醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)-第四章-細(xì)胞膜與物質(zhì)穿膜運(yùn)輸

1、第四章 細(xì)胞膜與物質(zhì)的 穿膜運(yùn)輸、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 細(xì)胞膜（cell memberane)細(xì)胞膜 細(xì)胞內(nèi)膜:除了細(xì)胞膜以外的細(xì)胞內(nèi)所有膜性結(jié)構(gòu)。細(xì)胞質(zhì)是細(xì)胞質(zhì)與外界相隔開(kāi)的一層薄膜，又稱(chēng)質(zhì)膜（plasma membrane）。 生物膜細(xì)胞膜(厚7nm)單位膜：電鏡下觀(guān)察，所有生物膜都呈現(xiàn)“兩暗夾一明”三層結(jié)構(gòu)，這三層結(jié)構(gòu)稱(chēng)為單位膜。第一節(jié) 細(xì)胞膜的化學(xué)組成和生物學(xué)特性一、細(xì)胞膜的化學(xué)成分生物膜脂類(lèi)、蛋白質(zhì)、糖類(lèi) 水、無(wú)機(jī)鹽、金屬離子主要成分少量成分蛋白質(zhì)/脂類(lèi) :在不同種類(lèi)生物膜中有所不同。一般情況下： 功能多而復(fù)雜的膜，蛋白質(zhì)/脂類(lèi)大 功能少而簡(jiǎn)單的膜，蛋白質(zhì)/脂類(lèi)小(一)膜脂構(gòu)成細(xì)胞膜的基本骨架細(xì)

2、胞膜的化學(xué)組成 膜脂主要包括磷脂、糖脂和膽固醇三種類(lèi)型 膜脂是雙親性分子：具有極性頭（親水頭） 和非極性的尾部（疏水尾）1. 磷脂構(gòu)成膜脂的基本成分生物膜的化學(xué)組成鞘磷脂(SM)磷脂酰膽堿（卵磷脂PC）磷脂酰乙醇胺（腦磷脂PE）磷脂酰絲氨酸(PS)磷脂酰肌醇(PI) 磷脂磷脂約占整個(gè)膜脂的50以上。甘油磷脂磷脂酰乙醇胺磷脂酰絲氨酸鞘磷脂磷脂酰膽堿生物膜中的磷脂膽 堿 磷 酸 甘 油脂 肪 酸 鏈極性頭部（親水基團(tuán)）非極性尾部（疏水基團(tuán)）肪 酸鏈不 飽 和脂 磷脂酰膽堿的分子結(jié)構(gòu)親水基疏水基2. 膽固醇：主要存在真核細(xì)胞膜上，含量一般不超過(guò)膜脂的1/3。雙親性分子功能：增加膜的穩(wěn)定性，調(diào)節(jié)膜流動(dòng)

3、性，降低水溶性物質(zhì)的通透性。細(xì)胞膜的化學(xué)組成膽固醇分子散布在磷脂之間，極性的羥基頭部緊靠磷脂的極性頭部，甾環(huán)固定于靠近磷脂碳?xì)滏湹奈恢茫惶岣吣さ姆€(wěn)定性。POCH2CH2NOOCH3CH3CH3神經(jīng)酰胺O鞘磷脂POCH2CH2NOOCH3CH3CH3神經(jīng)酰胺O鞘磷脂糖(Gal)半乳糖苷脂POCH2CH2NOOCH3CH3CH3神經(jīng)酰胺O鞘磷脂糖 脂 分 子糖(Gal)糖(Gal)糖(Gal)糖(Gal)3. 糖脂：含量：約占脂總量 的5以下定位：膜的非胞質(zhì)面功能：作為某些分子 的受體，參與 細(xì)胞識(shí)別及信 號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。唾液酸神經(jīng)節(jié)苷脂半乳糖腦苷脂糖脂(glycolipid)與細(xì)胞之間的相互識(shí)別和信息傳

