物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸PPT

關(guān)于物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸PPT第1頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五第五章物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸 ●被動(dòng)運(yùn)輸（passivetransport） ●主動(dòng)運(yùn)輸（activetransport） ●胞吞作用（endocytosis）與胞吐作用（exocytosis）●物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸是細(xì)胞維持正常生命活動(dòng)的基礎(chǔ)之一。

第2頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五第3頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五被動(dòng)運(yùn)輸（passivetransport）特點(diǎn)：運(yùn)輸方向、跨膜動(dòng)力、能量消耗、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白類型：簡單擴(kuò)散、水孔蛋白、協(xié)助擴(kuò)散膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白：

載體蛋白（carrierproteins）——通透酶（permease）性質(zhì)；

介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)輸與主動(dòng)運(yùn)輸。

通道蛋白（channelproteins）——具有離子選擇性，轉(zhuǎn)運(yùn)速率高； 沒有飽和值；離子通道是門控的；只介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)輸。

類型：配體門通道（ligand-gatedchannel）

電壓門通道（voltage-gatedchannel）

壓力激活通道（stress-activatedchannel）離子載體（ionophore） -----包括可動(dòng)離子載體和通道離子載體。

第4頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五簡單擴(kuò)散和滲透的比較第5頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五簡單擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散的比較第6頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五(a)單亞基膜蛋白形成的通道;(b)多亞基膜蛋白形成的通道。

載體蛋白：通透酶第7頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五水孔蛋白的跨膜結(jié)構(gòu)域

1998年，RoderickMacKinnon用X射線衍射技術(shù)獲得了高分辨的鉀通道圖像,1991年,Agre發(fā)現(xiàn)水通道,二人共享2003年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)第8頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五甲酸（formate）通道蛋白FocA結(jié)構(gòu)與水通道蛋白結(jié)構(gòu)高度相似但沒有序列同源性的其他家族通道蛋白

。清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院施一公教授領(lǐng)導(dǎo)的研究組合作解析了FocA的高分辨率結(jié)構(gòu)，研究結(jié)果以Article的形式發(fā)表于Nature（2009.11.25）。第9頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五幾種不同的門控離子通道第10頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五乙酰膽堿受體通道第11頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五鉀電壓門通道(4個(gè)亞基)

第12頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五內(nèi)耳聽覺毛細(xì)胞與應(yīng)力激活通道第13頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五可動(dòng)離子載體---纈氨霉素通道離子載體---短桿菌肽A離子載體第14頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五主動(dòng)運(yùn)輸（activetransport）●特點(diǎn)：運(yùn)輸方向、能量消耗、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白第15頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五主動(dòng)運(yùn)輸（activetransport）●類型：三種基本類型

由ATP直接提供能量的主動(dòng)運(yùn)輸—

鈉鉀泵（結(jié)構(gòu)與機(jī)制）維持滲透平衡

鈣泵（Ca2+-ATP酶）

質(zhì)子泵：P-型質(zhì)子泵、V-型質(zhì)子泵、H+-ATP酶

第16頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五主動(dòng)運(yùn)輸三種主要類型第17頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五鈉鉀泵的結(jié)構(gòu)第18頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五鈉鉀泵的機(jī)制第19頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五鈣泵（Ca2+-ATP酶）第20頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五質(zhì)子泵第21頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五主動(dòng)運(yùn)輸（activetransport）協(xié)同運(yùn)輸（cotransport） 由Na+-K+泵（或H+-泵）與載體蛋白協(xié)同作用， 靠間接消耗ATP所完成的主動(dòng)運(yùn)輸方式。

物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)與膜電位第22頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五在動(dòng)物、植物細(xì)胞由載體蛋白介導(dǎo)的協(xié)同運(yùn)輸異同點(diǎn)的比較第23頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五動(dòng)物小腸細(xì)胞對葡萄糖的吸收隨著Na+的吸收第24頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)與膜電位第25頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五胞吞作用（endocytosis）

與胞吐作用（exocytosis）

作用：完成大分子與顆粒性物質(zhì)的跨膜 運(yùn)輸，又稱膜泡運(yùn)輸或批量運(yùn)輸 （bulktransport）。屬于主動(dòng)運(yùn)輸。

●胞吞作用●胞吐作用第26頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五胞吞作用

●胞飲作用（pinocytosis）與吞噬作用（phagocytosis）。

胞飲作用與吞噬作用主要有三點(diǎn)區(qū)別●受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用及包被的組裝●胞內(nèi)體（endosome）及其分選作用特

征內(nèi)吞泡的大小轉(zhuǎn)運(yùn)方式內(nèi)吞泡形成機(jī)制胞飲作用吞噬作用小于150nm大于250nm。連續(xù)發(fā)生的過程需受體介導(dǎo)的信號(hào)觸發(fā)過程需要籠形蛋白形成包被

及接合素蛋白連接需要微絲及其結(jié)合蛋白的參與第27頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五胞飲作用（pinocytosis）第28頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五吞噬作用（phagocytosis）第29頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用第30頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五包被的組裝第31頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五胞內(nèi)體：是動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)由膜包圍的細(xì)胞器，其作用是傳輸由胞吞作用新攝入的物質(zhì)到溶酶體被降解。受體具有不同的胞內(nèi)體分選途徑：①大部分受體返回它們原來的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)域，如LDL的受體；②有些受體不能再循環(huán)而是最后進(jìn)入溶酶體被消化，如與表皮生長因子結(jié)合的細(xì)胞表面受體；③有些受體被運(yùn)至質(zhì)膜不同的結(jié)構(gòu)域，該過程稱為跨細(xì)胞的轉(zhuǎn)運(yùn)，它通過內(nèi)吞和外排相偶聯(lián)，在細(xì)胞的一側(cè)形成胞飲小泡穿越細(xì)胞質(zhì)，另一側(cè)使小泡中的物質(zhì)釋放出去。胞內(nèi)體第32頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五

胞吐作用

●組成型的外排途徑（constitutiveexocytosispathway）

所有真核細(xì)胞連續(xù)分泌用于質(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）

defaultpathway：除某些有特殊標(biāo)志的駐留蛋白和調(diào)節(jié)型分泌泡外，其余蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)途徑：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→分泌泡→細(xì)胞表面

●調(diào)節(jié)型外排途徑（regulatedexocytosispathway）

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）具有共同的分選機(jī)制，分選信號(hào)存在于蛋白本身，分選主要由高爾基體TGN上的受體類蛋白來決定?！衲ち鳎簞?dòng)態(tài)過程對質(zhì)膜更新和維持細(xì)胞的生存與生長是必要的 ●囊泡與靶膜的識(shí)別與融合

第33頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五胞吐作用第34頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五組成型的外排途徑與調(diào)節(jié)型外排途徑第35頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五膜流第