細(xì)胞膜與物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸

1、第第三三講講 細(xì)胞膜與物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)細(xì)胞膜與物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)一、一、膜的選膜的選擇擇性通透性通透和簡(jiǎn)單擴(kuò)散和簡(jiǎn)單擴(kuò)散1、選擇通透性、選擇通透性膜膜易于通過(guò)膜的物質(zhì)：脂溶性物質(zhì)、不帶電荷小分子物質(zhì)易于通過(guò)膜的物質(zhì)：脂溶性物質(zhì)、不帶電荷小分子物質(zhì)不易通過(guò)膜的物質(zhì)：帶電荷物質(zhì)、大分子物質(zhì)不易通過(guò)膜的物質(zhì)：帶電荷物質(zhì)、大分子物質(zhì)高濃度低濃度2. 簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單擴(kuò)散（擴(kuò)散（simple diffusion）擴(kuò)散速擴(kuò)散速度取度取決于分子的大小及對(duì)脂類的相對(duì)決于分子的大小及對(duì)脂類的相對(duì)溶解度溶解度適合適合簡(jiǎn)簡(jiǎn)單擴(kuò)散的物質(zhì)：?jiǎn)螖U(kuò)散的物質(zhì)：脂溶性物質(zhì)脂溶性物質(zhì)( (非極性物質(zhì)非極性物質(zhì)): ): 苯苯. .醇醇. .氧

2、氧. .氮氮. . 甾類激素甾類激素不帶電荷小分子物質(zhì)不帶電荷小分子物質(zhì): : 水水. .尿素尿素. .二氧化碳二氧化碳不適合不適合簡(jiǎn)簡(jiǎn)單擴(kuò)散的物質(zhì)：?jiǎn)螖U(kuò)散的物質(zhì)：帶電荷物質(zhì)帶電荷物質(zhì)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單擴(kuò)散單擴(kuò)散特點(diǎn)特點(diǎn)： 順濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)順濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn) 不需要消耗能量不需要消耗能量 (能量來(lái)自本身能量來(lái)自本身高高濃度勢(shì)能）濃度勢(shì)能） 不不需要需要專一專一的的膜膜轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白蛋白 二、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白介導(dǎo)的跨膜運(yùn)輸二、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白介導(dǎo)的跨膜運(yùn)輸（二）離（二）離子子通道高效轉(zhuǎn)運(yùn)各種離子通道高效轉(zhuǎn)運(yùn)各種離子2、門控通道的類型1）電壓門控通道：）電壓門控通道：跨膜電位的改變誘發(fā)通道蛋白構(gòu)象改變，使通道跨膜電位的改變誘發(fā)通

3、道蛋白構(gòu)象改變，使通道開(kāi)放，開(kāi)放，離子順濃度梯度離子順濃度梯度跨跨膜膜轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)。通道開(kāi)放時(shí)間只有幾毫秒，隨即迅速自發(fā)關(guān)閉。通道開(kāi)放時(shí)間只有幾毫秒，隨即迅速自發(fā)關(guān)閉。見(jiàn)見(jiàn)于于可興奮細(xì)胞：可興奮細(xì)胞：神經(jīng)元、肌神經(jīng)元、肌細(xì)胞細(xì)胞及腺及腺上皮細(xì)胞上皮細(xì)胞等等通道蛋白通道蛋白配體配體高濃度低濃度定義：與特定配體結(jié)定義：與特定配體結(jié)合后構(gòu)象改變合后構(gòu)象改變，閘，閘門門開(kāi)放開(kāi)放，介導(dǎo)介導(dǎo) 某種離子某種離子的的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。特點(diǎn)特點(diǎn)：離子通道型離子通道型受體受體如：如：乙酰膽堿乙酰膽堿通道通道圖示：圖示：神經(jīng)肌肉神經(jīng)肌肉連連接處接處閘門閘門通道通道（3）應(yīng)力激活通道）應(yīng)力激活通道載體蛋白載體蛋白高濃度

4、低濃度（三）載體蛋白介導(dǎo)的易（三）載體蛋白介導(dǎo)的易化擴(kuò)散化擴(kuò)散（facilitated diffusion）1、定義：在特異性載體蛋白介導(dǎo)下，一些非脂溶性的物質(zhì)，如、定義：在特異性載體蛋白介導(dǎo)下，一些非脂溶性的物質(zhì)，如葡萄糖、氨基酸、核苷酸等，不葡萄糖、氨基酸、核苷酸等，不消耗細(xì)胞代謝能，順電化學(xué)梯度消耗細(xì)胞代謝能，順電化學(xué)梯度的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。2、特點(diǎn)：、特點(diǎn)：被動(dòng)被動(dòng)運(yùn)輸運(yùn)輸：不：不需要細(xì)胞需要細(xì)胞提供提供代謝代謝能量能量, ,溶質(zhì)溶質(zhì)從從濃度濃度高高的一側(cè)經(jīng)細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)至濃度的一側(cè)經(jīng)細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)至濃度低低的一的一側(cè)側(cè)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)力來(lái)自物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)力來(lái)自物質(zhì)的濃度梯度及電位

