(qū))，構(gòu)成通道的內(nèi)襯，大小可允許K+通過。,目前認(rèn)為S4段是電壓感受器,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,78,2.配體-門控通道(ligand gated channel),離子通道型受體 這類通道

34、在其細(xì)胞內(nèi)外的特定配體(ligand)與其表面受體結(jié)合時發(fā)生反應(yīng)。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,79,分為: 陽離子通道：如乙酰膽堿、谷氨酸和五羥色胺的受體 陰離子通道：如甘氨酸和氨基丁酸的受體。,例：乙酰膽堿受體,乙酰膽堿受體,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,80,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,81,3. 應(yīng)力激活通道(stress-activated channel),通道蛋白受應(yīng)力作用，引起構(gòu)象改變而開啟閘門，離子通過親水通道進(jìn)入細(xì)胞

35、，引起膜電位變化，產(chǎn)生電信號。 內(nèi)耳毛細(xì)胞的離子通道: 聲音的振動推開應(yīng)力激活通道，允許離子進(jìn)入聽覺毛細(xì)胞，建立電信號，從毛細(xì)胞傳遞到聽覺神經(jīng)，再到腦。,聽覺毛狀細(xì)胞的機械敏感門通道作用原理,a. 聽覺系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu) b. 聽覺信號的傳遞,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,82,閘門通道(Gated channel),電位閘門和配體閘門通道蛋白廣泛存在與各種組織細(xì)胞質(zhì)膜中，有些離子往往有幾種不同類型的的閘門通道，例如： Ca2+閘門通道，廣泛存在于真核細(xì)胞中： 神經(jīng)細(xì)胞中，電位Ca2+閘門通 道，傳遞電脈沖信號 肌細(xì)胞，電位Ca2+閘門通道調(diào) 節(jié)

36、細(xì)胞Ca2+濃度觸發(fā)肌肉收縮 還存在配體Ca2+閘門通道和 機械Ca2+閘門通道 K+和Na+也有電位和配體閘 門通道 研究離子通道具有臨床意義：遺傳缺陷性疾病,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,83,(五)、載體蛋白與易化擴(kuò)散,載體蛋白(carrier protein)與通道蛋白不同，載體蛋白需要同被運輸?shù)碾x子和分子結(jié)合，然后通過自身的構(gòu)型變化或移動完成物質(zhì)運輸。,紅細(xì)胞質(zhì)膜載體蛋白促進(jìn)葡萄糖擴(kuò)散示意圖,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,84,載體蛋白改變構(gòu)像介導(dǎo)穿膜,2020/12/11,Wan

37、ghs Sun Yat-sen University,85,葡萄糖的促進(jìn)擴(kuò)散,萄糖可通過載體蛋白進(jìn)行促進(jìn)擴(kuò)散。運輸葡萄糖的載體蛋白主要是通過構(gòu)型的變化進(jìn)行葡萄糖的運輸,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,86,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,87,易化擴(kuò)散(facilitated diffusion)：在特異性的載體蛋白介導(dǎo)下，各種極性分子和無機離子順電化學(xué)梯度的跨膜轉(zhuǎn)運。 特點： 不消耗能量，屬于被動運輸； 選擇性和特異性； 轉(zhuǎn)運速度遠(yuǎn)高于簡單擴(kuò)散； 具有飽和性，存在最大轉(zhuǎn)運速度。 載體蛋白具有酶

38、的類似性質(zhì)： 其上有與運輸物質(zhì)的結(jié)合位點 具有酶與底物作用的動力學(xué)曲線 可被類似物競爭性抑制 但不對轉(zhuǎn)運分子做任何共價修飾 載體蛋白既參與被動運輸，也參與主動的物質(zhì)運輸,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,88,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,89,(六)、水的被動運輸,大多數(shù)水是直接通過脂雙層進(jìn)入細(xì)胞的，也有些水是通過水通道蛋白進(jìn)行擴(kuò)散的。動物和植物細(xì)胞中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)幾種不同的水通道蛋白(Aquaporin，AQP)。 水通道的活性調(diào)節(jié)可能具有以下途徑： 通過磷酸化使AQP的活性增強； 通過膜跑運輸改

