2-1细胞的基本功能之跨膜转运

细胞的基本功能 细胞膜的基本结构 液态镶嵌模型 脂质双分子层 磷脂占总量的70 胆固醇 30 鞘脂极少 磷脂酰胆碱多磷脂酰丝氨酸次磷脂酰乙醇胺次磷脂酰甘油少磷脂酰肌醇少 磷脂和胆固醇都是双嗜性分子 含氨基酸的磷脂主要分布在膜的靠近胞质的内层 而磷脂酰胆碱和鞘脂主要分布在膜的外层 细胞膜的基本结构 细胞膜的蛋白 表面蛋白 占20 30 主要附着于膜的内表面 如RBC的骨架蛋白 整合蛋白 占70 80 以其肽链一次或多次穿越膜的脂质双层 与物质跨膜转运有关 细胞膜的基本结构 细胞膜的糖类 糖蛋白糖脂 质膜中糖类的含量约为2 10 仅存于细胞膜的外侧 细胞膜的基本结构 物质的跨膜转运功能 1 单纯扩散 simplediffusion 概念 指脂溶性物质 由膜的高浓度侧向低浓度侧扩散的过程 单位 通量 指某种物质通过平方厘米的假想平面的摩尔数 跨膜扩散的量取决于 1 膜两侧的物质浓度梯度 2 膜对该物质的通透性 转运物有 O2 CO2 N2 NH3 乙醇 尿素 水等 单纯扩散的特点 顺浓度梯度不消耗生物能无饱和现象无结构特异性 物质的跨膜转运功能 单纯扩散 2 膜蛋白介导的跨膜转运 带电离子和分子量稍大的水溶性分子 其跨膜转运由膜蛋白介导来完成 易化扩散 载体介导 如葡萄糖载体等 主动转运 通道介导 如钠通道 钾通道等 原发性 如Na K 泵等 继发性 如钠 葡萄糖同向转运体等 物质的跨膜转运功能 经载体介导的易化扩散 facilitateddiffusionviacarrier 具有载体功能的膜蛋白通过自身的结合位点或结构域 与被转运的物质结合 并发生构象变化 将该物质由高浓度一侧转运到低浓度一侧 再与其分离 转运中不消耗生物能 物质的跨膜转运功能 膜蛋白介导的跨膜转运 载体 物质 膜外 膜内 经载体介导的易化扩散 物质的跨膜转运功能 膜蛋白介导的跨膜转运 经载体介导的易化扩散特点 化学结构特异性饱和现象竞争性抑制 膜蛋白介导的跨膜转运 物质的跨膜转运功能 经通道介导的易化扩散 facilitateddiffusionviaionchannel 溶液中的某些带电离子 借助于通道蛋白的介导 顺浓度梯度或电位梯度的跨膜扩散 膜蛋白介导的跨膜转运 物质的跨膜转运功能 膜蛋白介导的跨膜转运 物质的跨膜转运功能 1 有离子选择性 2 有开放或关闭的不同功能状态 与闸门 gate 样结构的运动有关 称门控 gating 化学门控通道 如N ACh受体电压门控通道 如Na 通道机械门控通道 3 高速度 106 108个离子 秒 无饱和现象 膜蛋白介导的跨膜转运 物质的跨膜转运功能 经通道介导扩散的特点 膜蛋白介导的跨膜转运 物质的跨膜转运功能 原发性主动转运 primaryactivetransport 定义 是指细胞直接利用代谢产生的能量将物质逆浓度梯度或电位梯度进行跨膜转运的过程 介导这一过程的膜蛋白称为离子泵 ionpump 膜蛋白介导的跨膜转运 物质的跨膜转运功能 膜蛋白介导的跨膜转运 物质的跨膜转运功能 细胞外液与细胞内液主要成分 简称钠泵 也称为Na K ATP酶 钠泵每分解1分子ATP时 可将3个Na 移出胞外 2个K 移入胞内 膜蛋白介导的跨膜转运 物质的跨膜转运功能 Na K 泵 钠泵的分子结构示意图 膜蛋白介导的跨膜转运 物质的跨膜转运功能 钠泵的功能活动示意图 膜蛋白介导的跨膜转运 物质的跨膜转运功能 膜蛋白介导的跨膜转运 物质的跨膜转运功能 造成细胞内高钾浓度 是胞质内许多代谢反应所需 建立钠的势能储备 是其他物质继发性主动转运的动力 维持胞质渗透压和细胞容积的相对稳定 防止细胞水肿 胞内外钠钾离子的浓度差 是细胞生物电活动产生的前提 Na K 泵意义 膜蛋白介导的跨膜转运 物质的跨膜转运功能 继发性主动转运 Secondaryactivetransport 定义 许多物质在进行逆浓度梯度或电位梯度的跨膜转运时 所需的能量并不直接来自ATP的分解 而是来自Na 在膜两侧的浓度势能差 后者是钠泵利用分解ATP释放的能量建立的 这种间接利用ATP能量的主动转运称为继发性主动转运 膜蛋白介导的跨膜转运 物质的跨膜转运功能 转运体 transporter 需要膜中存在的某种特殊蛋白质的参与 称为转运体蛋白或转运体 包括 同向转运体 被转运的离子或分子向同方向运动逆向转运体 被转运的离子或分子向反方向运动 膜蛋白介导的跨膜转运 物质的跨膜转运功能 部位 常见于肠粘膜上皮细胞和肾小管上皮细胞对葡萄糖 氨基酸的吸收 膜蛋白介导的跨膜转运 物质的跨膜转运功能 3 入胞和出胞 入胞是指大分子物质或物质的团块借助于细胞膜形成吞噬泡或吞饮泡的方式进入细胞的过程 出胞是指胞质内的大分子物质以分泌囊泡的形式排出细胞的过程 物质的跨膜转运功能 入胞和出胞 endocytos