细胞膜与物质的跨膜运输

1、第第三三讲讲 细胞膜与物质的跨膜转运细胞膜与物质的跨膜转运一、一、膜的选膜的选择择性通透性通透和简单扩散和简单扩散1、选择通透性、选择通透性膜膜易于通过膜的物质：脂溶性物质、不带电荷小分子物质易于通过膜的物质：脂溶性物质、不带电荷小分子物质不易通过膜的物质：带电荷物质、大分子物质不易通过膜的物质：带电荷物质、大分子物质高浓度低浓度2. 简单简单扩散（扩散（simple diffusion）扩散速扩散速度取度取决于分子的大小及对脂类的相对决于分子的大小及对脂类的相对溶解度溶解度适合适合简简单扩散的物质：单扩散的物质：脂溶性物质脂溶性物质( (非极性物质非极性物质): ): 苯苯. .醇醇. .氧

2、氧. .氮氮. . 甾类激素甾类激素不带电荷小分子物质不带电荷小分子物质: : 水水. .尿素尿素. .二氧化碳二氧化碳不适合不适合简简单扩散的物质：单扩散的物质：带电荷物质带电荷物质简简单扩散单扩散特点特点： 顺浓度梯度转运顺浓度梯度转运 不需要消耗能量不需要消耗能量 (能量来自本身能量来自本身高高浓度势能）浓度势能） 不不需要需要专一专一的的膜膜转运转运蛋白蛋白 二、膜转运蛋白介导的跨膜运输二、膜转运蛋白介导的跨膜运输（二）离（二）离子子通道高效转运各种离子通道高效转运各种离子2、门控通道的类型1）电压门控通道：）电压门控通道：跨膜电位的改变诱发通道蛋白构象改变，使通道跨膜电位的改变诱发通

3、道蛋白构象改变，使通道开放，开放，离子顺浓度梯度离子顺浓度梯度跨跨膜膜转运转运。通道开放时间只有几毫秒，随即迅速自发关闭。通道开放时间只有几毫秒，随即迅速自发关闭。见见于于可兴奋细胞：可兴奋细胞：神经元、肌神经元、肌细胞细胞及腺及腺上皮细胞上皮细胞等等通道蛋白通道蛋白配体配体高浓度低浓度定义：与特定配体结定义：与特定配体结合后构象改变合后构象改变，闸，闸门门开放开放，介导介导 某种离子某种离子的的跨膜转运。跨膜转运。特点特点：离子通道型离子通道型受体受体如：如：乙酰胆碱乙酰胆碱通道通道图示：图示：神经肌肉神经肌肉连连接处接处闸门闸门通道通道（3）应力激活通道）应力激活通道载体蛋白载体蛋白高浓度

4、低浓度（三）载体蛋白介导的易（三）载体蛋白介导的易化扩散化扩散（facilitated diffusion）1、定义：在特异性载体蛋白介导下，一些非脂溶性的物质，如、定义：在特异性载体蛋白介导下，一些非脂溶性的物质，如葡萄糖、氨基酸、核苷酸等，不葡萄糖、氨基酸、核苷酸等，不消耗细胞代谢能，顺电化学梯度消耗细胞代谢能，顺电化学梯度的跨膜转运。的跨膜转运。2、特点：、特点：被动被动运输运输：不：不需要细胞需要细胞提供提供代谢代谢能量能量, ,溶质溶质从从浓度浓度高高的一侧经细胞膜转运至浓度的一侧经细胞膜转运至浓度低低的一的一侧侧的跨膜转运的跨膜转运。转运动力来自物质转运动力来自物质的浓度梯度及电位