4、導(dǎo)有關(guān)。 膜脂在水溶液中自動(dòng)形成雙層細(xì)胞膜的化學(xué)組成球狀分子團(tuán)脂質(zhì)體脂質(zhì)體的用途：1.用于膜功能的 研究2.作為體內(nèi)藥物 和DNA的運(yùn)輸 載體，用于基 因轉(zhuǎn)移或代謝 性疾病的治療膜蛋白占膜含量的40%-50% 。膜蛋白的主要功能：轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白：轉(zhuǎn)運(yùn)分子進(jìn)出細(xì)胞受體蛋白：接受外界信號(hào)并傳遞到細(xì)胞內(nèi)引起相應(yīng) 的反應(yīng)連接蛋白：支撐連接細(xì)胞骨架成分和細(xì)胞間質(zhì)成分酶蛋白：發(fā)揮催化作用（二）膜蛋白膜功能的主要承擔(dān)者2.內(nèi)在膜蛋白1.外在膜蛋白細(xì) 胞 膜 蛋 白 質(zhì)3. 脂錨定蛋白1. 內(nèi)在膜蛋白（intrinsic proteins） 也稱(chēng)為穿膜蛋白，貫穿脂雙層，兩端露出膜內(nèi)外占膜蛋白的70%80%，與膜結(jié)合

5、緊密。2. 外在膜蛋白（extrinsic proteins） 水溶性蛋白，占膜蛋白的20%30% 附著在膜內(nèi)外表面，靠離子鍵或氫鍵與膜表面的蛋白質(zhì)分子或脂分子非共價(jià)結(jié)合，易分離。()3.脂錨定蛋白（lipid-linked protein）位于膜的兩側(cè)，通過(guò)共價(jià)鍵與脂雙層內(nèi)的脂分子結(jié)合，又稱(chēng)脂雙層蛋白。以?xún)煞N方式與脂類(lèi)分子結(jié)合。 胞質(zhì)側(cè)的蛋白 與脂雙層中的碳?xì)滏溄Y(jié)合() 質(zhì)膜外表面的蛋白 與糖基磷脂酰肌醇（GPI）的寡糖鏈結(jié)合()共價(jià)鍵共價(jià)鍵1、2內(nèi)在蛋白（穿膜蛋白）3、4脂錨定蛋白5、6外在蛋白細(xì)胞內(nèi)脂雙層細(xì)胞被膜糖類(lèi)以糖蛋白或糖脂的形式均勻分布在生物膜的非胞質(zhì)面。功能：有助于蛋白質(zhì)在膜上

6、的定位與固定，參與細(xì)胞識(shí)別及細(xì)胞與周?chē)h(huán)境的相互作用。（三）膜糖類(lèi)覆蓋細(xì)胞膜表面（一）細(xì)胞膜的不對(duì)稱(chēng)性(asymmetry)1. 膜脂分布的不對(duì)稱(chēng)（種類(lèi)、數(shù)量）膜內(nèi)層：磷脂酰乙醇胺 磷脂酰絲氨酸 磷脂酰肌醇 膜外層：磷脂酰膽堿（卵磷脂）和鞘磷脂二、細(xì)胞膜的生物學(xué)特性糖脂的分布為絕對(duì)不對(duì)稱(chēng)在非胞質(zhì)面SM：鞘磷脂PC：磷脂酰膽堿PS：磷脂酰絲氨酸PE：磷脂酰乙醇胺PI：磷脂酰肌醇CI：二磷脂酰甘油2.膜蛋白分布的不對(duì)稱(chēng)性穿膜蛋白跨越脂雙層有一定的方向性，親水端長(zhǎng)度、氨基酸種類(lèi)、順序不同。蛋白的數(shù)量在膜內(nèi)外兩側(cè)不同細(xì)胞膜內(nèi)層蛋白數(shù)量多于外層3. 膜糖類(lèi)分布的不對(duì)稱(chēng)非胞質(zhì)面生物膜的不對(duì)稱(chēng)性不對(duì)稱(chēng)性的生

