细胞膜的功能二大分子跨膜运输

细胞膜的功能二大分子跨膜运输第1页，共43页，2023年，2月20日，星期二一、内吞作用（一）吞噬作用

（二）吞饮作用

（三）受体介导的内吞作用二、外吐作用三、运输小泡的类型第2页，共43页，2023年，2月20日，星期二内吞作用endocytosis又称入胞作用，是通过质膜的变形运动将细胞外物质转运入细胞内的过程。

一、内吞作用第3页，共43页，2023年，2月20日，星期二endocytosis第4页，共43页，2023年，2月20日，星期二根据入胞物质的不同大小以及入胞机制的不同可分为三类:

（一）吞噬作用（phagocytosis

）（二）吞饮作用（pinocytosis

）（三）受体介导的内吞作用一、内吞作用第5页，共43页，2023年，2月20日，星期二（一）吞噬作用1、吞入物通常是较大的颗粒,如微生物或较大的细胞残片;2、形成的囊泡叫吞噬体,直径一般大于250nm。3、吞噬作用只限于几种特殊的细胞类型，如变形虫和一些单细胞的真核生物通过吞噬作用从周围环境中摄取营养。在大多数高等动物细胞中,吞噬作用是一种保护措施而非摄食的手段。第6页，共43页，2023年，2月20日，星期二（一）吞噬作用4、吞噬是一种需要信号触发的过程。吞噬细胞表面有特化的受体,被激活的受体向细胞内传递吞噬信号。5、吞噬作用需要微丝及其结合蛋白的帮助.第7页，共43页，2023年，2月20日，星期二第8页，共43页，2023年，2月20日，星期二巨噬细胞正在吞噬衰老的红细胞第9页，共43页，2023年，2月20日，星期二1、吞入的物质通常是液体或溶解物。细胞外基质中存在的任何分子和颗粒都可以通过吞饮作用被细胞吞入。2、所形成的小囊泡的直径小于150nm。3、吞饮作用通常是从膜上的特殊区域开始的,形成一个小窝，最后形成一个小泡。4、是一种非选择性的连续摄取细胞外基质中液滴的过程。5、需要网格蛋白的帮助。

（二）吞饮作用第10页，共43页，2023年，2月20日，星期二吞饮作用和吞噬作用的区别类别物质胞吞泡的大小转运方式胞吞泡形成机制吞饮作用溶液小于150nm连续的过程网格蛋白和接合素蛋白吞噬作用大颗粒大于250nm受体介导的信号触发过程微丝和结合蛋白第11页，共43页，2023年，2月20日，星期二（三）受体介导的内吞作用

receptor-mediatedendocytosis

一种特殊类型的内吞作用，主要是用于摄取特殊的生物大分子。大约有50种以上的不同蛋白，包括激素、生长因子、淋巴因子和一些营养物都是通过这种方式进入细胞。

第12页，共43页，2023年，2月20日，星期二（三）受体介导的内吞作用

receptor-mediatedendocytosis被吞入的物质首先同细胞质膜的受体蛋白结合,同受体结合的物质称为配体(ligand)。配体即是经受体介导被内吞的特异性大分子。第13页，共43页，2023年，2月20日，星期二配体(ligand)同受体结合的物质称为配体。配体即是经受体介导被内吞的特异性大分子。配体可分为四大类:Ⅰ.营养物,如转铁蛋白、低密度脂蛋白(LDL)等;Ⅱ.有害物质,如某些细菌;Ⅲ.免疫物质,如免疫球蛋白、抗原等;Ⅳ.信号物质,如胰岛素等多种肽类激素等。

第14页，共43页，2023年，2月20日，星期二受体介导内吞的基本过程

①配体与膜受体结合形成一个小窝(pit);②小窝逐渐向内凹陷，然后同质膜脱离形成一个有被小泡;③有被小泡的外被很快解聚,形成无被小泡,即初级内体;④初级内体与溶酶体融合,吞噬的物质被溶酶体的酶水解。

第15页，共43页，2023年，2月20日，星期二第16页，共43页，2023年，2月20日，星期二1、胎儿摄入抗体的过程2、机体清除有害物质的过程3、特异摄取胆固醇的过程（三）受体介导的内吞作用receptor-mediatedendocytosis第17页，共43页，2023年，2月20日，星期二胎儿血管胚胎卵黄囊衬细胞1、胎儿摄入抗体的过程第18页，共43页，2023年，2月20日，星期二2、机体清除有害物质的过程肝细胞含半乳糖末端的糖蛋白半乳糖受体含半乳糖末端的糖蛋白经过受体介导的入胞作用进入肝脏细胞被溶酶体清除第19页，共43页，2023年，2月20日，星期二3、特异摄取胆固醇的过程胆固醇是动物细胞质膜的基本成份,也是固醇类激素的前体。由于胆固醇是疏水性分子,它在血液中是以大的脂蛋白的颗粒被运输的。根据脂蛋白的密度分为四种类型:极低密度的脂蛋白(verylow-densitylipoprotein,VLDL)中等密度脂蛋白(intermediatedensitylipoprotein,IDL)低密度脂蛋白(LDL)高密度脂蛋白(highdensitylipoprotein,HDL)第20页，共43页，2023年，2月20日，星期二各种密度脂蛋白的电镜照片第21页，共43页，2023年，2月20日，星期二LDL的结构