5、梯度的浓度梯度及电位梯度简单扩散简单扩散易化扩散易化扩散离子通道扩散离子通道扩散被动运输被动运输（四）载体蛋白介导的主（四）载体蛋白介导的主动动运输运输由载体蛋白所介导的由载体蛋白所介导的，物质逆浓度梯度或电化学物质逆浓度梯度或电化学梯度梯度，消耗能量的一种，消耗能量的一种跨膜转运。跨膜转运。ATP直接供能（ATPATP驱动泵驱动泵离子泵离子泵） ATP间接供能（伴随伴随运输）运输） 质子泵光能驱动特点：特点：具有载体和酶的双重作用具有载体和酶的双重作用 （ATPATP酶）酶）具有专一性具有专一性如如：钙泵、氢泵：钙泵、氢泵、钠钾泵钠钾泵1 1、离子泵直接水解、离子泵直接水解ATPATP进行主

6、动运输进行主动运输细胞质细胞质Na+Na+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+小小亚亚基基大亚基大亚基大亚基大亚基ATPADP+Pi钾浓度梯度30倍钠浓度梯度13倍小小亚亚基基大亚基大亚基大亚基大亚基小小亚亚基基大亚基大亚基大亚基大亚基Pi钠结合部位钠结合部位钾结合部位钾结合部位Na+Na+Na+Na+K+Mg2+PiPiK+K+K+大亚基大亚基小小亚亚基基大亚基大亚基大亚基大亚基小小亚亚基基大亚基大亚基大亚基大亚基（1）Na+-K+泵泵钠钾泵的功能钠钾泵的功能（2）Ca2+泵：存在部位：存在部

7、位：肌细胞的肌浆网上及神肌细胞的肌浆网上及神经终末的经终末的质膜质膜原理：原理：类似钠钾泵，类似钠钾泵，ATP酶，通过磷酸化和去磷酸化改变酶，通过磷酸化和去磷酸化改变构象，结合与释放构象，结合与释放Ca2+功能：功能：保持胞质内的低钙浓度保持胞质内的低钙浓度，参与细胞的重要活动。参与细胞的重要活动。如：肌如：肌肉收缩肉收缩、分泌、神经递质释放、跨膜信息转、分泌、神经递质释放、跨膜信息转导等。导等。（1 1）特点）特点由由NaNa+ +-K-K+ +泵（或泵（或H H+ +泵）与载体蛋白协同作用，间接消耗泵）与载体蛋白协同作用，间接消耗ATPATP的的一种一种主动运输方式。主动运输方式。物质跨膜

8、运动所需要的直接动力来自膜两侧离子的电物质跨膜运动所需要的直接动力来自膜两侧离子的电化学梯度。化学梯度。这种离子电化学浓度由这种离子电化学浓度由NaNa+ +-K-K+ +泵（或泵（或H H+ +泵）来维持。泵）来维持。2. 离子浓度驱动的协同运输离子浓度驱动的协同运输(co-transport) 第三节第三节 大大分分子和颗粒物子和颗粒物质质的跨膜运的跨膜运输输(一一) 吞噬作用吞噬作用 (phagocytosis)（二）胞（二）胞饮作用饮作用 (pinocytosis) （三）（三）受体介导受体介导的的内内吞吞作用作用（receptormediated endocytosis） n 定义：

9、定义：细胞通过受体的介导细胞通过受体的介导, ,摄取细胞外摄取细胞外 专一性蛋白质或其他化合物的过程。专一性蛋白质或其他化合物的过程。n特点：特点：具有选择性和高效性具有选择性和高效性n如：如：LDLLDL、铁离子铁离子、VB12VB12、免疫球免疫球蛋白蛋白1、有被小窝和有被小泡、有被小窝和有被小泡（1 1）网格蛋白衣被小泡）网格蛋白衣被小泡A 三腿复合物 B 包被亚基 C网格蛋白小泡Clathrin coated vesicles网格衣被小泡的形态（2）衔接蛋白（）衔接蛋白（adaptin）（3）发动蛋白：）发动蛋白：一种一种GTP结合蛋白结合蛋白2、受体介导的、受体介导的LDL内吞作用内吞作用细胞质LDL颗粒颗粒LDL受体受体有被小窝有被小窝有被小泡有被小泡无被小泡无被小泡胞内体胞内体受体与大分