細(xì)胞生物學(xué)物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸

細(xì)胞生物學(xué)物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸?shù)?頁(yè)/共44頁(yè)膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白與物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸細(xì)胞膜的選擇通透性：指細(xì)胞膜在選擇性地允許一些物質(zhì)通過(guò)的同時(shí)，阻止另一些物質(zhì)通過(guò)，又稱為膜的半透性。細(xì)胞膜的物質(zhì)運(yùn)輸方式：（１）小分子物質(zhì)和離子的跨膜運(yùn)輸（被動(dòng)運(yùn)輸、主動(dòng)運(yùn)輸）（２）大分子和顆粒物質(zhì)的膜泡運(yùn)輸（胞吞作用、胞吐作用）第2頁(yè)/共44頁(yè)功能（一）被動(dòng)運(yùn)輸：物質(zhì)由高濃度一側(cè)通過(guò)膜到低濃度一側(cè)而不消耗代謝能的一種運(yùn)輸方式。1、簡(jiǎn)單擴(kuò)散：物質(zhì)順濃度梯度從膜的一側(cè)運(yùn)送到另一側(cè)，既不需要消耗能量，也無(wú)需專一性蛋白做載體（疏水（脂溶性）非極性小分子、不帶電的極性小分子）第3頁(yè)/共44頁(yè)功能第4頁(yè)/共44頁(yè)功能2、協(xié)助擴(kuò)散：又稱易化擴(kuò)散，是物質(zhì)由高濃度到低濃度的一種穿膜運(yùn)輸方式，它不消耗細(xì)胞的代謝能，但需要專一性的跨膜蛋白的幫助a.閘門(mén)通道蛋白介導(dǎo)的協(xié)助擴(kuò)散

電壓閘門(mén)通道：只有當(dāng)膜電位發(fā)生變化時(shí)，閘門(mén)才開(kāi)啟的離子通道（例：Na+通道、Ca2+通道）

配體閘門(mén)通道：配體與通道蛋白上的受體結(jié)合，引起通道蛋白構(gòu)象發(fā)生變化，使閘門(mén)開(kāi)放。

壓力激活通道：受壓力調(diào)控，如聽(tīng)覺(jué)毛細(xì)胞離子通道。第5頁(yè)/共44頁(yè)功能第6頁(yè)/共44頁(yè)功能離子通道運(yùn)輸離子的特點(diǎn)：(1)、速度快；(2)、具有高度選擇性；(3)、開(kāi)放的間斷性。第7頁(yè)/共44頁(yè)功能b.載體蛋白介導(dǎo)的協(xié)助擴(kuò)散在膜的一側(cè)，溶質(zhì)分子與載體蛋白上專一的結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合，載體蛋白構(gòu)象發(fā)生變化，將溶質(zhì)分子運(yùn)至膜的另一側(cè)，載體蛋白與溶質(zhì)分離后，又恢復(fù)到原來(lái)的構(gòu)象（例：葡萄糖、氨基酸、核苷酸）

通道蛋白只進(jìn)行被動(dòng)運(yùn)輸，而載體蛋白既可被動(dòng)運(yùn)輸，又可主動(dòng)運(yùn)輸。第8頁(yè)/共44頁(yè)功能第9頁(yè)/共44頁(yè)功能C.特點(diǎn)（1）飽和性（2）高度選擇性（3）蛋白質(zhì)變性劑對(duì)膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白有抑制作用第10頁(yè)/共44頁(yè)功能（二）主動(dòng)運(yùn)輸：物質(zhì)由低濃度的一側(cè)通過(guò)膜到高濃度的一側(cè)，同時(shí)消耗代謝能的一種物質(zhì)運(yùn)輸方式。在運(yùn)輸過(guò)程中，需要載體蛋白的參與。1、Na+-K+-ATP酶（Na+-K+泵）a、Na+、K+的轉(zhuǎn)運(yùn)與ATP水解偶聯(lián)b、Na+與ATP在膜內(nèi)側(cè)，K+的在膜外側(cè)c、一個(gè)ATP酶分子水解1000個(gè)ATP/秒，水解1個(gè)ATP能同時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)3個(gè)Na+出胞和2個(gè)K+入胞作用：維持細(xì)胞膜兩側(cè)正常的離子梯度、膜的正常興奮性、滲透壓的平衡和細(xì)胞體積的恒定。第11頁(yè)/共44頁(yè)功能第12頁(yè)/共44頁(yè)功能2、Ca2＋-ATP酶（鈣泵）特點(diǎn)：每個(gè)Ca2＋

