第四節(jié) 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式

1、單純擴(kuò)散(simplediffusionorpassivediffusion)被輸送的物質(zhì)，靠細(xì)胞內(nèi)外濃度為動(dòng)力，以透析或擴(kuò)散的形式從高濃度區(qū)向低濃度區(qū)的擴(kuò)散。特點(diǎn)：①擴(kuò)散是非特異性的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收方式：如營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)通過細(xì)胞膜中的含水小孔，由高濃度的胞外環(huán)境向低濃度的胞內(nèi)擴(kuò)散；第四節(jié)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式②在擴(kuò)散過程中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化：即既不與膜上的分子發(fā)生反響，本身的分子結(jié)構(gòu)也不發(fā)生變化；③物質(zhì)運(yùn)輸?shù)乃俾瘦^慢：速率與胞內(nèi)外營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度差有關(guān)，即隨細(xì)胞膜內(nèi)外該物質(zhì)濃度差的降低而減小，直到胞內(nèi)外物質(zhì)濃度相同；④不需要載體參與；擴(kuò)散是一個(gè)不需要代謝能的運(yùn)輸方式，因此，物質(zhì)不能進(jìn)行逆濃度運(yùn)輸；⑤可運(yùn)送的養(yǎng)料有限：限于水、溶于水的氣體，及分子量小，脂溶性、極性小的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。osmosisflowstowardshighsaltconcentrations單純擴(kuò)散模式圖細(xì)胞膜外細(xì)胞膜內(nèi)細(xì)胞膜營(yíng)養(yǎng)物通過與細(xì)胞膜上載體蛋白〔也稱作透過酶permease〕的可逆性結(jié)合來加快其傳遞速度。2、促進(jìn)擴(kuò)散(facilitateddiffusion/transport)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)本身在分子結(jié)構(gòu)上不會(huì)發(fā)生變化；不消耗代謝能量，故不能進(jìn)行逆濃度運(yùn)輸。運(yùn)輸?shù)乃俾视砂麅?nèi)外該物質(zhì)的濃度差決定；需要細(xì)胞膜上的載體蛋白〔透過酶〕參與物質(zhì)運(yùn)輸；被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)與載體蛋白有高度的特異性；養(yǎng)料濃度過高時(shí),與載體蛋白出現(xiàn)飽和效應(yīng)；促進(jìn)擴(kuò)散的運(yùn)輸方式多見于真核微生物中。Embededprotein:唧肪倏爬唳肫讕儀房氫轎闕髖淋般聿縞蝮嫻蕈喵蘢篩簦鋼諶鍥屆霞澇咽螞肇昶癤餞緡焯漳臂稂瓴岢帕棱園釙譬題鼓撟抬儔虔唄齦腳壹品罵樞絕虺促進(jìn)擴(kuò)散模式圖細(xì)胞膜細(xì)胞膜外細(xì)胞膜內(nèi)恢復(fù)原構(gòu)象移位再循環(huán)結(jié)合結(jié)合構(gòu)象改變3、主動(dòng)運(yùn)輸(Activetransport)在代謝能的推動(dòng)下，通過膜上特殊載體蛋白逆養(yǎng)料濃度梯度吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的過程需要消耗代謝能；可以進(jìn)行逆濃度運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸方式；需要載體蛋白參與；對(duì)被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)有高度的立體專一性；被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)在轉(zhuǎn)移的過程中不發(fā)生任何化學(xué)變化。Comparisonofpassiveandactivetransport不同微生物在主動(dòng)運(yùn)輸過程中所需的能量來源不同，好氧微生物直接來自呼吸能，厭氧微生物主要來自化學(xué)能，光合微生物那么主要來自光能。主動(dòng)運(yùn)輸是微生物吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主要方式?；鶊F(tuán)移位是一種特殊的主動(dòng)運(yùn)輸，與普通的主動(dòng)運(yùn)輸相比，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在運(yùn)輸?shù)倪^程中發(fā)生了化學(xué)變化〔糖在運(yùn)輸?shù)倪^程中發(fā)生了磷酸化〕。其余特點(diǎn)與主動(dòng)運(yùn)輸相同。基團(tuán)移位主要存在于厭氧和兼性厭氧型細(xì)菌中，也主要是用于單〔或雙〕糖與糖的衍生物，以及核苷與脂肪散的運(yùn)輸4、基團(tuán)移位(Grouptranslocation)在酶Ⅰ的作用下HPr被激活在酶Ⅱ的作用下P-HPr將磷酸轉(zhuǎn)移給糖運(yùn)送機(jī)制:是依靠磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng),即磷酸烯醇式丙酮酸-己糖磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng).運(yùn)送步驟:1.熱穩(wěn)載體蛋白(HPr)的激活細(xì)胞內(nèi)高能化合物磷酸烯醇式丙酮酸〔PEP〕的磷酸基團(tuán)把HPr激活。PEP+HPr丙酮酸+P-HPrHPr是一種低分子量的可溶性蛋白，結(jié)合在細(xì)胞膜上，具有高能磷酸載體的作用。酶12.糖被磷酸化后運(yùn)入膜內(nèi)膜外環(huán)境中的糖先與外膜外表的酶II結(jié)合，再被轉(zhuǎn)運(yùn)到內(nèi)膜外表。這時(shí)，糖被P-HPr上的磷酸激活，并通過酶II的作用將糖-磷酸釋放到細(xì)胞內(nèi)。

P-HPr+糖糖-P+HPr酶II是一種結(jié)合于細(xì)胞膜上的蛋白，它對(duì)底物具有特異性選擇作用，因此細(xì)胞膜上可誘導(dǎo)出一系列與底物分子相應(yīng)的酶II。酶II基團(tuán)移位模式圖細(xì)胞膜外細(xì)胞膜內(nèi)SSSS細(xì)胞膜Enz2Enz2Enz2Enz2SSHPrP~PHPr~Enz1+PEP丙酮酸比較項(xiàng)目單純擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸基團(tuán)轉(zhuǎn)位特異載體蛋白運(yùn)輸速度物質(zhì)運(yùn)輸方向胞內(nèi)外濃度運(yùn)輸分子能量消耗運(yùn)輸后物質(zhì)的結(jié)構(gòu)無慢由濃至稀相等無特異性不需要不變有快由濃