39、變膜上AQP的含量，如血管加壓素(抗利尿激素) 對腎臟遠(yuǎn)曲小管和集合小管上皮細(xì)胞水通透性調(diào)節(jié)； 通過調(diào)節(jié)基因表達(dá)，促進(jìn)AQP的合成。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,90,水通道蛋白 AQP1,水通道蛋白 AQP1是人的紅細(xì)胞膜的一種主要蛋白。它能夠讓水自由通過（不必結(jié)合），但是不允許離子或是其他的小分子（包括蛋白質(zhì)）通過,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,91,水通道蛋白 AQP1,AQP1是由四個相同的亞基構(gòu)成，每個亞基的相對分子質(zhì)量為28kDa，每個亞基有六個跨膜結(jié)構(gòu)域，在跨膜結(jié)構(gòu)域2與3、

40、5與6之間有一個環(huán)狀結(jié)構(gòu)，是水通過的通道 該蛋白的氨基端與羧基端是完全對稱，即1，4、2，5、3，6完全對稱,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,92,Peter Agre,Roderick MacKinnon,2003年，美國科學(xué)家彼得阿格雷和羅德里克麥金農(nóng)，分別因?qū)?xì)胞膜水通道，離子通道結(jié)構(gòu)和機理研究而獲諾貝爾化學(xué)獎。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,93,三、 主動運輸(active transport),2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,94,

41、(一)、主動運輸?shù)囊饬x,主動運輸涉及物質(zhì)輸入和輸出細(xì)胞和細(xì)胞器，并且能夠逆濃度梯度或電化學(xué)梯度。 對維持正常功能有3個重要的作用： 保證細(xì)胞或細(xì)胞器從周圍環(huán)境中或表面攝取必須的營養(yǎng)物質(zhì) 將細(xì)胞內(nèi)的各種物質(zhì)(分泌物、代謝廢物及離子)排到細(xì)胞外 維持一些無機離子在細(xì)胞內(nèi)恒定和最適濃度，特別是K+、Ca2+和H+ 主動運輸是維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，以及在各種不同生理條件下細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的快速調(diào)整 被動運輸是減少細(xì)胞與周圍環(huán)境的差別，而主動運輸則是創(chuàng)造差別，維持生命活力,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,95,(二)、主動運輸?shù)奶攸c,主動運輸具有四個基本的特點

42、： 逆梯度運輸； 依賴于膜運輸?shù)鞍祝?需要代謝能，并對代謝毒性敏感； 具有選擇性和特異性。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,96,1. 建立濃度梯度或電化學(xué)梯度,細(xì)胞靠主動運輸建立和維持各種離子在細(xì)胞內(nèi)的不同濃度，這些離子的濃度差異對于細(xì)胞的生存和行使功能至關(guān)重要,*：表中給出的Ca 2+和Mg2+的濃度是游離存在于胞質(zhì)溶膠中的濃度；Mg2+在細(xì)胞中的總濃度為2mM，Ca2+則是1-2 mM.但它們大多是與蛋白質(zhì)結(jié)合在一起的，Ca2+則存在于細(xì)胞器中。 *： 指細(xì)胞內(nèi)存在的帶負(fù)電的有機分子，它們不能通過細(xì)胞質(zhì)膜。,2020/12/11,Wang

43、hs Sun Yat-sen University,97,2. 載體蛋白依賴性,被動運輸： 有些分子不需膜運輸?shù)鞍?，有些分子需要膜運輸?shù)鞍?促進(jìn)擴(kuò)散) 膜運輸?shù)鞍诪橥感悦福痪呙富钚?，不能起催化作?通過變構(gòu)作用運輸物質(zhì) 主動運輸： 全部需要膜運輸?shù)鞍?，屬于載體蛋白依賴性， 是真正的酶，能催化某種反應(yīng)，如水解ATP，使自身磷酸化，利用水解ATP產(chǎn)生的能量運輸物質(zhì),2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,98,3. 消耗能量,主動運輸是消耗代謝能的運輸方式，有三種不同的直接能量來源,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen Unive

44、rsity,99,4. 選擇性和特異性,不同的運輸泵轉(zhuǎn)運不同的離子； 參與主動運輸?shù)妮d體蛋白常被稱為泵(pump)，這是因為它們能利用能量做功。由于它們消耗的代謝能多數(shù)來自ATP，所以又稱它們?yōu)槟衬矨TPase，或稱運輸泵； 載體蛋白進(jìn)行的主動運輸具有選擇性和特異性。 Na+-K+泵只將 Na+泵出細(xì)胞外，K+泵進(jìn)細(xì)胞內(nèi)，維持細(xì)胞內(nèi)高濃度K+和低濃度Na+ 各種泵的分布不均一，有的存在于細(xì)胞器膜上(如F1-F0 ATPase)，有的存在于質(zhì)膜上。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,100,(三)、參與主動運輸?shù)腁TPase類型,四種類型： 1.