ATP酶每秒水解10個(gè)ATP,每個(gè)ATP轉(zhuǎn)運(yùn)兩個(gè)Ca2＋出胞或進(jìn)入肌質(zhì)網(wǎng)作用：維持細(xì)胞內(nèi)低外高的濃度差、跨膜信息傳遞、肌肉收縮。第13頁(yè)/共44頁(yè)功能(一)協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)由膜兩側(cè)離子梯度貯存的能量提供動(dòng)力，間接消耗ATP，同時(shí)也需要膜上的特異性載體參與。同向協(xié)同運(yùn)輸：Na+與葡萄糖反向協(xié)同運(yùn)輸：Na+與H+第14頁(yè)/共44頁(yè)功能

單純擴(kuò)散

被動(dòng)運(yùn)輸通道蛋白介導(dǎo)的協(xié)助擴(kuò)散易化擴(kuò)散載體蛋白介導(dǎo)的協(xié)助擴(kuò)散

鈉鉀泵主動(dòng)運(yùn)輸鈣泵協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)第15頁(yè)/共44頁(yè)功能第16頁(yè)/共44頁(yè)功能膜泡運(yùn)輸：細(xì)胞在轉(zhuǎn)運(yùn)大分子和顆粒物質(zhì)的過(guò)程中，物質(zhì)被包裹在膜脂雙分子層圍成的囊泡中，通過(guò)囊泡與細(xì)胞膜的融合進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，這種運(yùn)輸方式稱為膜泡運(yùn)輸。特點(diǎn)：不與細(xì)胞質(zhì)內(nèi)其他結(jié)構(gòu)直接接觸和混合囊泡只與特定膜融合，直接轉(zhuǎn)運(yùn)消耗代謝能?；拘问剑喊套饔?、胞吐作用第17頁(yè)/共44頁(yè)功能（一）胞吞作用

又稱入胞作用，指通過(guò)細(xì)胞膜的變形運(yùn)動(dòng)，將細(xì)胞分外大分子或顆粒物質(zhì)包裹成膜泡運(yùn)進(jìn)細(xì)胞的過(guò)程。胞吞作用主要分為三類：1.吞噬作用：攝入大的顆粒，如細(xì)菌和細(xì)胞碎片。原生動(dòng)物攝食方式，哺乳動(dòng)物只有少數(shù)特化的細(xì)胞，如巨噬細(xì)胞等才有攝入和消化大顆粒的吞噬作用。2.胞飲作用：攝入液體和溶質(zhì)分子進(jìn)入細(xì)胞的過(guò)程。大多數(shù)細(xì)胞都具有胞飲作用。第18頁(yè)/共44頁(yè)第19頁(yè)/共44頁(yè)功能3.受體介導(dǎo)的胞吞作用：有一些物質(zhì)的內(nèi)吞，首先與細(xì)胞膜上的受體結(jié)合，然后細(xì)胞膜內(nèi)陷形成有被小窩，繼而形成有被小泡，這種內(nèi)吞方式稱為受體介導(dǎo)的胞吞作用。例：LDL攝取過(guò)程第20頁(yè)/共44頁(yè)功能第21頁(yè)/共44頁(yè)功能有被小泡：網(wǎng)格蛋白有被小泡、非網(wǎng)格蛋白有被小泡a.網(wǎng)格蛋白有被小泡與細(xì)胞攝取特異的膜結(jié)合配體、高爾基體到溶酶體及分泌泡之間的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)。b.非網(wǎng)格蛋白有被小泡與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體或返回、高爾基體各扁平囊之間的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)。網(wǎng)格蛋白又稱籠形蛋白，由基本骨架為三臂蛋白。第22頁(yè)/共44頁(yè)功能第23頁(yè)/共44頁(yè)功能（二）胞吐作用

