醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué) 5-3 細(xì)胞質(zhì)膜與物質(zhì)運(yùn)輸 (膜泡運(yùn)輸部分) part-2課件

1、123456構(gòu)象變化 激活A(yù)TPaseATP分解磷酸化構(gòu)象 變化釋放Na+去磷酸化構(gòu)象 回復(fù) 釋放K+ 結(jié)合Na+鈉鉀泵偶聯(lián)運(yùn)輸鈉離子、鉀離子過程示意圖結(jié)合K+1,000次/秒胞外胞質(zhì)每水解1分子ATP即可將3個(gè)Na+抽出細(xì)胞，將2個(gè)K+抽進(jìn)細(xì)胞在胞內(nèi)Na+存在時(shí)，ATP水解引起ATP酶磷酸化，引起分子構(gòu)象的變化，從而把Na+從胞內(nèi)運(yùn)至膜外隨之，在胞外K+存在下，ATP酶又脫磷酸化，酶分子恢復(fù)到原來的構(gòu)象，與此同時(shí)把K+運(yùn)進(jìn)膜內(nèi)Na+-K+ATP酶在質(zhì)膜內(nèi)外可分別為Na+與K+所激活，水解ATP，為Na+運(yùn)出膜外和K+運(yùn)進(jìn)膜內(nèi)提供能量。Na+-K+泵對(duì)離子的運(yùn)輸屬于逆濃度梯度的主動(dòng)運(yùn)輸，需要消

2、耗細(xì)胞的能量，能量的直接來源是ATP。 細(xì)胞內(nèi)約有1/3的ATP是用來維持這種離子濃度梯度的。 此狀況的維持有著重要生理意義。其主要作用如下：(1)調(diào)節(jié)滲透壓 (2)物質(zhì)吸收(為次級(jí)主動(dòng)運(yùn)輸供能) (3)細(xì)胞正常代謝的必要條件 (4)保持膜電位主動(dòng)運(yùn)輸伴隨運(yùn)輸(cotransport)是指一種物質(zhì)的逆濃度梯度穿膜運(yùn)輸依賴于另一種溶質(zhì)的順濃度梯度的穿膜運(yùn)輸，二者伴隨進(jìn)行。 膜內(nèi)外Na+、H+濃度差造成的電化學(xué)梯度勢(shì)能為協(xié)同運(yùn)輸供能，屬于次級(jí)主動(dòng)運(yùn)輸(secondary active transport)。細(xì)胞對(duì)葡萄糖的吸收是與Na+的同向穿膜運(yùn)輸(左)及其模式圖解(下)葡萄糖與Na協(xié)同運(yùn)輸過程示

3、意圖 泵在兩種狀態(tài)(A和B)間振動(dòng)，A和B分別向細(xì)胞外和內(nèi)開放，Na+和葡萄糖只有同時(shí)存在時(shí)，才能與載體結(jié)合。Na+與載體結(jié)合后，使載體構(gòu)象發(fā)生變化，提高了與葡萄糖的親和力大分子和顆粒物質(zhì)較大量的進(jìn)出細(xì)胞，稱為批量運(yùn)輸(bulk transport)。膜泡運(yùn)輸物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的運(yùn)輸過程中始終由膜包圍，在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)形成小膜泡； 運(yùn)輸量大。特點(diǎn)質(zhì)膜胞質(zhì)胞外質(zhì)膜質(zhì)膜質(zhì)膜質(zhì)膜質(zhì)膜胞質(zhì)胞質(zhì)胞質(zhì)胞質(zhì)胞質(zhì)胞 外胞 外胞外胞外胞外外 排內(nèi) 吞分泌小泡內(nèi)吞小泡受體0.2m （一）內(nèi)吞作用 (endocytosis):根據(jù)內(nèi)吞物質(zhì)的性質(zhì)及膜泡的大小不同，內(nèi)吞作用可分為三類：液體物質(zhì)或較小顆粒較大固體顆粒物質(zhì)(如細(xì)菌等)

