物质的跨膜运输细胞生物学PPT学习教案

1、会计学1物质的跨膜运输细胞生物学物质的跨膜运输细胞生物学细胞进行的物质运输有三种不同的范畴 ：细胞运输(cellular transport) 这种运输主要是细胞与环境间的物质交换胞内运输(intracellular transport) 是真核生物细胞内膜性细胞器与细胞内环境进行的物质交换跨细胞运输(transcellular transport) 这种运输是物质穿越细胞的运输第1页/共56页第2页/共56页一、脂双层的不透性和膜转运蛋白第3页/共56页第4页/共56页第5页/共56页载体蛋白载体蛋白通道蛋白通道蛋白脂双层脂双层浓度下降浓度下降第6页/共56页v一般认为它是横跨质膜形成的亲水

2、的通道，能使一般认为它是横跨质膜形成的亲水的通道，能使适宜大小的分子及带电荷的溶质通过。适宜大小的分子及带电荷的溶质通过。第7页/共56页细胞内外配体门控细胞内外配体门控电压门控电压门控离子选择性离子选择性: :门控性门控性: :第8页/共56页第9页/共56页正常膜电位正常膜电位正常膜正常膜电位被电位被电流刺电流刺激破坏激破坏通道通道关闭关闭通道通道开启开启通道失通道失活活第10页/共56页v各种各样的机械力刺激各种各样的机械力刺激 ，将机械刺激的信将机械刺激的信号转化为电化学信号最终引起细胞反应号转化为电化学信号最终引起细胞反应 。第11页/共56页1 1、概念、概念: P71: P71顺

3、浓度梯度；不消耗能量顺浓度梯度；不消耗能量 2 2、类型、类型: :u简单扩散（自由扩散）简单扩散（自由扩散）: 顺浓度梯度顺浓度梯度 ，不耗能，不需要膜蛋白不耗能，不需要膜蛋白。 u协助扩散（促进扩散）协助扩散（促进扩散）: 顺浓度梯度顺浓度梯度 ，不耗能，需要膜蛋白。，不耗能，需要膜蛋白。第12页/共56页第13页/共56页第14页/共56页1、简单扩散的限制因素、简单扩散的限制因素 u脂溶性:脂溶性越强，通过脂双层膜的速率越快 u相对分子质量:相对分子质量小，脂溶性高的分子才能快速扩散 u物质的带电性: 不带电荷的极性分子第15页/共56页（AquaporinAquaporin，AQPA

4、QP） v19911991年，年，AgreAgre发现第一个水通道蛋白发现第一个水通道蛋白CHIP28 CHIP28 第16页/共56页第17页/共56页特异的膜转运蛋白特异的膜转运蛋白“协助协助”物质转运物质转运第18页/共56页促进扩散的速度要快几个数量级具有饱和性: 当溶质的跨膜浓度差达到一定程度时，促进扩散的速度不再提高。具有高度的选择性: 如运输蛋白能够帮助葡萄糖快速运输，但不帮助与葡萄糖结构类似的糖类运输。1、协助扩散同简单扩散相比，具有以下一些特点、协助扩散同简单扩散相比，具有以下一些特点 ：第19页/共56页第20页/共56页第21页/共56页第22页/共56页浓度梯度浓度梯度

5、光驱泵蛋白光驱泵蛋白ATP-ATP-驱动泵蛋驱动泵蛋白白偶联载体偶联载体第23页/共56页第24页/共56页第25页/共56页 NaNa+ +电化学梯度电化学梯度细胞外细胞外K K+ +电化学梯度电化学梯度K K+ +结合位点结合位点胞质溶胶胞质溶胶NaNa+ +结合位点结合位点一、P型离子泵第26页/共56页v工作原理工作原理: :细胞细胞外外胞质胞质溶胶溶胶ATPATP将泵蛋将泵蛋白磷酸化白磷酸化K K+ +的结合使的结合使泵蛋白去磷泵蛋白去磷酸化酸化第27页/共56页第28页/共56页细胞以不同的方式避免被涨破细胞以不同的方式避免被涨破第29页/共56页Mg2+和少量膜脂有助提高于其活性

6、。第30页/共56页第31页/共56页第32页/共56页第33页/共56页P-型泵型泵V -型泵型泵第34页/共56页 F -型泵：型泵：ATPATP 第35页/共56页第36页/共56页Mammalian MDR1 protein第一个被发现的真核细胞的ABC转运器是多药抗性蛋白（multidrug resistance protein, MDR），约40%患者的癌细胞内该基因过度表达。ABC转运器还与病原体对药物的抗性有关。 第37页/共56页第38页/共56页概念概念: :特点：特点：靠间接提供能量完成主动运输。所需能量来自膜两侧离子的浓度梯度。动物细胞中常常利用膜两侧动物细胞中常常利用