又稱出胞作用，指將細(xì)胞內(nèi)的分泌物質(zhì)、未分解物質(zhì)等，通過(guò)膜泡轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞膜與之融合，將膜泡內(nèi)物質(zhì)排出細(xì)胞外的過(guò)程。過(guò)程：RER上合成分泌蛋白－高爾基復(fù)合體上加工－分泌囊泡－與膜結(jié)合，釋放到膜外胞吐作用分為兩種途徑：結(jié)構(gòu)分泌途徑（幾乎存在于所有細(xì)胞中）、調(diào)節(jié)分泌途徑（只存在于某些特化的分泌細(xì)胞）第24頁(yè)/共44頁(yè)功能第25頁(yè)/共44頁(yè)功能（三）質(zhì)膜的循環(huán)胞吞作用和胞吐作用是兩個(gè)相反的過(guò)程。胞吞作用使部分細(xì)胞膜成為轉(zhuǎn)運(yùn)小泡的膜而進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)胞吐作用分泌囊泡膜又回到細(xì)胞膜，兩者相輔相成，保持了細(xì)胞膜的相對(duì)穩(wěn)定和動(dòng)態(tài)平衡。第26頁(yè)/共44頁(yè)細(xì)胞表面細(xì)胞表面（cellsurface）是指包圍在細(xì)胞質(zhì)外，由細(xì)胞外被、細(xì)胞膜和膜下溶膠層構(gòu)成的一個(gè)多功能復(fù)合結(jié)構(gòu)體系，還包括細(xì)胞連接和細(xì)胞表面的特化結(jié)構(gòu)。

細(xì)胞外被細(xì)胞表面細(xì)胞膜

膜下溶膠層等第27頁(yè)/共44頁(yè)細(xì)胞表面一、細(xì)胞外被（糖萼）組成：細(xì)胞膜糖蛋白和糖脂的寡糖鏈向外伸展、交織而成。第28頁(yè)/共44頁(yè)細(xì)胞表面細(xì)胞外被的功能：1、保護(hù)作用2、細(xì)胞識(shí)別和黏著指細(xì)胞與細(xì)胞之間或細(xì)胞與大分子之間，通過(guò)受體與配體、抗原與抗體的相互作用所產(chǎn)生的相互辨認(rèn)和鑒別，具有組織特異性。3、細(xì)胞免疫細(xì)胞免疫：細(xì)胞表面抗原與抗體相互識(shí)別并產(chǎn)生免疫應(yīng)答的過(guò)程。常見(jiàn)的細(xì)胞表面抗原：紅細(xì)胞表面血型抗原、白細(xì)胞表面組織相容性抗原第29頁(yè)/共44頁(yè)細(xì)胞表面人紅細(xì)胞表面ABO血型抗原第30頁(yè)/共44頁(yè)組織相容性抗原

主要是人類白細(xì)胞抗原（HLA），由第6對(duì)染色體上的HLA復(fù)合體各位點(diǎn)內(nèi)的等位基因編碼。HLA存在于所有有核細(xì)胞，包括血小板和網(wǎng)織紅細(xì)胞表面，以淋巴細(xì)胞表面密度最高。HLA參與免疫應(yīng)答、免疫調(diào)節(jié)、移植排斥等，同時(shí)HLA的某些型別與某些疾病相關(guān)。

