chapter4-3營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的方式1

1、第三節(jié)第三節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞方式營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞方式一、單純一、單純擴散擴散(diffusion)營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的方式營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的方式二、二、促進擴散促進擴散(facilitated diffusion)三、主動運輸三、主動運輸(active transport)四、基團轉(zhuǎn)位四、基團轉(zhuǎn)位(group translocation)一、單純擴散一、單純擴散 原生質(zhì)膜是一種原生質(zhì)膜是一種半透性膜半透性膜，營養(yǎng)物質(zhì)通過原生質(zhì)，營養(yǎng)物質(zhì)通過原生質(zhì)膜上的小孔，由高濃度的胞外環(huán)境向低濃度的胞內(nèi)進膜上的小孔，由高濃度的胞外環(huán)境向低濃度的胞內(nèi)進行擴散。行擴散。特點特點物質(zhì)在擴散過程中物質(zhì)在擴散過程中沒

2、有發(fā)生任何反應(yīng)沒有發(fā)生任何反應(yīng)；不消耗能量不消耗能量；不能逆濃度不能逆濃度運輸；運輸；運輸速率較慢運輸速率較慢，與膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差成，與膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差成正比正比單純擴散并不是微生物細胞吸收營養(yǎng)物質(zhì)的主要方式單純擴散并不是微生物細胞吸收營養(yǎng)物質(zhì)的主要方式 水、水、O O2 2、COCO2 2是是可以通過擴散自由通過原生質(zhì)膜的可以通過擴散自由通過原生質(zhì)膜的分子，脂溶性物質(zhì)被磷脂溶解也可通過單純擴散進出分子，脂溶性物質(zhì)被磷脂溶解也可通過單純擴散進出細胞，并比水溶性物質(zhì)速度快。細胞，并比水溶性物質(zhì)速度快。 單純擴散速度慢單純擴散速度慢，不能滿足微生物要求，不能滿足微生物要求，有些物質(zhì)有些物質(zhì)也無

3、法靠單純擴散進入細胞也無法靠單純擴散進入細胞。這些營養(yǎng)物質(zhì)主要有氨。這些營養(yǎng)物質(zhì)主要有氨基酸、單糖、維生素及無機鹽等。為了能夠獲得這些基酸、單糖、維生素及無機鹽等。為了能夠獲得這些營養(yǎng)，微生物通過特殊的生理結(jié)構(gòu)來幫助上述物質(zhì)進營養(yǎng)，微生物通過特殊的生理結(jié)構(gòu)來幫助上述物質(zhì)進入。入。這些特殊結(jié)構(gòu)實際就是這些特殊結(jié)構(gòu)實際就是特異性蛋白質(zhì)特異性蛋白質(zhì)，可與營養(yǎng)，可與營養(yǎng)物質(zhì)進行可逆性結(jié)合，在細胞質(zhì)膜內(nèi)外循環(huán)往來運輸物質(zhì)進行可逆性結(jié)合，在細胞質(zhì)膜內(nèi)外循環(huán)往來運輸營養(yǎng)物質(zhì)，稱其為營養(yǎng)物質(zhì)，稱其為載體蛋白載體蛋白。因其具有類似酶的一些。因其具有類似酶的一些性質(zhì)，如專一性，又被稱為性質(zhì)，如專一性，又被稱為滲透

4、酶滲透酶。一種酶只對同一。一種酶只對同一物質(zhì)或同類進行運輸，因此，為了能夠獲得多重營養(yǎng)物質(zhì)或同類進行運輸，因此，為了能夠獲得多重營養(yǎng)，細胞質(zhì)膜上有多種載體蛋白來完成一些營養(yǎng)物質(zhì)的，細胞質(zhì)膜上有多種載體蛋白來完成一些營養(yǎng)物質(zhì)的促進擴散。促進擴散。 不耗能量，動力仍為濃度梯度不耗能量，動力仍為濃度梯度。二、促進擴散二、促進擴散二促進擴散二促進擴散特特點點不消耗能量不消耗能量參與運輸?shù)奈镔|(zhì)本身的分子結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化參與運輸?shù)奈镔|(zhì)本身的分子結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化不能進行逆濃度運輸不能進行逆濃度運輸運輸速率與膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差成正比運輸速率與膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差成正比需要載體參與需要載體參與二促進擴散二促進擴散特點