7、膜两侧Na+浓度梯度来驱动浓度梯度来驱动。植物细胞和细菌常利用植物细胞和细菌常利用H+浓度梯度来驱动浓度梯度来驱动。第39页/共56页第40页/共56页第41页/共56页葡萄糖浓度：葡萄糖浓度：高高低低低低葡萄葡萄糖糖NaNa+ +- -驱动同向转驱动同向转运将葡萄糖引运将葡萄糖引入细胞入细胞载体蛋白介导载体蛋白介导的被动转运将的被动转运将葡萄糖送出细葡萄糖送出细胞胞小肠肠腔小肠肠腔小肠上小肠上皮细胞皮细胞NaNa+ +-K-K+ +泵泵小肠上皮细小肠上皮细胞微绒毛胞微绒毛细胞外体细胞外体液液第42页/共56页主动转运主动转运被动转运被动转运浓度梯度浓度梯度载体蛋载体蛋白白通道蛋通道蛋白白被转

8、运的分子被转运的分子简单扩散简单扩散通道蛋白介导通道蛋白介导载体蛋白介导载体蛋白介导第43页/共56页真核细胞通过内吞作用内吞作用（endocytosis）和外排作外排作用用（exocytosis）完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输。因货物包被在囊泡中，又称膜泡运输膜泡运输。 第44页/共56页第45页/共56页第46页/共56页吞噬作用：巨噬细胞正在吞噬死亡的红细胞吞噬作用：巨噬细胞正在吞噬死亡的红细胞伪足边缘伪足边缘第47页/共56页吞噬作用：嗜中性细胞正在吞噬分裂中的细菌吞噬作用：嗜中性细胞正在吞噬分裂中的细菌细菌细菌伪足伪足细胞质膜细胞质膜噬中性细胞噬中性细胞第48页/共56页胞饮作用胞

9、饮作用第49页/共56页胞饮作用：卵细胞正在摄取脂蛋白胞饮作用：卵细胞正在摄取脂蛋白1342细胞细胞内内细胞细胞外外网网格格蛋蛋白白脂蛋白球脂蛋白球第50页/共56页胞饮泡形成机制胞饮泡形成机制网格蛋白分子网格蛋白分子三角蛋白体（三角蛋白体（triskeliontriskelion）三角蛋白体的可能结构组成三角蛋白体的可能结构组成 含三个轻链和三个重链含三个轻链和三个重链 由由3636个三角蛋白体组成的网格蛋白包被个三角蛋白体组成的网格蛋白包被（电镜图）（电镜图）第51页/共56页v网格蛋白小泡的组装和拆卸衔接蛋白衔接蛋白裸露的转运小泡裸露的转运小泡货物蛋货物蛋白受体白受体出芽形成出芽形成货物

10、蛋白质货物蛋白质网格蛋白网格蛋白小泡形成小泡形成蛋白质包被组装蛋白质包被组装; ;货物蛋白质选择货物蛋白质选择有被小泡有被小泡发动蛋白发动蛋白脱包被脱包被具选择性具选择性细胞质基质第52页/共56页二、受体介导的胞吞作用二、受体介导的胞吞作用细胞吸收胆固醇细胞吸收胆固醇：胆固醇在血管里以胆固胆固醇在血管里以胆固醇酯存在于脂蛋白颗粒醇酯存在于脂蛋白颗粒中，叫做中，叫做“低密度脂蛋低密度脂蛋白（白（LDLLDL，low density low density lipoproteinslipoproteins）”胆固胆固醇醇分子分子胆固醇酯胆固醇酯分子分子磷脂单层磷脂单层蛋白质分子的蛋白质分子的表面突出表面突出一个一个 LDL LDL 颗粒颗粒第53页/共56页细胞以受体为媒介输入胆固醇（细胞以受体为媒介输入胆固醇（2 2）第54页/共56页受体通过胞吞作用进入细胞后的命运受体通过胞吞作用进入细胞后的命运1 1、再循环（、再循环（recyclingrecycling）：受体返回到原来的）：受体返回到原来的细胞质膜区域细胞质膜区域2 2、转包吞作用转包吞作用（transcytosistranscytosis） 受体被转运到细胞质膜受体被转运到细胞质膜的不同区域的不同区域3 3、降解（、降