細胞膜與物質的跨膜運輸

1、第第三三講講 細胞膜與物質的跨膜轉運細胞膜與物質的跨膜轉運一、一、膜的選膜的選擇擇性通透性通透和簡單擴散和簡單擴散1、選擇通透性、選擇通透性膜膜易于通過膜的物質：脂溶性物質、不帶電荷小分子物質易于通過膜的物質：脂溶性物質、不帶電荷小分子物質不易通過膜的物質：帶電荷物質、大分子物質不易通過膜的物質：帶電荷物質、大分子物質高濃度低濃度2. 簡單簡單擴散（擴散（simple diffusion）擴散速擴散速度取度取決于分子的大小及對脂類的相對決于分子的大小及對脂類的相對溶解度溶解度適合適合簡簡單擴散的物質：單擴散的物質：脂溶性物質脂溶性物質( (非極性物質非極性物質): ): 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不帶電荷小分子物質: : 水水. .尿素尿素. .二氧化碳二氧化碳不適合不適合簡簡單擴散的物質：單擴散的物質：帶電荷物質帶電荷物質簡簡單擴散單擴散特點特點： 順濃度梯度轉運順濃度梯度轉運 不需要消耗能量不需要消耗能量 (能量來自本身能量來自本身高高濃度勢能）濃度勢能） 不不需要需要專一專一的的膜膜轉運轉運蛋白蛋白 二、膜轉運蛋白介導的跨膜運輸二、膜轉運蛋白介導的跨膜運輸（二）離（二）離子子通道高效轉運各種離子通道高效轉運各種離子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)通道蛋白構象改變，使通道跨膜電位的改變誘發(fā)通

3、道蛋白構象改變，使通道開放，開放，離子順濃度梯度離子順濃度梯度跨跨膜膜轉運轉運。通道開放時間只有幾毫秒，隨即迅速自發(fā)關閉。通道開放時間只有幾毫秒，隨即迅速自發(fā)關閉。見見于于可興奮細胞：可興奮細胞：神經元、肌神經元、肌細胞細胞及腺及腺上皮細胞上皮細胞等等通道蛋白通道蛋白配體配體高濃度低濃度定義：與特定配體結定義：與特定配體結合后構象改變合后構象改變，閘，閘門門開放開放，介導介導 某種離子某種離子的的跨膜轉運?？缒まD運。特點特點：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：神經肌肉神經肌肉連連接處接處閘門閘門通道通道（3）應力激活通道）應力激活通道載體蛋白載體蛋白高濃度

4、低濃度（三）載體蛋白介導的易（三）載體蛋白介導的易化擴散化擴散（facilitated diffusion）1、定義：在特異性載體蛋白介導下，一些非脂溶性的物質，如、定義：在特異性載體蛋白介導下，一些非脂溶性的物質，如葡萄糖、氨基酸、核苷酸等，不葡萄糖、氨基酸、核苷酸等，不消耗細胞代謝能，順電化學梯度消耗細胞代謝能，順電化學梯度的跨膜轉運。的跨膜轉運。2、特點：、特點：被動被動運輸運輸：不：不需要細胞需要細胞提供提供代謝代謝能量能量, ,溶質溶質從從濃度濃度高高的一側經細胞膜轉運至濃度的一側經細胞膜轉運至濃度低低的一的一側側的跨膜轉運的跨膜轉運。轉運動力來自物質轉運動力來自物質的濃度梯度及電位

5、梯度的濃度梯度及電位梯度簡單擴散簡單擴散易化擴散易化擴散離子通道擴散離子通道擴散被動運輸被動運輸（四）載體蛋白介導的主（四）載體蛋白介導的主動動運輸運輸由載體蛋白所介導的由載體蛋白所介導的，物質逆濃度梯度或電化學物質逆濃度梯度或電化學梯度梯度，消耗能量的一種，消耗能量的一種跨膜轉運?？缒まD運。ATP直接供能（ATPATP驅動泵驅動泵離子泵離子泵） ATP間接供能（伴隨伴隨運輸）運輸） 質子泵光能驅動特點：特點：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進行主

6、動運輸進行主動運輸細胞質細胞質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鈉結合部位鈉結合部位鉀結合部位鉀結合部位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：肌細胞的肌漿網上及神肌細胞的肌漿網上及神經終末的經終末的質膜質膜原理：原理：類似鈉鉀泵，類似鈉鉀泵，ATP酶，通過磷酸化和去磷酸化改變酶，通過磷酸化和去磷酸化改變構象，結合與釋放構象，結合與釋放Ca2+功能：功能：保持胞質內的低鈣濃度保持胞質內的低鈣濃度，參與細胞的重要活動。參與細胞的重要活動。如：肌如：肌肉收縮肉收縮、分泌、神經遞質釋放、跨膜信息轉、分泌、神經遞質釋放、跨膜信息轉導等。導等。（1 1）特點）特點由由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的的一種一種主動運輸方式。主動運輸方式。物質跨膜

8、運動所需要的直接動力來自膜兩側離子的電物質跨膜運動所需要的直接動力來自膜兩側離子的電化學梯度?；瘜W梯度。這種離子電化學濃度由這種離子電化學濃度由NaNa+ +-K-K+ +泵（或泵（或H H+ +泵）來維持。泵）來維持。2. 離子濃度驅動的協(xié)同運輸離子濃度驅動的協(xié)同運輸(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質的跨膜運的跨膜運輸輸(一一) 吞噬作用吞噬作用 (phagocytosis)（二）胞（二）胞飲作用飲作用 (pinocytosis) （三）（三）受體介導受體介導的的內內吞吞作用作用（receptormediated endocytosis） n 定義：

9、定義：細胞通過受體的介導細胞通過受體的介導, ,攝取細胞外攝取細胞外 專一性蛋白質或其他化合物的過程。專一性蛋白質或其他化合物的過程。n特點：特點：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）網格蛋白衣被小泡）網格蛋白衣被小泡A 三腿復合物 B 包被亞基 C網格蛋白小泡Clathrin coated vesicles網格衣被小泡的形態(tài)（2）銜接蛋白（）銜接蛋白（adaptin）（3）發(fā)動蛋白：）發(fā)動蛋白：一種一種GTP結合蛋白結合蛋白2、受體介導的、受體介導的LDL內吞作用內吞作用細胞質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被小泡無被小泡胞內體胞內體受體與大分