7、物學(xué)意義： 決定了膜內(nèi)外表面功能的不對(duì)稱(chēng)性。4.細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)面分布有微管、微絲生物膜的特性 （二）細(xì)胞膜的流動(dòng)性（fluidity): 相變：生物膜在生理常溫下多呈液晶態(tài)，當(dāng)溫 度下降至某一點(diǎn)時(shí)，液晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)，若溫 度上升，則晶態(tài)又可溶解為液晶態(tài)。這種狀態(tài) 的相互轉(zhuǎn)變稱(chēng)相變。 相變溫度：引起相變的溫度稱(chēng)之。 液晶態(tài)對(duì)膜正常功能的行使至關(guān)重要。1.膜脂雙分子層是一種二維流體(1)側(cè)向擴(kuò)散(2)旋轉(zhuǎn)(3)擺動(dòng)(4)翻轉(zhuǎn)2.膜脂分子的運(yùn)動(dòng)形式 （5）伸縮震蕩運(yùn)動(dòng)（6）烴鏈的旋轉(zhuǎn)異構(gòu)運(yùn)動(dòng)543. 影響膜脂流動(dòng)性的因素（1）脂肪酸鏈的飽和程度：不飽和程度膜流動(dòng)性（2）脂肪酸鏈的長(zhǎng)度：鏈越長(zhǎng)，相變溫度越

8、高，流動(dòng)性越低生物膜的流動(dòng)性（3）膽固醇的影響：雙向調(diào)節(jié)（4）卵磷脂/鞘磷脂比值：比值膜流動(dòng)性（5）膜蛋白：蛋白質(zhì)越多，膜脂流動(dòng)性越小（6）其它因素：PH、環(huán)境溫度、離子強(qiáng)度等生物膜的流動(dòng)性4.膜蛋白分子在質(zhì)膜中的運(yùn)動(dòng)1. 側(cè)向擴(kuò)散2. 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 5.膜流動(dòng)性的生理意義質(zhì)膜的流動(dòng)性是保證其正常功能的必要條件。當(dāng)膜的流動(dòng)性低于一定的閾值時(shí)，許多酶的活動(dòng)和跨膜運(yùn)輸將停止，反之如果流動(dòng)性過(guò)高，又會(huì)造成膜的溶解。利用細(xì)胞融合技術(shù)觀(guān)察蛋白質(zhì)運(yùn)動(dòng)生物膜的特性1.膜的流動(dòng)性2.膜的不對(duì)稱(chēng)性膜脂的流動(dòng)性膜蛋白的運(yùn)動(dòng)性側(cè)向擴(kuò)散翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)伸縮振蕩烴鏈的旋轉(zhuǎn)異構(gòu)運(yùn)動(dòng)擺動(dòng)側(cè)向擴(kuò)散旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散膜脂種類(lèi)數(shù)量分布不對(duì)稱(chēng)

9、糖脂及糖蛋白不對(duì)稱(chēng)非胞質(zhì)面膜蛋白種類(lèi)數(shù)量分布不對(duì)稱(chēng)細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)面有微管微絲E. Overton 1890 發(fā)現(xiàn)凡是溶于脂肪的物質(zhì)很容易透過(guò)植物的細(xì)胞膜。E. Gorter & F. Grendel 1925 年用有機(jī)溶劑提取了人的紅細(xì)胞質(zhì)膜的脂類(lèi)成分，推測(cè)細(xì)胞膜由雙層脂分子組成。三、細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)模型 評(píng)價(jià)：提出膜形態(tài)共性，解釋了某些屬性不足之處： 無(wú)法解釋膜的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)變化， 顯示不出各種膜之間的結(jié)構(gòu)功能差異1.生物膜是由流動(dòng)的脂質(zhì)雙分子層構(gòu)成膜的連續(xù)主體。2.球形膜蛋白以各種形式鑲嵌在脂質(zhì)雙分子層中。 液態(tài)鑲嵌模型 ( fluid mosaic model)脂質(zhì)雙分子層極性頭部疏水尾部外周蛋