45、P型離子泵(P-type ion pump)：或稱P型ATPase 。此類運輸泵運輸時需要磷酸化(P=phosphorylation)，包括Na+-K+泵、Ca2+離子泵。 2. V型泵(V-type pump)：或稱V型ATPase。主要位于小泡的膜上( V=vacuole或vesicle)， 如溶酶體膜中的H+泵， 運輸時需要ATP供能， 但不需要磷酸化。 3. F型泵(F-type pump)：或稱F型ATPase。這種泵主要存在于細(xì)菌質(zhì)膜、線粒體膜和葉綠體的膜中， 它們在能量轉(zhuǎn)換中起重要作用， 是氧化磷酸化或光合磷酸化偶聯(lián)因子(F=factor)。,2020/12/11,Wanghs

46、Sun Yat-sen University,101,P型、V型和F型運輸泵的結(jié)構(gòu),2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,102,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,103,4. ABC運輸?shù)鞍?ATP-binding cassettle transportor)， 這是一大類以ATP供能的運輸?shù)鞍祝?已發(fā)現(xiàn)了100多種， 存在范圍很廣，包括細(xì)菌和人。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,104,(四)、主動運輸?shù)姆较?根據(jù)載體對物質(zhì)轉(zhuǎn)運的能力和方向分為： 單

47、向運輸(uniport)：將物質(zhì)從一側(cè)運向另一側(cè)，如葡萄糖運輸?shù)鞍?偶聯(lián)運輸 (coupling transport) 或協(xié)同運輸：同時轉(zhuǎn) 運兩種物質(zhì)： 同向轉(zhuǎn)運 逆向轉(zhuǎn)運,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,105,(五)、P-型離子運輸泵的作用機理,P型泵的主要特點：都是跨膜蛋白，并且是由一條多肽完成所有與運輸有關(guān)的功能，包括ATP的水解、磷酸化和離子的跨膜運輸。 Na+/K+泵 Ca2+ 泵,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,106,1. Na+/K+泵(Na+/K+ pump， Na+/K+

48、ATPase),Na+/K+泵是動物細(xì)胞中由ATP驅(qū)動的將Na+ 輸出到細(xì)胞外同時將K+輸入細(xì)胞內(nèi)的運輸泵，又稱Na+泵或Na+/K+交換泵。實際上是一種Na+ /K+ ATPase,結(jié)構(gòu)： Na+ /K+ ATPase由兩個大亞基(亞基)和兩個小亞基(亞基)組成。亞基是跨膜蛋白，在膜的內(nèi)側(cè)有ATP結(jié)合位點；在亞基上有Na+和K+結(jié)合位點,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,107,運輸機制,Na+/K+ ATPase運輸分為六個過程，每水解一個ATP， 運出3個Na+ ，輸入2個K+ 。 Na+ /K+泵工作的結(jié)果，使細(xì)胞內(nèi)的Na+濃度比細(xì)胞外低

49、10-30 倍，而細(xì)胞內(nèi)的K+濃度比細(xì)胞外高10-30倍。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,108,Na+/K+ ATPase 工作原理,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,109,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,110,鈉鉀泵的特性,鈉鉀泵的特性： 對離子的轉(zhuǎn)運循環(huán)依賴自身的磷酸化過程，ATP上的一個磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到鈉鉀泵的一個天冬氨酸殘基上，導(dǎo)致構(gòu)象的變化。 與之相類似的還有鈣泵和質(zhì)子泵。它們組成了功能與結(jié)構(gòu)相似的一個蛋白質(zhì)家族。,2020/12/