LDL是一种球形颗粒的脂蛋白，直径为22nm,核心是1500个胆固醇酯；外面由800个磷脂和500个未酯化的胆固醇分子包裹,由于外被脂分子的亲水头露在外部，使LDL能够溶于血液中；最外面有一个相对分子质量为55kDa的蛋白，叫辅基蛋白(apolipoproteinB-100),它能够与特定细胞的表面受体结合。

第22页，共43页，2023年，2月20日，星期二LDL颗粒结构示意图第23页，共43页，2023年，2月20日，星期二第24页，共43页，2023年，2月20日，星期二LDL受体蛋白

LDL受体蛋白是一个单链的单次跨膜糖蛋白,由839个氨基酸组成,跨膜区为22个疏水的氨基酸。LDL受体蛋白合成后被运输到细胞质膜,即使没有相应配体的存在,LDL受体蛋白也会在细胞质膜集中浓缩并形成被膜小窝,当血液中有LDL颗粒,可立即与LDL的apoB-100结合形成LDL-受体复合物。第25页，共43页，2023年，2月20日，星期二第26页，共43页，2023年，2月20日，星期二受体介导的LDL内吞过程第27页，共43页，2023年，2月20日，星期二

二、外吐作用外吐作用(exocytosis),也称细胞的分泌活动。动植物细胞将在粗面内质网上合成而又非内质网组成部分的蛋白和脂通过小泡运输的方式经过高尔基体的进一步加工和分选运送到细胞内相应结构、细胞质膜以及细胞外的过程称为细胞的分泌。

第28页，共43页，2023年，2月20日，星期二

二、外吐作用分泌活动可以分为两种∶一种为分泌的物质主要是供细胞内使用;另一种是要通过与细胞质膜的融合进入细胞质膜或运输到细胞外。第29页，共43页，2023年，2月20日，星期二细胞分泌活动的过程

细胞分泌活动是非常重要的生命现象，整个过程涉及三道关卡，这三道关卡，严格地控制着产品的质量。内质网：相当于生产基地。高尔基体：相当于产品的精加工和质量检测分配部门。细胞质膜：相当于海关。第30页，共43页，2023年，2月20日，星期二细胞的分泌与内吞作用

第31页，共43页，2023年，2月20日，星期二1、组成型分泌（固有分泌）constitutivepathwayofsecretion2、调节型分泌（诱导型分泌）regulatedpathwayofsecretion细胞分泌的两种形式蛋白质从内质网经高尔基体到细胞表面的物质运输是通过运输小泡和外吐作用不断进行的。这种分泌活动分为两种类型，组成型和调节型。

第32页，共43页，2023年，2月20日，星期二组成型和调节型分泌活动

第33页，共43页，2023年，2月20日，星期二组成型分泌途径运输小泡持续不断地从高尔基体运送到细胞质膜，并立即与膜融合，将运输泡中的蛋白质释放到细胞外；此过程不需要信号的触发,它存在于所有类型的细胞中。组成型分泌途径从内质网经高尔基体到细胞表面的物质运输是自动地进行的。给细胞外提供酶、生长因子和细胞外基质成分，以及为细胞质膜提供膜整合蛋白和膜脂。组成型分泌小泡通常称为运输泡(transportvesicles)。是由高尔基体反面网络对组成型分泌蛋白的识别分选后形成的。

第34页，共43页，2023年，2月20日，星期二调节型分泌途径见于某些特化的细胞，如内分泌细胞。在这些细胞中,调节型分泌小泡成群地聚集在质膜下，只有在外部信号的触发下，质膜产生胞内信使后才和质膜融合，分泌内容物。调节型途径中形成的小泡称为分泌泡(secretoryvesicles)。调节型分泌有两个特点:一是具有选择性;二是具有浓缩作用,可使被运输的物质浓度提高200倍。

第35页，共43页，2023年，2月20日，星期二三、运输小泡的类型

在细胞分泌和内吞过程中,从膜上形成的小泡通常由不同的蛋白质包被，因此称为被膜小泡(coatedvesicles),有三种类型的被膜小泡。（一）网格蛋白小泡(clathrin-coatedvesicle）（二）COPⅡ被膜小泡(COPⅡcoatedvesicle)（三）COPⅠ被膜小泡(COPⅠcoatedvesicle)第36页，共43页，2023年，2月20日，星期二（一）网格蛋白小泡从反面高尔基体网络出芽形成的选择性的分泌小泡,包括溶酶体酶运输小泡,以及细胞质膜中由受体介导的内吞作用形成的内吞泡都是由网格蛋白参与形成的网格蛋白小泡。这些小泡的表面都包裹一层聚合的网格蛋白。网格蛋白小泡参与反面高尔基体和质膜之间的选择性分泌和内吞活动。第37页，共43页，2023年，2月20日，星期二网格蛋白(clathrin)

网格蛋白(clathrin)是一种进化上高度保守的蛋白质，由相对分子质量为180kDa的重链和相对分子质量为35～40kDa的轻链组成二聚体,三个二聚体形成包被的基本结构单位--三联体骨架(triskelion),称为三腿蛋白(three-leggedprotein)。许多三腿复合物再组装成六边形或五边形网格结构,即包被亚基,然后由这些网格蛋白亚基组装成披网格蛋白小泡。

第38页，共43页，2023年，2月20日，星期二网格蛋白的三腿复合物网格蛋白包被亚基披网格蛋白小泡

第39页，共43页，2023年，2月20日，星期二衔接蛋白

有被小泡的另一类重要蛋白——衔接蛋白（调节素），为多亚基复合物，能识别跨膜蛋白受