10、白鑲嵌蛋白 3.膜的兩側(cè)結(jié)構(gòu)是不對(duì)稱(chēng)的，糖鏈分布在非胞質(zhì)面。 4.膜脂和膜蛋白具有一定的流動(dòng)性和不對(duì)稱(chēng)性。生物膜的分子結(jié)構(gòu)模型（四）脂筏結(jié)構(gòu)模型 脂筏（lipid rafts）：脂質(zhì)雙分子層不是一個(gè)完全均勻的二維流體，膜中存在富含膽固醇和鞘磷脂的微區(qū)，其中聚集一些特定的膜蛋白，稱(chēng)脂筏。 特點(diǎn)：這些區(qū)域比膜的其他部分厚，更有秩序且較 少流動(dòng)性。其周?chē)橇鲃?dòng)性較高的液態(tài)區(qū)。功能：參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用以及 膽固醇代謝運(yùn)輸?shù)取?脂筏功能的紊亂涉及多種疾病的發(fā)生。脂筏（lipid rafts）模型細(xì)胞膜是選擇性半透膜第二節(jié) 小分子物質(zhì)和離子的穿膜運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸（passive transpor

11、t）：物質(zhì)順濃度梯度 進(jìn)出細(xì)胞，不需要消耗能量。主動(dòng)運(yùn)輸（active transport）：物質(zhì)逆濃度梯度 進(jìn)出細(xì)胞，而且需要載體、消耗能量。小分子物質(zhì)和離子穿膜運(yùn)輸?shù)闹饕绞剑?簡(jiǎn)單擴(kuò)散易化擴(kuò)散（協(xié)助擴(kuò)散） 一、簡(jiǎn)單擴(kuò)散（simple diffusion）1. 概念：指物質(zhì)順濃度梯度從高濃度一側(cè)通過(guò)細(xì)胞膜向低濃度一側(cè)移動(dòng)的方式，不需消耗能量，又稱(chēng)被動(dòng)擴(kuò)散（passive diffusion） 。2. 特點(diǎn)： 順濃度梯度、不消耗能量 不需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白協(xié)助 運(yùn)輸速度取決于分子的大小和脂溶性。3. 運(yùn)輸對(duì)象： O2、CO2、H2O、NO、乙醇、尿素、 苯、甘油、甾類(lèi)激素等簡(jiǎn)單擴(kuò)散細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)脂溶性

12、、非極性、不帶電荷小分子物質(zhì)細(xì)胞膜高濃度低濃度濃度梯度肺泡與肺毛細(xì)血管之間的氣體交換二、易化擴(kuò)散-膜運(yùn)輸?shù)鞍捉閷?dǎo)的穿膜運(yùn)輸易化擴(kuò)散概念（facilitated diffusion）：是各種極性分子和無(wú)機(jī)離子通過(guò)膜運(yùn)輸?shù)鞍椎慕閷?dǎo)，不消耗代謝能， 順濃度梯度 的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程。膜運(yùn)輸?shù)鞍卓煞譃閮深?lèi)： 載體蛋白（carrier protein) 通道蛋白 (channel protein)與特定物質(zhì)結(jié)合改變構(gòu)象使物質(zhì)穿越細(xì)胞膜，既介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)輸，又介導(dǎo)主動(dòng)運(yùn)輸。 形成貫穿脂雙層之間的通道，介導(dǎo)特定離子轉(zhuǎn)運(yùn)，僅介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)輸。 2.離子通道的特點(diǎn)： 物質(zhì)的運(yùn)輸速度快 離子通道具有高度選擇性 大多數(shù)離子通道受