50、11,Wanghs Sun Yat-sen University,111,鈉鉀泵的功能作用,Na+-K+泵作用： 維持細(xì)胞內(nèi)適當(dāng)?shù)腘a+/K+濃度，抵消了Na+/K+滲透性的擴(kuò)散作用； 在建立了兩側(cè)Na+高濃度梯度的同時，為葡萄糖的協(xié)同運輸泵提供了驅(qū)動力； 建立細(xì)胞膜電位，為神經(jīng)和肌肉電脈沖傳導(dǎo)提供基礎(chǔ)。 烏本苷（ouabain）、地高辛（digoxin）等強心劑能抑制心肌細(xì)胞Na+-K+泵的活性；從而降低鈉鈣交換器效率，使內(nèi)流鈣離子增多，加強心肌收縮，因而具有強心作用。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,112,2. Ca2+ 泵(Ca2+ p

51、ump，Ca2+ ATPase),結(jié)構(gòu)： 有10個跨膜區(qū)結(jié)構(gòu)域，質(zhì)膜內(nèi)側(cè)有兩個環(huán)狀結(jié)構(gòu)， 一個位于跨膜結(jié)構(gòu)域2和3之間，其上有Ca2+離子結(jié)合位點 另一個位于結(jié)構(gòu)域4和5之間，其上有激活位點和ATP結(jié)合位點 氨基端和羧基端 在細(xì)胞內(nèi)側(cè)，羧基 端含有抑制區(qū)域， 當(dāng)其與激活位點結(jié) 合，便使泵失去功 能。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,113,運輸機制： 類似于Na+/K+ ATPase。每水解一個ATP將兩個Ca2+離子從胞質(zhì)溶膠輸出到細(xì)胞外。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,114,2020/1

52、2/11,Wanghs Sun Yat-sen University,115,鈣離子泵,對細(xì)胞是非常重要的，因為鈣離子通常與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)，鈣離子濃度的變化會引起細(xì)胞內(nèi)信號途徑的反應(yīng)，導(dǎo)致一系列的生理變化。通常細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度(10-7M)顯著低于細(xì)胞外鈣離子濃度(10-3M)，主要是因為質(zhì)膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上存在鈣離子轉(zhuǎn)運體系， 細(xì)胞內(nèi)鈣離子泵有兩類： 一是P型離子泵，其原理與鈉鉀泵相似，每分解一個ATP分子，泵出2個Ca2+。 二是鈉鈣交換器（Na+-Ca2+ exchanger），屬于逆向協(xié)同運輸體系(antiporter)，通過鈉鈣交換來轉(zhuǎn)運鈣離子。,2020/12/11,Wanghs Sun

53、 Yat-sen University,116,(六)、協(xié)同轉(zhuǎn)運（cotransport）,又稱偶聯(lián)運輸， 它不直接消耗ATP，但要依賴離子泵建立的電化學(xué)梯度， 離子泵：初級主動運輸(primary active transport)， 協(xié)同運輸：次級主動運輸(secondary active transport)。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,117,動物細(xì)胞中，質(zhì)膜上的鈉泵和載體協(xié)作完成葡萄糖、氨基酸等的逆濃度梯度的協(xié)同運輸,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,118,Cotransport

54、 Catalized Transport,Net equation for: two Na+ / one-glucose symporter 2Na+ out + glucose out 2Na+ in + glucose in,小腸中的葡萄糖和Na+通過協(xié)同運輸進(jìn)入上皮細(xì)胞中,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,119,Na+-glucose symporter Na+-葡萄糖同向轉(zhuǎn)移,腸內(nèi)腔,上皮細(xì)胞,Transport of intestinal glucose to blood,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen U

55、niversity,120,(七)、細(xì)菌中的主動運輸,在細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)一些特殊的主動運輸方式： 磷酸化運輸 運輸ATP酶 細(xì)菌的視紫紅質(zhì) 這些運輸方式的能量來源各不相同。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,121,磷酸化運輸（phosphorylating transport）,又稱為基團(tuán)轉(zhuǎn)運。其機理是通過對被轉(zhuǎn)運到細(xì)胞內(nèi)的分子進(jìn)行共價修飾（主要是進(jìn)行磷酸化）使其在細(xì)胞中始終維持較低的濃度，從而保證這種物質(zhì)不斷地沿濃度梯度從細(xì)胞外向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,122,視紫紅質(zhì)質(zhì)子泵(b

