钠钾泵、载体、通道蛋白

1、钠钾泵、载体、通道蛋白活细胞最基本的特征是新陈代谢。每一种活细胞每时每刻都在与内环境进行物 质交换，它们所需要的物质不仅种类繁多、性质各异，而且大多数是不溶于脂质 的，或者是水溶性大于脂溶性的。而构成细胞膜的基本骨架乂是磷脂双分子层，那 么能够直接穿过脂质层出入细胞的物质极少，而大多数物质的分子或离子进出细胞 都与细胞膜的结构、特性及其他因素有关。不同种类的细胞膜上蛋口质种类不同，通透性也各异，而且不同的分子或离子 直径大小不同，性质也不同，所以细胞允许它们通透的情况也不一样，进出的方式 也不同。一般有自山扩散、协助扩散和主动运输三种方式。不同的进出方式有相同 或不同的影响因素。一（物质浓度的

2、影响作用通过自山扩散和协助扩散进出细胞的物质，主要影响因素就是细胞膜内外溶质 分子或离子数量差，尤其是自由扩散，只要两边浓度不一样就会从高浓度一边向低 浓度一边扩散。如02、H20等。协助扩散还有其他影响因素。二（载体、通道、离子泵的影响作用载体、通道、离子泵主要影响协助扩散和主动运输，尤其是主动运输，它们与 细胞膜上的蛋白质有关。膜内的各种蛋白质分子具有不同结构和功能，生物膜的功 能在很大程度上决定于这些蛋口质分子。如物质交换、能量的转移、信息传递等。 因为构成膜的蛋白质分子大都可以运动，且只局限同一分子层内作横向运动，这样 即完成了物质交换，乂保持了某结构的稳定性。1（载体蛋口质的作用协助

3、扩散和主动运输都必须载体蛋口质来运载物质。载体的功能与其本身的结 构冇很大的关系。(1) 高度特异性。就是载体具有专一性。如同样浓度的葡萄糖，左旋结构的比 右旋结构的容易进入细胞。说明载体有结构的特异性。(2) 有饱和现象。一般运输的数量与浓度成正比，但当浓度超过一定限度时运 输不再增加，说明载体的数量有限。(3) 竞争性。两种物质的结构如果相似，它们会竞相与载体结合，屮多结合一 个，乙就少结合一个。2(通道蛋白的作用通道蛋口是肽链因折叠而形成的球形蛋口质分子，整个球体表面有疏水性，与 周圉脂质相吸引，结合紧密。而折叠时中间形成亲水孔洞，这一孔洞就会成为沟通 膜两侧的水相通路，水及水中的物质将

4、沿这一孔洞出入细胞，在细胞膜中起通道 作用，但通道的开放还要受一定的机制调节。3(离子泵的作用离子泵在细胞膜中很多，最普遍的要算钠一钾离子泵，它能始终保持膜内高K+、膜外高R+状态。原因是:钠一钾离子泵能够在消耗能量的情况下，逆浓度 梯度把膜内的R+移出膜外，把膜外的K+、移入膜内，分子生物学家研究证明： 钠一钾离子泵实际上就是镶嵌在膜内的一种特殊的蛋口质，她除了有物质运转功能 外，本身还具有酶的活性。她的启动和活动强度显然与膜内高K+,膜外高N&+有 关。二(能量的影响作用1(势能的作用以分子本身势能为动力转运的物质多见于自III扩散和协自由扩散。有人说：“自由扩散和协助扩散是不消耗

5、能量的”。其实不然，根据运动学原理，溶液 中的一切分子或离子都处在不断热运动之中，即分子本身存在势能。势能大小一方 面决定于溶液浓度。我们平常所说的不消耗能量只是指分子势能以外的能量罢了， 正如物体从高处自山下落一样，能量来源于物体所具有的势能，而不需要施加外 力。2( ATP泵的作用各种离子泵也具有酶的活性，它可以分解细胞提供的ATP,并利用释放的能量 进行各种物质的主动运转。以广泛存在于膜内的钠泵为例，它能把细胞代谢所或得 的能量的20, 30%用于钠泵的运转。主要是它能够建立一种势能贮备，供细胞的其 他耗能过程利用。多见于一些非离子性物质，如葡萄糖、氨基酸等营养物质的吸收 过程。科学家们研究还发现，这些过程的进行经常伴有"+的进入，没有N&+山高 浓度膜外进入膜内，就不会出现葡萄糖逆浓度梯度进入膜内，即使运载的载体很 多。这里所需能量不是直接来自ATP的分解。而是来自膜内外N&+的势能差，但造 成这种势能差的钠泵活动是要分解ATP的，这实际上就是一种势能的贮备过程，即 能量间接来自ATP,这符合能量的守恒定律。3(电势能的作用细胞膜在安静状态时，膜两侧存在一定的点位差，这种电位差一般能维持平衡 状态。而离子泵、载体等的活动会造成膜内、外离子的分布不均，从而打破原有的 平衡