13、“閘門(mén)”控制 均為被動(dòng)運(yùn)輸（一）離子通道介導(dǎo)的易化擴(kuò)散1.易化擴(kuò)散概念（facilitated diffusion）：是各種極性分子和無(wú)機(jī)離子通過(guò)膜運(yùn)輸?shù)鞍椎慕閷?dǎo)，不消耗代謝能， 順濃度梯度 的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程。 3. 離子通道的類(lèi)型 配體門(mén)控通道：乙酰膽堿受體。 電壓門(mén)控通道：主要存在于可興奮細(xì)胞， 如神經(jīng)元、肌細(xì)胞等。（3）應(yīng)力激活通道：如內(nèi)耳毛細(xì)胞感受聲波震動(dòng)。（4）水通道：2003諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) 鉀通道、鈉通道、 鈣通道等電壓門(mén)控通道擴(kuò)散鉀通道、鈉通道、鈣通道、氯通道等細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞膜載體蛋白（二）載體蛋白介導(dǎo)的易化擴(kuò)散高濃度低濃度電化學(xué)梯度（二）載體蛋白介導(dǎo)的易化擴(kuò)散1.易化擴(kuò)散概念（f

14、acilitated diffusion）：是各種極性分子和無(wú)機(jī)離子通過(guò)膜運(yùn)輸白的介導(dǎo)，不消耗代謝能， 順濃度梯度 的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程。2. 運(yùn)輸對(duì)象：葡萄糖、氨基酸、核苷酸、離子及細(xì)胞代謝物3. 特點(diǎn)：不消耗代謝能 需要載體蛋白的協(xié)助具有特異性 具有飽和性三、主動(dòng)運(yùn)輸載體蛋白介導(dǎo)的穿膜運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸?shù)母拍睿河奢d體蛋白介導(dǎo)的物質(zhì)逆濃度梯度或電化學(xué)梯度進(jìn)行穿膜轉(zhuǎn)運(yùn)的方式，需要消耗能量。（一）ATP驅(qū)動(dòng)泵ATP直接提供能量P-型離子泵（ Na+-K+ 泵、Ca泵）V-型質(zhì)子泵(溶酶體膜、內(nèi)體膜)F-型質(zhì)子泵（線(xiàn)粒體內(nèi)膜）ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)運(yùn)離子負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)運(yùn)小分子類(lèi)型1.差13倍差30倍Na+-K+ ATP酶

15、，兼有載體和酶的雙重功能每秒鐘發(fā)生約1000次的構(gòu)象變化 Na+-K+-泵的生物學(xué)效應(yīng)直接效果：維持胞內(nèi)低Na+，高K+的特殊離子環(huán)境。間接效果：a.調(diào)節(jié)滲透壓維持恒定的細(xì)胞體積 b.產(chǎn)生和維持膜電位 c.為某些物質(zhì)吸收提供驅(qū)動(dòng)力 d.為蛋白質(zhì)合成及代謝反應(yīng)提供 必要的離子濃度 特性：運(yùn)出3 Na+轉(zhuǎn)入 2 K+ ATP Na+-K+-泵的特性 2. Ca2泵Ca2- ATP酶分布位置：所有真核細(xì)胞的細(xì)胞膜、 肌細(xì)胞的肌漿網(wǎng)工作原理：與Na+-K+-泵相似，通過(guò)磷酸化和去磷 酸化過(guò)程使構(gòu)象改變，結(jié)合與釋放Ca2+作用：維持細(xì)胞內(nèi)較低的鈣離子濃度 （細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度10-7 M，細(xì)胞外10-3

16、 M）特性：泵出2個(gè)Ca2+ /每個(gè)ATP 。（二）協(xié)同運(yùn)輸ATP間接供能 1.動(dòng)物細(xì)胞是利用膜兩側(cè)Na離子的電化學(xué)梯度驅(qū)動(dòng)2.類(lèi)型協(xié)同運(yùn)輸協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)的離子轉(zhuǎn)運(yùn)分子同向運(yùn)輸(共運(yùn)輸)以小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖入血為例鈉鉀泵：將Na+泵出細(xì)胞，造成胞內(nèi)外的Na+濃度梯度鈉離子驅(qū)動(dòng)的葡萄糖載體蛋白：利用Na+ 勢(shì)能驅(qū)動(dòng)，結(jié)合葡萄糖，使之與Na+相伴進(jìn)入細(xì)胞（因此又稱(chēng)共運(yùn)輸）低鈉離子濃度高高介導(dǎo)葡萄糖易化擴(kuò)散的載體蛋白Na+驅(qū)動(dòng)葡萄糖同向運(yùn)輸 腸腔微絨毛緊密連接腸上皮細(xì)胞細(xì)胞外液對(duì)向運(yùn)輸Na+H+Na-H+交換載體調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)PH高濃度低濃度鈉離子濃度梯度高濃度低濃度氫濃度梯度 協(xié)同運(yùn)輸ATP間接供能 動(dòng)