56、acteriorhodopsin proton pump),嗜鹽厭氧菌的細(xì)胞質(zhì)膜上能被光線激活的蛋白質(zhì)，稱為細(xì)菌視紫紅質(zhì)。 該蛋白含有七個螺旋，在蛋白的中部有幾個能夠吸收光的視黃醛基團(tuán)，又稱發(fā)色基團(tuán)； 當(dāng)該基團(tuán)被一個光量子激活時， 就能引起整個分子的構(gòu)型發(fā)生變化，導(dǎo)致兩個H+從細(xì)胞內(nèi)運送到細(xì)胞外 。,圓柱形代表螺旋區(qū)，視黃醛基團(tuán)吸收光質(zhì)子，誘導(dǎo)了構(gòu)型的變化， 驅(qū)使H+通過蛋白的中央通道運輸,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,123,ABC運輸?shù)鞍着c主動運輸,ABC運輸?shù)鞍资且淮箢愡\輸?shù)鞍?，最早在?xì)菌中發(fā)現(xiàn)。E.coli具有兩層膜，ABC運輸?shù)鞍孜?/p>

57、于細(xì)菌的內(nèi)膜。 ABC運輸?shù)鞍字饕獏⑴c運輸 糖、氨基酸和小肽，運輸時需 要水解ATP提供能量,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,124,第一個被發(fā)現(xiàn)的真核細(xì)胞的ABC轉(zhuǎn)運器是多藥抗性蛋白(multidrug resistance protein, MDR)，該基因通常在肝癌患者的癌細(xì)胞中過表達(dá)，降低了化學(xué)治療的療效。約40%的患者的癌細(xì)胞內(nèi)該基因過度表達(dá)。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,125,四類ATP驅(qū)動的離子和小分子運輸泵的比較,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen

58、University,126,主動運輸特點： 小分子物質(zhì)逆濃度或電化學(xué)梯度轉(zhuǎn)運跨膜轉(zhuǎn)運; 消耗能量，水解ATP或電化學(xué)梯度供能；,膜上特異性載體介導(dǎo)。載體蛋白：結(jié)構(gòu)上的特異性(特異的結(jié)合位點)，結(jié)構(gòu)上的可變性(構(gòu)象變化影響親和力改變),(八)、 主動與被動運輸?shù)谋容^,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,127,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,128,第三節(jié) 大分子和顆粒物質(zhì)的跨膜運輸,移至“囊泡轉(zhuǎn)運”一節(jié)。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,129,第

59、四節(jié) 細(xì)胞表面及其特化結(jié)構(gòu),細(xì)胞表面(cell surface)：包圍在細(xì)胞質(zhì)外層的一個結(jié)構(gòu)復(fù)合體系，是細(xì)胞與外界環(huán)境物質(zhì)相互作用，并產(chǎn)生各種復(fù)雜功能的部位。細(xì)胞表面以質(zhì)膜為主體，包括質(zhì)膜外的細(xì)胞外被和質(zhì)膜內(nèi)的胞質(zhì)溶膠 一、細(xì)胞外被和胞質(zhì)溶膠 二、細(xì)胞表面的特化結(jié)構(gòu) 微絨毛 纖毛和鞭毛 褶皺,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,130,一、細(xì)胞外被和胞質(zhì)溶膠,細(xì)胞外被 定義：動物細(xì)胞表面有富含糖類的周緣區(qū)，稱為細(xì)胞外被或糖萼。一般指與質(zhì)膜相連的糖類物質(zhì)，即質(zhì)膜中糖蛋白和糖脂向外表面延伸出的寡糖鏈部分。 作用：保護(hù)、細(xì)胞通訊、細(xì)胞識別、物質(zhì)運輸?shù)取?胞質(zhì)溶膠 定義：位于細(xì)胞質(zhì)膜下約0.2m厚的較粘滯無結(jié)構(gòu)的液體物質(zhì)，也稱為溶膠層。分布較多的微絲和微管，缺少其他細(xì)胞器。 作用：具有較高的抗張強度，對維持細(xì)胞形態(tài)、極性及運動有重要作用。,2020/12/11,Wanghs Sun Yat-sen University,131,2020/12/11,Wanghs Sun Y