医学生物细胞第五章之二

广东医学院基础学院生物教研室张华华第五章细胞膜及其表面细胞膜与物质的跨膜转运1.Definetheboundariesofthecellanditsorganelles.2.Serveaslociforspecificfunctions.3.provideforandregulatetransportprocesses.4.containthereceptorsneededtodetectexternalsignals.5.providemechanismsforcell-to-cellcontact,communicationandadhesionAnoverviewoftheplasmamembrane

functions

物质运输、信息传递、免疫相关——小分子物质和离子——大分子和颗粒物质Functionofthecellmembranetransportofsubstances穿膜运输膜泡运输

OUTLINEPart1穿膜运输PassivetransportActivetransportPart2膜泡运输EndocytosisExocytosisPart1穿膜运输Passivetransport

物质顺浓度梯度以及不消耗细胞能量的运输，细胞膜仅起被动的屏障作用。物质逆浓度梯度以及需要消耗细胞能量的运输。Activetransport

被动运输简单扩散主动运输易化扩散离子泵离子梯度驱动的协同运输运输方式穿膜运输Membranetransport

---怎样运货过河?

运输方式

借助工具

不借助工具

被动运输简单扩散主动运输易化扩散离子泵离子梯度驱动的协同运输运输方式工具穿膜运输√

工具运输工具

膜转运蛋白穿膜运输membranetransportprotein细胞膜上负责转运物质的特定的膜蛋白。主要有两类：载体蛋白和通道蛋白。膜转运蛋白（membranetransportprotein）载体蛋白即可介导被动运输，也可介导主动运输。通道蛋白只能介导被动运输。载体蛋白即可介导被动运输，也可介导主动运输。通道蛋白只能介导被动运输。注意载体蛋白又称做载体（carrier）、通透酶（permease）和转运器（transporter）。载体蛋白载体蛋白（carrierprotein）:与特定的溶质结合，改变蛋白本身构象，使溶质穿越细胞膜的膜转运蛋白。关键词：概念、作用机理、作用特点载体蛋白的作用机理载体蛋白载体蛋白和溶质结合前其上的结合位点是向细胞外开放的，结合后改变构象，变为向细胞内开放，从而使得溶质进入细胞内。

载体蛋白介导的溶质A的易化扩散载体蛋白红细胞膜上的葡萄糖转运蛋白，溶质：葡萄糖载体蛋白的作用特点1、其作用类似与酶－底物反应的特点：载体蛋白①特异性。②可饱和性。③特征性常数。2、具有不同的运输形式单向运输（uniport）：简单的将一种溶质分子从膜的一侧转运到另一侧。协同运输（coupledtransport）：在转运一种溶质分子的同时或随后伴随转运另一种溶质分子。载体蛋白单向运输协同运输同向运输对向运输载体蛋白载体蛋白3、能量的需要不同介导被动运输的载体蛋白不需要消耗细胞能量；介导主动运输的载体蛋白需要消耗能量（一般由水解ATP提供）。载体蛋白通道蛋白通道蛋白(channelprotein)：跨膜蛋白，通过疏水的氨基酸链进行重排，形成水性通道，贯穿脂双层之间，当孔开放时特定的溶质可以经过通道穿透细胞膜。通道蛋白的作用特点和机理1、转运速度迅速2、具有高度的选择性

离子大小、电荷3、全部是被动运输，不需要细胞能量，各种离子都是顺电化学梯度的转运。

通道蛋白4、有些通道蛋白长期开放，如钾泄漏通道；有些通道蛋白平时处于关闭状态，仅在特定刺激下才打开，又称为门通道（gatedchannel）。通道蛋白通道蛋白根据特定刺激的种类不同，门通道可分为四类：电位门通道、配体门通道、环核苷酸门通道、机械门通道。（跨膜电位变化、机械刺激、信号作用）门通道通道蛋白

指镶嵌在细胞膜上的特殊蛋白质分子，它能选择性地与细胞生存环境中一定的活性物质相结合，从而引起细胞内各种生物效应。

MembraneReceptorLigand配体门通道(ligandgatedchannel)

配体门通道(ligandgatedchannel)

特点：受体与细胞外的配体结合，引起门通道蛋白发生构象变化，“门”打开。通道蛋白类型跨膜蛋白跨膜蛋白改变构象形成通道

作用机理

性质作用方式主动运输被动运输

作用条件细胞能量

载体蛋白

通道蛋白非细胞能量非细胞能量被动运输被动运输简单扩散主动运输易化扩散离子泵离子梯度驱动的协同运输运输方式工具穿膜运输√

工具

一被动运输

PassivetransportPassivetransport

物质顺浓度梯度以及不消耗细胞能量的运输，细胞膜仅起被动的屏障作用。（一）、简单扩散（simplediffusion）

自由扩散（freediffusion）溶质分子顺浓度梯度直接溶解于磷脂双分子层，通过质膜扩散。

特点：①沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散；②不需要细胞提供能量，动力是电化学势能；③没有膜蛋白的协助。适合简单扩散的物质:脂溶性(疏水)小分子:苯、氧气、氮气不带电极性小分子:水、尿素不适合简单扩散的物质:分子量大，水溶性带电荷的分子（二）、易化扩散（facilitateddiffusion）协助扩散（assisteddiffusion）非脂溶性（亲水性）物质通过膜转运蛋白顺浓度梯度的跨膜转运方式。参与易化扩散的膜转运蛋白包括部分载体蛋白和全部通道蛋白。

特点：①比自由扩散转运速率高；②运输速率同物质浓度成非线性关系；③特异性；饱和性。二主动运输Activetransport物质逆浓度梯度以及需要消耗细胞能量的运输。Activetransport

主动运输的特点是：①逆浓度梯度（逆电化学梯度）运输；②需要能量；③都有载体蛋白。主动运输所需的能量来源主要有：①水解ATP获得能量；②协同运输中的离子梯度动力；③光驱动的泵利用光能运输物质，见于细菌根据耗能方式的不同主动运输（一）离子泵①（二）离子梯度驱动的协同运输②

（一）离子泵何为泵？能够水解ATP，并利用ATP水解释放出的能量驱动物质进行逆浓度梯度跨膜运输的载体蛋白称为泵。其转运对象多为离子，所以称作离子泵。

（一）离子泵对离子的转运循环依赖自磷酸化过程所以这类离子泵叫做P-type。例如：钠钾泵钠钾泵构成：由两个大亚基、两个小亚基组成的四聚体，实际上就是Na+-K+ATP酶，具有载体和酶的双重作用。工作原理（小电影）：（二）离子梯度驱动的协同运输逆浓度梯度的运输。不直接消耗ATP，但