4、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)等的65nm胞飲小泡內(nèi)吞吞噬作用 (phagocytosis):胞飲作用(pinocytosis):微胞飲作用(micropinocytosis):細(xì)胞內(nèi)吞較大的固體顆粒物質(zhì)，如細(xì)菌、細(xì)胞碎片等，稱為吞噬作用。 吞噬現(xiàn)象是動(dòng)物吞噬異物、攝取營養(yǎng)物質(zhì)、進(jìn)行防衛(wèi)(消化異物)。1. 吞噬作用(phagocytosis)在哺乳動(dòng)物中，中性顆粒白細(xì)胞和巨噬細(xì)胞具有極強(qiáng)的吞噬能力，是動(dòng)物機(jī)體防衛(wèi)系統(tǒng)中的重要“衛(wèi)士”。5m吞噬性白血細(xì)胞酵母細(xì)胞微胞飲作用存在于毛細(xì)血管上皮細(xì)胞、肝細(xì)胞、神經(jīng)纖維上的施旺氏細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、肌細(xì)胞、網(wǎng)狀細(xì)胞等細(xì)胞中。胞飲小泡很小(65nm)的胞飲過程稱為微胞飲作用。 3

5、. 微胞飲作用 (micropinocytosis)微胞飲的主要作用是攝取和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)！與胞飲并無根本性的區(qū)別，只是微胞飲小泡體積很小質(zhì)膜上的受體參與了細(xì)胞內(nèi)吞過程，而且起了不可缺少的作用。 (1) 有被小泡運(yùn)輸受體介導(dǎo)內(nèi)吞有受體參與的從胞外吸收專一性的大分子和顆粒物質(zhì)的過程稱為受體介導(dǎo)內(nèi)吞(receptor-mediated endocytosis)?？膳c細(xì)胞外專一信號(hào)分子（配體）結(jié)合，并引起細(xì)胞發(fā)生反應(yīng)的質(zhì)膜蛋白成籠蛋白分子的構(gòu)型比較特殊，呈三足鼎立狀，具有3條腿，故稱三腿子(triskelion; tri-, 三; skeli,腿; -on, 子)。三腿子分子的電鏡照片及其模式圖解三腿子

6、是由3條大肽鏈和3條小肽鏈構(gòu)成的復(fù)合物。0.2m電鏡下的有被小泡50nm在衣被小窩處，三腿子分子連接成網(wǎng)架(六角形和五角形網(wǎng)格)。三腿子分子網(wǎng)架具有自我裝配的能力。在有被小泡的衣被組成成分中，銜接蛋白介于配體-受體復(fù)合物與成籠蛋白之間，起銜接作用(b) 銜接蛋白的作用成籠蛋白受體配體銜接蛋白(adaptin)有被小泡有被小泡形成貨物 受體胞外區(qū)胞質(zhì)貨物分子成籠蛋白銜接蛋白脫去衣被銜接蛋白在參與衣被形成中的作用圖解銜接蛋白光滑小泡血液中膽固醇與1個(gè)蛋白質(zhì)(500kD)結(jié)合成顆粒(3103kD)低密脂蛋白(low-density lipoproteins, LDL)。 LDL顆粒的芯部含有約150

7、0個(gè)膽固醇分子，外由一脂單層(由800個(gè)磷脂分子和500個(gè)未酯化膽固醇分子組成)包圍。(c) 膽固醇的吸收質(zhì)膜有被小泡光滑小泡晚期內(nèi)吞體運(yùn)輸小泡溶酶體水解酶脫去衣被 早期內(nèi)吞體出芽LDL受體 再循環(huán)游離膽固醇細(xì)胞經(jīng)有被小泡以LDL顆粒的形式吸收膽固醇的過程圖解 LDL內(nèi)吞LDL受體酸性環(huán)境： LDL與LDL受體分離LDLLDL顆粒中的蛋白質(zhì)分子可為L(zhǎng)DL顆粒與LDL受體的結(jié)合提供結(jié)合位點(diǎn)：外排作用(Exocytosis)外排作用是與內(nèi)吞作用運(yùn)輸方向相反的膜泡運(yùn)輸過程組成型的外排途徑（constitutive exocytosis pathway） 所有真核細(xì)胞 連續(xù)分泌過程 用于質(zhì)膜更新（膜脂、膜蛋白、胞外基質(zhì)組分、營養(yǎng)或信號(hào)分子）調(diào)節(jié)型外排途徑（regulated exocytosis pathway） 特化的分泌細(xì)胞 儲(chǔ)存刺激釋放 產(chǎn)生的分泌物（如激素、粘液或消化酶） 細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞膜細(xì)胞頂部機(jī)體內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)囊环N重要方式 （三）穿胞運(yùn)輸細(xì)胞底部在動(dòng)物組織中，有些細(xì)胞是具有極性的： 通過內(nèi)吞和外排相偶聯(lián)，把一側(cè)形成的胞飲小泡穿越細(xì)胞質(zhì)，在細(xì)胞的另一側(cè)使小