载体蛋白和通道蛋白的区别,生理功能和特性

1、载体蛋白和通道蛋白的区别，生理功能和特性载体蛋白和通道蛋白许多学生把通道蛋白和载体蛋白混淆，他们是包含关系还是并列关系？如何理解物质转运通过通道蛋白的是易化扩散？它们的生理功能和特性如何？需要对它们进行比较和拓展。01载体蛋白是几乎所有类型的生物膜上普遍存在的多次跨膜蛋白分子。每种载体蛋白能与特定的溶质分子结合，通过一系列构象的改变介导溶质分子跨膜转运。载体蛋白相当于结合在细胞膜上的酶，有特异性结合位点，可与底物（溶质）发生暂时的、可逆性的结合和分离，且一种特异性载体只转运一种类型的分子或离子；转运过程类似于酶与底物作用的饱和动力学曲线，因此有人将载体蛋白称为通透酶。绝大多数物质无法自由通过生

2、物膜，许多水溶性分子（如离子、葡萄糖、氨基酸等）需要载体蛋白的帮助才能进行跨膜运输。物质的被动转运易化扩散和主动转运都需要载体蛋白的协助，区别在于，被动转运不需要ATP提供能量。易化扩散示意图高述度离子或分子低浓度离子说分子载体蛋白的运输具有专一性和饱和性。专一性指一种载体蛋白在细胞内外物质进行运输时只能对应地运送唯一的一种或性质非常相近的一类物质；饱和性指细胞膜上的载体蛋白数量有限，在运输过程中当所有载体蛋白都已承担相应的运输任务时，运输的速度不再因其他条件而加快。02通道蛋白是一类跨越细胞膜双分子层的蛋白质，它所介导的被动运输不需要溶质分子与其结合，而是横跨膜形成亲水通道，允许大小适宜的分

3、子和带电离子通过。这些通道可分为两大类：离子通道和水通道。1.离子通道目前发现的通道蛋白已有100余种。离子通道有两个显著的特征：一是具有离子选择性。离子通道对被转运的离子的大小和电荷都有高度的选择性，而且转运速度高，可达106个离子/s,其速率是已知的任何一种载体蛋白的最快速率的1000倍以上。驱动带电荷的离子跨膜转运的净驱动力来自两种力的合力，一种是溶质的浓度梯度，另一种是跨膜电位差，这种净驱动力构成离子跨膜的电化学梯度，这种梯度决定离子跨膜的被动运输的方向。第二个特征是离子通道是门控的，即离子通道的活性由通道的开或关两种构象所调节。并通过通道开关应答各种信号。多数情况下，离子通道呈关闭状

4、态，只有在膜电位变化、化学信号或压力刺激后，才开启形成跨膜的离子通道。因此离子通道又区分为电压力通道，配体门通道和压力激活通道。离子通道示意图AI粗圧门控型Bg酗控型D压力渺活型电压门控性离子通道又称电压依赖性或电压敏感性离子通道，因膜电位变化而开启和关闭，以最容易通过的离子命名，如钾、钠、钙、氯通道四种主要类型，各型又分若干亚型。配体门控性离子通道又称化学门控性离子通道，由递质与通道蛋白质受体分子上的结合位点结合而开启，以递质受体命名，如乙酰胆碱受体通道、谷氨酸受体通道、门冬氨酸受体通道等非选择性阳离子通道一系由配体作用于相应受体而开放，同时允许钠、钙或钾通过。机械门控性离子通道又称机械敏感

5、性离子通道，是一类感受细胞膜表面应力变化，实现胞外机械信号向胞内转导的通道，根据通透性分为离子选择性和非离子选择性通道，根据功能作用分为张力激活型和张力失活型离子通道。例如，含羞草和动物内耳毛细胞膜上有这样的离子通道。2.水通道水是一种特别的物质，水分子虽然不溶于脂，并且具有极性，但也很容易通过膜。长期以来普遍认为细胞内外的水分子是以简单扩散的方式透过脂双层膜的。后来发现某些细胞在低渗溶液中对水的通透性很高，这很难以简单扩散来解释。AB水分胯过ifl胞胆的逮径A单个水分子谨过膜弟取井子层犷議或通过水通道例如，将红细胞移入低渗溶液中，很快吸水膨胀而溶血，而水生动物的卵母细胞在低渗溶液中不膨胀。因

6、此人们推测水的跨膜转运除了简单扩散外还存在着某种特殊的机制，并提出了水通道的概念。匕水甘集流趣过*孔蛋白畴威的水睡道直到1988年美国的科学家阿格雷(P.Agre)成功将构成水通道的蛋白质分离出来，从而证实了水通道的存在。离子通道生理功能离子通道与神经信息的传递、神经系统和肌肉方面的疾病密切相关。（1）提高细胞内钙浓度，从而触发肌肉收缩、细胞兴奋、腺体分泌、钙依赖性离子通道开放和关闭、蛋白激酶的激活和基因表达的调节等一系列生理效应。（2）在神经、肌肉等兴奋性细胞，钠和钙通道主要调控去极化，钾主要调控复极化和维持静息电位，从而决定细胞的兴奋性、不应性和传导性。（3）调节血管平滑肌舒缩活动，其中有

7、钾、钙、氯通道和某些非选择性阳离子通道与参与。（4）参与突触传递，乙酰胆碱受体就是一种离子通道。（5）维持细胞正常体积，在高渗环境中，离子通道和转运系统激活使钠、氯和水分进入细胞内而调节细胞体积增大。在低渗环境中，钠、氯和水分流出细胞而调节细胞体积减少。离子通道特性（1）选择性一种通道优先让某种离子通过，而另一些离子则不容易通过该种通道的特性。例如钠通道开放时，钠离子可通过，而钾离子则不能通过。驱动带电荷的离子跨膜转运的净驱动力来自两种力的合力，一种是溶质的浓度梯度，另一种是跨膜电位差，这种净驱动力构成离子跨膜的电化学梯度，这种梯度决定离子跨膜的被动运输的方向。（2）开关性离子通道存在两种状态

8、，即开放和关闭状态。多数情况时，离子通道是关闭的，只在一定的条件下开放。通道由关闭状态转为开放的过程称为激活，由开放转为关闭状态的过程称为失活。通道的开放与激活过程有一定的速率，通常很快，以毫秒（ms）计算。（3）转运速率比载体蛋白高（4）无饱和性通道蛋白转运示意图03试题1：下列关于受体蛋白和通道蛋白的叙述中，错误的是（）乙酰胆碱的受体可以存在于除神经以外的其它细胞乙酰胆碱的受体能控制Na+的通透性通道蛋白在发挥作用时，其形状会发生改变由通道蛋白参与的物质转运是细胞最重要的吸收或排出物质的方式解析：乙酰胆碱的受体可以存在于除神经以外的其它细胞，如肌肉细胞，A正确；乙酰胆碱的受体能控制Na+的通透性，引起突触后膜的电位变化，B正确；通道蛋白在发挥作用时，其形状会发生改变，使物质分子通过，C正确；通道蛋白运输物质的方式为易化扩散，不是细胞最重要的吸收或排出物质的方式，主动转运才是，D错误。故答案为D。试题2：1988年，阿格雷成功地分离了存在于细胞膜上一种膜蛋白，该膜蛋白具有水通道的功能.离子通道是细胞膜上的另一种通道，细胞通过电位变化发出信号，控制离子通道的瞬间开放.离子通道是由蛋白质复合物构成，一种离子通道只允许一种离子通过.下列说法正确的是()离子通道运输离子具有选择性水通道运输水分时需要消耗能量水通道的基本组成单位是核苷酸离