17、物細(xì)胞是利用膜兩側(cè)Na離子的電化學(xué)梯度驅(qū)動(dòng)1.為小分子物質(zhì)逆濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)2.需要消耗能量（直接或間接）3.需要膜上的特異性載體（特異性、可變性）介導(dǎo) 主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn) 小分子、離子穿膜運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸 簡(jiǎn)單擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸 易化擴(kuò)散（通道蛋白介導(dǎo)、載體蛋白介導(dǎo)）Na-K泵Ca2+-pumpNa-葡萄糖協(xié)同運(yùn)輸小 結(jié)Na-H+協(xié)同運(yùn)輸小泡運(yùn)輸（膜泡運(yùn)輸）：細(xì)胞與環(huán)境中的大分子和顆粒物質(zhì)不能直接進(jìn)行跨膜運(yùn)輸，必須由膜包圍形成囊泡，通過(guò)一系列膜囊泡的形成和融合來(lái)完成轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程，稱(chēng)為小泡運(yùn)輸（膜泡運(yùn)輸）。第三節(jié) 大分子和顆粒物質(zhì)的穿膜運(yùn)輸小泡泡運(yùn)輸是主動(dòng)運(yùn)輸?shù)男问街?，它的活?dòng)需要消耗能量。膜泡運(yùn)輸 胞吞作用(e

18、ndocytosis)胞吐作用(exocytosis)胞飲作用吞噬作用 受體介導(dǎo)的胞（內(nèi)）吞作用膜泡運(yùn)輸?shù)姆绞剑?大分子物質(zhì)和顆粒性物質(zhì)附著在細(xì)胞膜上，質(zhì)膜內(nèi) 陷將這些物質(zhì)包圍形成小囊泡，最后小囊泡從細(xì)胞 膜上脫離進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部。一、胞吞作用(endocytosis)（一）吞噬作用（phagocytosis）細(xì)胞內(nèi)吞較大的固體顆粒物質(zhì)的過(guò)程稱(chēng)為吞噬作用，形成的囊泡稱(chēng)為吞噬體。常見(jiàn)于具有吞噬功能的細(xì)胞。功能：在機(jī)體防御系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。巨噬細(xì)胞吞噬掃描電鏡觀(guān)察（二） 胞飲作用（pinocytosis）細(xì)胞吞入液體或極小的顆粒物質(zhì)的過(guò)程稱(chēng)為胞飲作用，形成的囊泡稱(chēng)為吞飲體。常見(jiàn)于巨噬細(xì)胞、白細(xì)胞、小

19、腸上皮細(xì)胞、腎小管上皮細(xì)胞等。1.概念：是細(xì)胞通過(guò)受體的介導(dǎo)選擇性高效攝取細(xì)胞外特定大分子物質(zhì)的過(guò)程。2. 特點(diǎn)： （1）存在配體受體的識(shí)別、結(jié)合過(guò)程； （2）特異性極強(qiáng)； （3）速度快，具有選擇濃縮作用； （4）網(wǎng)格蛋白包被的膜泡(coated vesicle)運(yùn)輸；（三） 受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用網(wǎng)格蛋白結(jié)構(gòu)：由3個(gè)重鏈和3個(gè)輕鏈組成，形成一個(gè)具有3個(gè)曲臂的形狀。 許多網(wǎng)格蛋白的曲臂部分交織在一起，形成具有5邊形或6邊形網(wǎng)孔的籠子。3.網(wǎng)格蛋白的結(jié)構(gòu)與功能網(wǎng)格（籠形）蛋白包被的膜泡重鏈輕鏈功能：捕獲膜受體牽拉質(zhì)膜內(nèi)陷形成有被小泡當(dāng)網(wǎng)格蛋白包被小泡形成時(shí)，發(fā)動(dòng)蛋白（dynamin）聚集成一圈圍繞在