5、梯度的濃度梯度及電位梯度簡(jiǎn)單擴(kuò)散簡(jiǎn)單擴(kuò)散易化擴(kuò)散易化擴(kuò)散離子通道擴(kuò)散離子通道擴(kuò)散被動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸（四）載體蛋白介導(dǎo)的主（四）載體蛋白介導(dǎo)的主動(dòng)動(dòng)運(yùn)輸運(yùn)輸由載體蛋白所介導(dǎo)的由載體蛋白所介導(dǎo)的，物質(zhì)逆濃度梯度或電化學(xué)物質(zhì)逆濃度梯度或電化學(xué)梯度梯度，消耗能量的一種，消耗能量的一種跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。ATP直接供能（ATPATP驅(qū)動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)泵離子泵離子泵） ATP間接供能（伴隨伴隨運(yùn)輸）運(yùn)輸） 質(zhì)子泵光能驅(qū)動(dòng)特點(diǎn)：特點(diǎn)：具有載體和酶的雙重作用具有載體和酶的雙重作用 （ATPATP酶）酶）具有專一性具有專一性如如：鈣泵、氫泵：鈣泵、氫泵、鈉鉀泵鈉鉀泵1 1、離子泵直接水解、離子泵直接水解ATPATP進(jìn)行主

6、動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)行主動(dòng)運(yùn)輸細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)Na+Na+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+小小亞亞基基大亞基大亞基大亞基大亞基ATPADP+Pi鉀濃度梯度30倍鈉濃度梯度13倍小小亞亞基基大亞基大亞基大亞基大亞基小小亞亞基基大亞基大亞基大亞基大亞基Pi鈉結(jié)合部位鈉結(jié)合部位鉀結(jié)合部位鉀結(jié)合部位Na+Na+Na+Na+K+Mg2+PiPiK+K+K+大亞基大亞基小小亞亞基基大亞基大亞基大亞基大亞基小小亞亞基基大亞基大亞基大亞基大亞基（1）Na+-K+泵泵鈉鉀泵的功能鈉鉀泵的功能（2）Ca2+泵：存在部位：存在部

7、位：肌細(xì)胞的肌漿網(wǎng)上及神肌細(xì)胞的肌漿網(wǎng)上及神經(jīng)終末的經(jīng)終末的質(zhì)膜質(zhì)膜原理：原理：類似鈉鉀泵，類似鈉鉀泵，ATP酶，通過(guò)磷酸化和去磷酸化改變酶，通過(guò)磷酸化和去磷酸化改變構(gòu)象，結(jié)合與釋放構(gòu)象，結(jié)合與釋放Ca2+功能：功能：保持胞質(zhì)內(nèi)的低鈣濃度保持胞質(zhì)內(nèi)的低鈣濃度，參與細(xì)胞的重要活動(dòng)。參與細(xì)胞的重要活動(dòng)。如：肌如：肌肉收縮肉收縮、分泌、神經(jīng)遞質(zhì)釋放、跨膜信息轉(zhuǎn)、分泌、神經(jīng)遞質(zhì)釋放、跨膜信息轉(zhuǎn)導(dǎo)等。導(dǎo)等。（1 1）特點(diǎn)）特點(diǎn)由由NaNa+ +-K-K+ +泵（或泵（或H H+ +泵）與載體蛋白協(xié)同作用，間接消耗泵）與載體蛋白協(xié)同作用，間接消耗ATPATP的的一種一種主動(dòng)運(yùn)輸方式。主動(dòng)運(yùn)輸方式。物質(zhì)跨膜

8、運(yùn)動(dòng)所需要的直接動(dòng)力來(lái)自膜兩側(cè)離子的電物質(zhì)跨膜運(yùn)動(dòng)所需要的直接動(dòng)力來(lái)自膜兩側(cè)離子的電化學(xué)梯度?；瘜W(xué)梯度。這種離子電化學(xué)濃度由這種離子電化學(xué)濃度由NaNa+ +-K-K+ +泵（或泵（或H H+ +泵）來(lái)維持。泵）來(lái)維持。2. 離子濃度驅(qū)動(dòng)的協(xié)同運(yùn)輸離子濃度驅(qū)動(dòng)的協(xié)同運(yùn)輸(co-transport) 第三節(jié)第三節(jié) 大大分分子和顆粒物子和顆粒物質(zhì)質(zhì)的跨膜運(yùn)的跨膜運(yùn)輸輸(一一) 吞噬作用吞噬作用 (phagocytosis)（二）胞（二）胞飲作用飲作用 (pinocytosis) （三）（三）受體介導(dǎo)受體介導(dǎo)的的內(nèi)內(nèi)吞吞作用作用（receptormediated endocytosis） n 定義：

9、定義：細(xì)胞通過(guò)受體的介導(dǎo)細(xì)胞通過(guò)受體的介導(dǎo), ,攝取細(xì)胞外攝取細(xì)胞外 專一性蛋白質(zhì)或其他化合物的過(guò)程。專一性蛋白質(zhì)或其他化合物的過(guò)程。n特點(diǎn)：特點(diǎn)：具有選擇性和高效性具有選擇性和高效性n如：如：LDLLDL、鐵離子鐵離子、VB12VB12、免疫球免疫球蛋白蛋白1、有被小窩和有被小泡、有被小窩和有被小泡（1 1）網(wǎng)格蛋白衣被小泡）網(wǎng)格蛋白衣被小泡A 三腿復(fù)合物 B 包被亞基 C網(wǎng)格蛋白小泡Clathrin coated vesicles網(wǎng)格衣被小泡的形態(tài)（2）銜接蛋白（）銜接蛋白（adaptin）（3）發(fā)動(dòng)蛋白：）發(fā)動(dòng)蛋白：一種一種GTP結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白2、受體介導(dǎo)的、受體介導(dǎo)的LDL內(nèi)吞作用內(nèi)吞作用細(xì)胞質(zhì)LDL顆粒顆粒LDL受體受體有被小窩有被小窩有被小泡有被小泡無(wú)被小泡無(wú)被小泡胞內(nèi)體胞內(nèi)體受體與大分