5、特點：被運送的物質(zhì)被運送的物質(zhì)可逆濃度梯度可逆濃度梯度進入細胞內(nèi)進入細胞內(nèi) 要消耗能量要消耗能量，必需有能量參加。，必需有能量參加。 有有膜載體膜載體參加，膜載體發(fā)生構(gòu)型變化參加，膜載體發(fā)生構(gòu)型變化 被運送物質(zhì)不發(fā)生任何變化被運送物質(zhì)不發(fā)生任何變化。主動運輸是廣泛存在于微生物中的一種主要的物主動運輸是廣泛存在于微生物中的一種主要的物質(zhì)運輸方式。質(zhì)運輸方式。通過這種方式運輸方式吸收的營養(yǎng)物質(zhì)：有糖類通過這種方式運輸方式吸收的營養(yǎng)物質(zhì)：有糖類（乳糖、半乳糖、阿拉伯糖等）、氨基酸、核苷、（乳糖、半乳糖、阿拉伯糖等）、氨基酸、核苷、鉀離子等。鉀離子等。主動運輸運輸物質(zhì)的種類：主動運輸運輸物質(zhì)的種類：三

6、、主動運輸三、主動運輸 基團轉(zhuǎn)位：是在研究糖的運輸時發(fā)現(xiàn)的一種主基團轉(zhuǎn)位：是在研究糖的運輸時發(fā)現(xiàn)的一種主動運輸方式。動運輸方式。 運輸過程中運輸過程中需要能量需要能量，被運輸?shù)奈镔|(zhì)發(fā)生化學被運輸?shù)奈镔|(zhì)發(fā)生化學變化變化的運輸叫基團移位。的運輸叫基團移位。 許多糖就是靠基團移位進行運輸?shù)?。許多糖就是靠基團移位進行運輸?shù)摹?這種運輸方式是微生物這種運輸方式是微生物通過磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)通過磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)(PTS)來運輸營養(yǎng)物質(zhì)的。來運輸營養(yǎng)物質(zhì)的。 四、基四、基 團團 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 位位E糖糖-P 膜外內(nèi)EE-PP-HPrHPrPEP丙酮酸E糖磷酸轉(zhuǎn)移磷酸轉(zhuǎn)移E系統(tǒng)（系統(tǒng)（PTS） 酶酶（非特異性）（非特異性）

7、 酶酶 酶酶 熱穩(wěn)定蛋白熱穩(wěn)定蛋白HPr（非特異性）非特異性） E磷酸化磷酸化：PEP(磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸)上的磷酸通過高上的磷酸通過高 能磷酸鍵結(jié)合到能磷酸鍵結(jié)合到E 的的 組氨酸上組氨酸上 。 PEP+ E EP+P+丙酮酸丙酮酸 磷酸糖生成：磷酸糖生成：磷酸從磷酸從E 轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移到E II，再轉(zhuǎn)移到糖上，再轉(zhuǎn)移到糖上， 最后生成的磷酸糖釋放到細胞質(zhì)中。最后生成的磷酸糖釋放到細胞質(zhì)中。 糖糖+ E P -P -糖糖P P + E E HPr磷酸化：磷酸化：磷酸從磷酸從E轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移到HPr的組氨酸上。的組氨酸上。 EP+ P+ HPr HPr P+ P+ E E 磷酸化：磷酸化：磷酸從磷酸從HPr轉(zhuǎn)移到專一性的酶轉(zhuǎn)移到專一性的酶E 上，以共上，以共 價鍵與價鍵與E 的組氨酸或谷氨酸結(jié)合，的組氨酸或谷氨酸結(jié)合， E 的三個亞基同時被磷的三個亞基同時被磷 酸化。酸化。 HPr P+ P+ E E P+ P+ HPr金黃色葡萄球菌對乳糖吸收過程概括如下：金黃色葡萄球菌對乳糖吸收過程概括如下：基團轉(zhuǎn)移運輸物質(zhì)的種類：基團轉(zhuǎn)移運輸物質(zhì)的種類： 基團轉(zhuǎn)移主要存在于厭氧型和兼性厭氧型細胞中基團轉(zhuǎn)移主要存在于厭氧型和兼性厭氧型細胞中,主要用于糖的運輸，脂肪酸、核苷、堿基等也可以通主要用于糖的運輸，脂肪酸、核苷、堿基等也可以通過這種方式運輸。過這種方式運輸。基團轉(zhuǎn)移