20、芽的頸部，將小泡柄部的膜盡可能地拉近（小于1.5nm），從而導(dǎo)致膜融合，掐斷（pinch off）有被小泡。 包被：網(wǎng)格蛋白+銜接蛋白4.受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用過(guò)程以動(dòng)物細(xì)胞攝取LDL為例核心：1500個(gè)酯化膽固醇分子外圍：800磷脂分子 ， 500游離膽固醇，apoB100LDL顆粒LDL受體有被小窩有被小泡內(nèi)吞去被無(wú)被小泡胞內(nèi)體融合受體與大分子顆粒分開(kāi)胞內(nèi)體部分受體再循環(huán)胞內(nèi)體部分 初級(jí)溶酶體融合吞噬溶酶體二、胞吐作用(exocytosis)包含大分子物質(zhì)的小囊泡從細(xì)胞內(nèi)部移至細(xì)胞表面，與質(zhì)膜融合，將物質(zhì)排出細(xì)胞之外的過(guò)程。通過(guò)胞吐作用外排的物質(zhì)：酶激素抗體未消化的物質(zhì)分泌泡的胞吐作用 胞吐作

21、用的兩種形式 連續(xù)性分泌：無(wú)需外界信號(hào)，直接進(jìn)行分泌。 （普遍存在于所有動(dòng)物細(xì)胞） 受調(diào)分泌：細(xì)胞接受外界信號(hào)后，分泌顆粒與質(zhì)膜融合，進(jìn)行分泌。（特化細(xì)胞：能分泌激素、酶、神經(jīng)遞質(zhì)的細(xì)胞）連續(xù)性性 分泌受調(diào)分泌受調(diào)分泌的透射電鏡觀(guān)察受調(diào)分泌的透射電鏡觀(guān)察接受外界信號(hào)前的狀態(tài)；接受外界信號(hào)后分泌泡迅速將泡內(nèi)物質(zhì)外吐。物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸小分子物質(zhì)的穿膜運(yùn)輸大分子物質(zhì)的膜泡運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸簡(jiǎn)單擴(kuò)散易化擴(kuò)散胞吞作用胞吐作用吞噬胞飲受調(diào)分泌連續(xù)性分泌小 結(jié)受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用第四節(jié) 細(xì)胞膜與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)靶細(xì)胞產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)受體信號(hào)分子（配體）激素藥物神經(jīng)遞質(zhì)NO細(xì)胞分裂細(xì)胞分化物質(zhì)合成物質(zhì)分解細(xì)胞收縮細(xì)胞松弛

22、轉(zhuǎn)化為胞內(nèi)信號(hào)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（signal transduction）：指細(xì)胞將外界信號(hào)分子攜帶的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)胞內(nèi)信號(hào)的過(guò)程，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞應(yīng)答反應(yīng)的一系列過(guò)程。 1.概念信號(hào)分子（signal molecule）：指細(xì)胞外某些化學(xué)分子，能與相應(yīng)的受體結(jié)合并傳遞信息。 2.信號(hào)分子的類(lèi)型 一、信號(hào)分子（配體）內(nèi)分泌-激素旁分泌-生長(zhǎng)因子(局部化學(xué)介質(zhì))神經(jīng)遞質(zhì)自分泌-生長(zhǎng)因子(局部化學(xué)介質(zhì))低濃度10 -10 M 全身性長(zhǎng)時(shí)效。-8-12不同類(lèi)型信號(hào)分子及其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)方式常見(jiàn)于癌變細(xì)胞 （一）概念 二、受體 （二）類(lèi)型受體細(xì)胞膜上的一類(lèi)鑲嵌蛋白（糖蛋白）胞內(nèi)受體：細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中的受體 膜受體： 胞內(nèi)受

