细胞膜及跨膜信号通讯VIP

第二章细胞膜及跨膜信号通讯,一、细胞膜的结构,单纯扩散(simplediffusion)(1)概念:一些脂溶性物质由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程。,二、细胞膜的跨膜物质转运功能,(2)转运的物质：O2、CO2等气体以及脂溶性小分子物质。,1、被动转运,易化扩散(facilitateddiffusion)(1)概念:一些非脂溶性或脂溶解度甚小的物质,需特殊膜蛋白质的“帮助”下,由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程。,(2)分类:经通道的易化扩散K+，Na+，Ca2+等,根据引起通道功能改变的条件的不同:电压门控通道（膜两侧电位差控制的离子通道）化学门控通道（又叫配体门控通道，靠膜两侧的化学物质如递质、激素或药物控制）机械门控通道,经载体的易化扩散葡萄糖、氨基酸等,2、主动转运(activetransport)概念：指物质逆浓度梯度或电位梯度的转运过程。特点：需要额外消耗能量,能量由分解ATP来提供；依靠特殊膜蛋白质(泵)的“帮助”；是逆电-化学梯度进行的。,原发性主动转运（简称：泵转运）；,如:Na+-K+泵(排3Na+摄2K+，1分子ATP分解供能)、Ca2+-Mg2+泵、H+-K+泵等,分类：,通道转运与钠-钾泵转运模式图,维持细胞外Na+o高、细胞内K+i高原先的不均匀分布状态,2K+泵至细胞内;3Na+泵至细胞外,分解ATP产生能量,当Na+i/K+o激活,钠-钾泵:,继发性主动转运,概念：多种物质在进行逆浓度梯度或电位梯度的跨膜转运时，所需的能量不直接来自ATP的分解，而是依靠Na+在膜两侧浓度差，即依靠存储在离子浓度梯度中的能量完成转运，这种间接利用ATP能量主动转运过程称为继发性主动转运。,转运对象：葡萄糖和氨基酸在小肠粘膜上皮及肾小管上皮细胞的重吸收；神经递质在突触间隙被神经末梢重吸收；肾小管上皮细胞的Na+-H+交换、Na+-Ca2+交换等。特点：间接利用细胞代谢产生的ATP能量；介导转运的膜蛋白为转运体。如果被转运的离子或分子都向同一方向运动，称为同向转运，相应的转运体称为同向转运体；如果被转运的离子或分子彼此向相反方向运动，则称为反向转运或交换，相应的转运体称为反向转运体或交换体。,GS,GS,Na+-GS同向转运载体,3、胞吞和胞吐式转运。,胞吞：当细胞摄取大分子时，首先是大分子附着在细胞膜表面，这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部，这种现象叫胞吞。胞吞使一些不能穿过细胞的物质如食物颗粒、蛋白质大分子等，都能进入细胞之中，形成液体或固体小泡（食物泡）。,胞吐：是指物质由细胞排出的过程。如各种细胞的分泌活动，其分泌物大都在内质网形成，经高尔基复合体加工，形成分泌颗粒或分泌囊泡，渐渐向胞膜移动，贴靠以后膜融合并出现裂孔，于是将内容物一次性全部排空。,三、跨膜信号转导,不同形式的外界信号作用于细胞时，大多并不进入细胞或直接影响细胞内过程，而是作用于细胞膜表面，通过引起膜结构中一种或数种蛋白质的变构作用，将外环境变化的信息以新的信号形式传递到膜内，再引发所作用的细胞出现相应的变化。,跨膜信号转导方式大体有以下三类：,离子通道介导的信号转导,酪氨酸激酶偶联受体介导的信号转导,G蛋白偶联受体介导的信号转导,1、离子通道介导的信号转导化学门控通道：跨膜信号转导系统中的受体本身就是离子通道。外界物质与膜蛋白结合，引起蛋白构型变化，使通道开放。如N型Ach门控通道电压门控通道：通道开放和关闭的因素是通道所在膜两侧跨膜电位的变化.如在神经细胞和肌细胞膜上有a+、Ca2+的电压门控通道机械门控通道：通道开放和关闭的因素是机械刺激。如内耳毛细胞,2、G蛋白耦联受体介导的信号转导,指细胞外信号分子受体复合物与G蛋白耦联后，导致细胞内信号分子(第二信使)浓度的改变，从而将细胞外信号传递到胞内的过程。,G蛋白耦联受体:是最大的细胞膜受体家族。在分子结构上都是有一条多肽链组成，其中含有次跨膜疏水区域，因此也称次跨膜受体。,G蛋白耦联受体系统由3部分组成（1）识别外来化学调节因子并与之结合的受体；（2）G蛋白:鸟甘酸结合蛋白。是可与鸟苷酸结合的蛋白的总称。G蛋白连接膜受体和细胞内的效应器（酶或离子通道）（3）位于膜内侧的效应器。酶或离子通道,跨膜传递途径：,第二信使：细胞外信号分子作用于细胞膜后产生的细胞内信号分子。目前已知的有环磷酸腺苷（cAMP）、环磷酸鸟苷（cGMP）三磷酸肌醇（IP3）、二酰甘油（DG）和Ca2+,3、酪氨酸激酶受体介导的信号转导,受体分子具有酶的活性，即受体与酶是同一蛋白分子。受体自身发生磷酸化。