物质的跨膜运输

第五章物质的跨膜运输 ●被动运输（passivetransport） ●主动运输（activetransport） ●胞吞作用（endocytosis）与胞吐作用（exocytosis）●物质的跨膜运输是细胞维持正常生命活动的基础之一。

当前第1页\共有35页\编于星期五\5点当前第2页\共有35页\编于星期五\5点被动运输（passivetransport）特点：运输方向、跨膜动力、能量消耗、膜转运蛋白类型：简单扩散、水孔蛋白、协助扩散膜转运蛋白：

载体蛋白（carrierproteins）——通透酶（permease）性质；

介导被动运输与主动运输。

通道蛋白（channelproteins）——具有离子选择性，转运速率高； 没有饱和值；离子通道是门控的；只介导被动运输。

类型：配体门通道（ligand-gatedchannel）

电压门通道（voltage-gatedchannel）

压力激活通道（stress-activatedchannel）离子载体（ionophore） -----包括可动离子载体和通道离子载体。

当前第3页\共有35页\编于星期五\5点简单扩散和渗透的比较当前第4页\共有35页\编于星期五\5点简单扩散与协助扩散的比较当前第5页\共有35页\编于星期五\5点(a)单亚基膜蛋白形成的通道;(b)多亚基膜蛋白形成的通道。

载体蛋白：通透酶当前第6页\共有35页\编于星期五\5点水孔蛋白的跨膜结构域

1998年，RoderickMacKinnon用X射线衍射技术获得了高分辨的钾通道图像,1991年,Agre发现水通道,二人共享2003年的诺贝尔化学奖当前第7页\共有35页\编于星期五\5点甲酸（formate）通道蛋白FocA结构与水通道蛋白结构高度相似但没有序列同源性的其他家族通道蛋白

。清华大学生命科学学院施一公教授领导的研究组合作解析了FocA的高分辨率结构，研究结果以Article的形式发表于Nature（）。当前第8页\共有35页\编于星期五\5点几种不同的门控离子通道当前第9页\共有35页\编于星期五\5点乙酰胆碱受体通道当前第10页\共有35页\编于星期五\5点钾电压门通道(4个亚基)

当前第11页\共有35页\编于星期五\5点内耳听觉毛细胞与应力激活通道当前第12页\共有35页\编于星期五\5点可动离子载体---缬氨霉素通道离子载体---短杆菌肽A离子载体当前第13页\共有35页\编于星期五\5点主动运输（activetransport）●特点：运输方向、能量消耗、膜转运蛋白当前第14页\共有35页\编于星期五\5点主动运输（activetransport）●类型：三种基本类型

由ATP直接提供能量的主动运输—

钠钾泵（结构与机制）维持渗透平衡

钙泵（Ca2+-ATP酶）

质子泵：P-型质子泵、V-型质子泵、H+-ATP酶

当前第15页\共有35页\编于星期五\5点主动运输三种主要类型当前第16页\共有35页\编于星期五\5点钠钾泵的结构当前第17页\共有35页\编于星期五\5点钠钾泵的机制当前第18页\共有35页\编于星期五\5点钙泵（Ca2+-ATP酶）当前第19页\共有35页\编于星期五\5点质子泵当前第20页\共有35页\编于星期五\5点主动运输（activetransport）协同运输（cotransport） 由Na+-K+泵（或H+-泵）与载体蛋白协同作用， 靠间接消耗ATP所完成的主动运输方式。

物质的跨膜转运与膜电位当前第21页\共有35页\编于星期五\5点在动物、植物细胞由载体蛋白介导的协同运输异同点的比较当前第22页\共有35页\编于星期五\5点动物小肠细胞对葡萄糖的吸收随着Na+的吸收当前第23页\共有35页\编于星期五\5点物质的跨膜转运与膜电位当前第24页\共有35页\编于星期五\5点胞吞作用（endocytosis）

与胞吐作用（exocytosis）

作用：完成大分子与颗粒性物质的跨膜 运输，又称膜泡运输或批量运输 （bulktransport）。属于主动运输。

●胞吞作用●胞吐作用当前第25页\共有35页\编于星期五\5点胞吞作用

●胞饮作用（pinocytosis）与吞噬作用（phagocytosis）。

胞饮作用与吞噬作用主要有三点区别●受体介导的内吞作用及包被的组装●胞内体（endosome）及其分选作用特

征内吞泡的大小转运方式内吞泡形成机制胞饮作用吞噬作用小于150nm大于250nm。连续发生的过程需受体介导的信号触发过程需要笼形蛋白形成包被

及接合素蛋白连接需要微丝及其结合蛋白的参与当前第26页\共有35页\编于星期五\5点胞饮作用（pinocytosis）当前第27页\共有35页\编于星期五\5点吞噬作用（phagocytosis）当前第28页\共有35页\编于星期五\5点受体介导的内吞作用当前第29页\共有35页\编于星期五\5点包被的组装当前第30页\共有35页\编于星期五\5点胞内体：是动物细胞内由膜包围的细胞器，其作用是传输由胞吞作用新摄入的物质到溶酶体被降解。受体具有不同的胞内体分选途径：①大部分受体返回它们原来的细胞膜结构域，如LDL的受体；②有些受体不能再循环而是最后进入溶酶体被消化，如与表皮生长因子结合的细胞表面受体；③有些受体被运至质膜不同的结构域，该过程称为跨细胞的转运，它通过内吞和外排相偶联，在细胞的一侧形成胞饮小泡穿越细胞质，另一侧使小泡中的物质释放出去。胞内体当前第31页\共有35页\编于星期五\5点

胞吐作用

●组成型的外排途径（constitutiveexocytosispathway）

所有真核细胞连续分泌用于质膜更新（膜脂、膜蛋白、胞外基质组分、营养或信号分子）

defaultpathway：除某些有特殊标志的駐留蛋白和调节型分泌泡外，其余蛋白的转运途径：粗面内质网→高尔基体→分泌泡→细胞表面

●调节型外排途径（regulatedexocytosispathway）

特化的分泌细胞储存——刺激——释放 产生的分泌物（如激素、粘液或消化酶）具有共同的分选机制，分选信号存在于蛋白本身，分选主要由高尔基体TGN上的受体类蛋白来决定。●膜流：动态过程对质