23、體（與脂溶性信號(hào)分子結(jié)合） 膜受體（與水溶性信號(hào)分子結(jié)合）受體與信號(hào)分子結(jié)合的特點(diǎn)：選擇性、高親和力、 可飽和性、可逆性根據(jù)其結(jié)構(gòu)和功能可分為三類(lèi)離子通道受體 酶偶聯(lián)受體 蛋白偶聯(lián)受體 （三）膜受體的類(lèi)型G蛋白偶聯(lián)受體 由單一多肽鏈組成，帶有7個(gè)跨膜疏水區(qū)域；-NH2端朝向細(xì)胞外，-COOH端面向細(xì)胞質(zhì)G蛋白偶聯(lián)受體（四） G蛋白（鳥(niǎo)苷酸結(jié)合蛋白） 1.共同特征： 1）三個(gè)亞基組成 2）亞基能結(jié)合GTP或GDP，具有GTP酶活性2.功能：構(gòu)象改變后可激活效應(yīng)蛋白，使后者活化，實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。3.效應(yīng)蛋白：離子通道、 腺苷酸環(huán)化酶（AC）、 鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶（GC） 磷脂酶C 4.G蛋白作用機(jī)制 在靜

24、息狀態(tài)下，G蛋白以異三聚體形式存在于細(xì)胞膜上，亞基與GDP相結(jié)合，并與受體呈分離狀態(tài)?；钚允蹽TP和GDP調(diào)節(jié) -GDP：G蛋白處于失活狀態(tài)（去磷酸化） -GTP：G蛋白處于活性狀態(tài)（磷酸化）G蛋白的作用機(jī)制靜息狀態(tài)受體激活G蛋白激活 G蛋白復(fù)原失活G蛋白的作用機(jī)制（1）在靜息狀態(tài)下，G蛋白以異三聚體形式存在于細(xì)胞膜上，亞基與GDP相結(jié)合，并與受體呈分離狀態(tài)。（2）受體激活：配體與受體結(jié)合時(shí)，受體蛋白構(gòu)象改變，使亞基與受體結(jié)合，G蛋白構(gòu)象改變， 亞基與GDP結(jié)合力下降，與GTP的結(jié)合力增加。3.G蛋白激活: GDP從亞基脫落后， 亞基轉(zhuǎn)而與GTP結(jié)合，G蛋白被激活，亞基與亞基分離，同時(shí)從受體復(fù)

25、合體上脫落成為游離的獨(dú)立功能亞基，并激活下游靶蛋白。4.G蛋白復(fù)原失活:配體與受體解離后，亞基發(fā)揮GTP水解酶活性，GTP水解為GDP，亞基與效應(yīng)白分離，與亞基結(jié)合恢復(fù)到靜息狀態(tài)。G蛋白的作用機(jī)制第二信使學(xué)說(shuō)1965Sutherland第二信使cAMP 二酰甘油（DAG)三磷酸肌醇(Ip3) Ca2+ cGMP三、細(xì)胞內(nèi)信使NO1998年RFurchgott等三位美國(guó)科學(xué)家因?qū)O信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制的研究而獲得諾貝爾生理和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。Robert F. Furchgott Louis J. Ignarro Ferid Murad NO可快速擴(kuò)散透過(guò)細(xì)胞膜，作用于鄰近細(xì)胞。NO的生成細(xì)胞:血管內(nèi)皮細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞NO的生成: 底物: L精氨酸 酶:一氧化氮合酶（NOS） 產(chǎn)物:NO、瓜氨酸。NO的引起的細(xì)胞效應(yīng)：平滑肌細(xì)胞松弛， 血管舒張NO的作用機(jī)理： 乙酰膽堿血管內(nèi)皮膜受體Ca2+濃度升高一氧化氮合酶NO平滑肌細(xì)胞鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