HLA的醫(yī)學(xué)意義（一）與同種器官移植的關(guān)系：同種異體器官移植物存活率的高低主要取決于供者和受者之間HLA型別的相似程度。在同卵雙生子之間的器官移植成功率最高，其次為同胞、親屬。（二）與輸血反應(yīng)的關(guān)系：多次接受輸血的患者會(huì)發(fā)生非溶血性輸血反應(yīng)，主要表現(xiàn)為發(fā)熱、白細(xì)胞減少和蕁麻疹等癥狀。其原因是由于受者或供者體內(nèi)存在抗白細(xì)胞和血小板HLA抗原的抗體。（三）與某些疾病的關(guān)系：HLA是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)與疾病有明確關(guān)系的遺傳系統(tǒng)，現(xiàn)已知60余種疾病與HLA有關(guān)聯(lián)，如強(qiáng)直性脊柱炎患者中90％以上具有HLA-B27抗原。（四）HLA表達(dá)異常與疾病的關(guān)系：HLA-I類抗原在細(xì)胞癌變時(shí)表達(dá)量顯著降低，因此不能向Tc細(xì)胞有效地提呈抗原并結(jié)合CD8分子以激活Tc細(xì)胞的殺傷活性，從而逃避機(jī)體免疫系統(tǒng)的免疫監(jiān)視作用。HLA-II類抗原在某些細(xì)胞表面表達(dá)異常增高，可導(dǎo)致器官特異性自身免疫病。如I型糖尿病患者的胰島β細(xì)胞表面可發(fā)現(xiàn)HLA-II類抗原的異常表達(dá)，從而將自身抗原提呈給自身反應(yīng)性T細(xì)胞，引起胰島細(xì)胞損傷，導(dǎo)致糖尿病。第31頁(yè)/共44頁(yè)細(xì)胞表面免疫系統(tǒng)的B

淋巴細(xì)胞產(chǎn)生抗體叫做免疫球蛋白。這些抗體對(duì)由被各種各樣微生物帶入系統(tǒng)中特異的抗原(或異物分子)起反應(yīng)。主要?jiǎng)澐殖晌宸N抗體(IgA，IgG，IgM，IgD和IgE)

。各類抗體有其獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)和特異作用。IgG

代表免疫球蛋白G

或抗體G等等。每類抗體包括數(shù)以萬(wàn)計(jì)不同的對(duì)不同的微生物，食物和化學(xué)制品抗體。體液免疫應(yīng)答－免疫球蛋白第32頁(yè)/共44頁(yè)細(xì)胞表面IgA

：IgA

是介入保護(hù)鼻粘膜和小腸粘膜免受微生物侵害的抗體。IgG

：當(dāng)身體由同樣微生物再次入侵后，IgG抗體由B

淋巴細(xì)胞產(chǎn)生。還是唯一可以通過(guò)胎盤(pán)的抗體。IgM

：當(dāng)新的微生物進(jìn)入體內(nèi)，IgM

通常是免疫系統(tǒng)產(chǎn)生的第一抗體，它是人體最早的防御系統(tǒng)。IgD:

血清中的功能不清楚，作為B淋巴細(xì)胞成熟的標(biāo)志。IgE

：IgE

是介入所有種類過(guò)敏的抗體。第33頁(yè)/共44頁(yè)細(xì)胞表面３、接觸抑制當(dāng)體外培養(yǎng)的正常細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)到一定密度時(shí)，就會(huì)相互接觸沿培養(yǎng)瓶底鋪展成單層細(xì)胞，并不再增殖的現(xiàn)象。腫瘤細(xì)胞的三個(gè)基本特征：不死性、遷移性、失去接觸抑制。第34頁(yè)/共44頁(yè)細(xì)胞表面二、膜下溶膠層：在細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)有厚度為0.1～0.2um的較黏滯而透明的溶膠層，內(nèi)含微絲、微管與膜上的蛋白質(zhì)直接或間接相連，具維持細(xì)胞形態(tài)、參與調(diào)控膜蛋白移動(dòng)的作用。第35頁(yè)/共44頁(yè)細(xì)胞表面紅細(xì)胞膜骨架蛋白：血影蛋白肌動(dòng)蛋白原肌球蛋白帶4.1蛋白錨蛋白內(nèi)收蛋白第36頁(yè)/共44頁(yè)細(xì)胞表面三、微絨毛指細(xì)胞膜與部分細(xì)胞質(zhì)向細(xì)胞表面伸出的細(xì)長(zhǎng)指狀突起。內(nèi)含肌動(dòng)