医学细胞生物学（中山大学）4细胞膜与物质的跨膜运输.pptVIP

2) Ca2+泵： Ca2+-ATP酶 同样有磷酸化和去磷酸化过程，并改变构象，每水解1分子ATP，逆浓度梯度转出细胞或泵人肌浆网2个Ca2+ 肌浆网是肌细胞特化的内质网，是Ca2+储存场所 小分子穿膜运输 （2）V -型质子泵（V-class proton pump） 主要指存在于真核细胞的膜性酸性区室（如网格蛋白有被小泡、内体、溶酶体、高尔基复合体、分泌泡及植物细胞液泡膜上）的H+ -泵。 V-型质子泵也是由多个穿膜和胞质侧亚基组成，其作用是利用ATP水解供能，将H+ 从胞质基质中逆H+ 电化学梯度转运。 （3）F-型质子泵（F-class proton pump） 主要存在于细菌质膜、线粒体内膜和叶绿体膜中，它使H+ 顺浓度梯度运动 。（也称H+ - ATP合成酶） 小分子穿膜运输 （4）ABC转运体（ABC transports） ABC转运体是一类以ATP供能的运输蛋白，ABC超家族是哺乳类细胞膜上磷脂、胆固醇、肽、亲脂性药物和其他小分子的运输蛋白。 小分子穿膜运输 2. 协同运输 细胞主动运输建立膜两侧的各种离子浓度梯度，储存了膜两侧的势能，此势能可供细胞运输其它溶质分子 协同运输(cotransport)：由Na+-K+泵（或H+泵）与载体蛋白协同作用，间接消耗ATP完成的主动运输方式 此种跨膜运输的直接动力来自膜两侧的离子电化学梯度，这种梯度是Na+-K+泵等消耗ATP维持的 若溶质运输方向与Na+顺电化学梯度转移方向相同，为共运输；反之为对向运输 小分子穿膜运输 （1）共运输：是两种溶质分子以同一方向的穿膜运输 小肠上皮细胞转运葡萄糖入血示意图 肠腔中的葡萄糖逆浓度梯度跨小肠上皮细胞膜的运输，是通过Na+/葡萄糖协同运输蛋白进行的。 运输蛋白在质膜外表面结合2个Na+和1个葡萄糖，当Na+顺浓度梯度进入细胞时，葡萄糖就利用其中的势能逆浓度梯度进入细胞。 小分子穿膜运输 小分子穿膜运输 （2）对向运输： 是由同一种膜蛋白将两种不同的离子或分子分别向膜的相反方向的穿膜运输过程。 脊椎动物都有Na+ 驱动的对向运输载体，如 Na+-H+交换载体，此载体藕联Na+ 顺浓度梯度流进与H+ 泵出，从而清除细胞代谢过程产生的过多H+，胞内pH上升 在真核细胞中还有阴离子载体，称“Cl--HCO3-交换器”，在调节细胞内pH方面 起重要作用，泵出HCO3-，胞内pH下降，配合胃壁细胞的H+-K+ 泵。 * （三）离子通道高效转运各种离子 各种带电离子，借助膜上的 通道蛋白 穿膜 已发现100余种通道蛋白，跨膜转运各种离子，也称“离子通道” 1. 离子通道的特点： ① 只介导被动运输，通道是双向的，离子的净通量取决于电化学梯度，通道蛋白不与溶质结合 ② 离子通道 对被转运离子的大小和所带电荷 有高度选择性 ③ 转运效率高，通道允许106~108个特定离子/秒通过，比最快效率的载体蛋白高1000倍 ④ 离子通道不是持续开放，受到“闸门”控制 小分子穿膜运输 2. 离子通道的类型 根据通道门控机制不同和通透离子的种类，分为三大类： 1. 配体门控通道 与细胞外特定配体结合，构象改变，允许某种离子快速跨膜扩散 典型代表：烟碱型乙酰胆碱受体——五聚体梅花状通道结构 介导Na + 、K + 、Ca + 小分子穿膜运输 乙酰胆碱受体模式图 2. 电压门控通道 膜电位的改变是控制电压门控通道开放与关闭直接因素 此类通道蛋白分子部分基团对膜电位改变敏感，构象改变打开通道，开放时间只有几毫秒，随即自发关闭； 主要分布在：神经元、肌细胞、腺上皮细胞等（包括：钾通道、钙通道、钠通道、氯通道） 3. 应力激活通道 通道蛋白感受应力改变构象，通道开放，离子跨膜，引起膜电位改变，产生电信号。 如内耳毛细胞顶部的听毛：受到声波振动而弯曲，应力门控通道开放，离子跨膜进入毛细胞，声波信号传递给神经元。 小分子穿膜运输 小分子穿膜运输 神经-肌接头处离子通道协同活动 神经-肌接头处离子通道协同活动 ① 神经冲动使神经末梢细胞膜去极化→电压门控Ca2+通道开放→细胞外Ca2+涌入细胞→胞内突触小泡释放乙酰胆碱至突触间隙 ② 乙酰胆碱结合突触后膜的乙酰胆碱受体→通道开放，Na+流入肌细胞→肌细胞膜局部去极化 ③ 肌细胞去极化诱发膜上电压门控Na+通道开放→大量Na+涌入肌细胞，使整个肌细胞膜进一步去极化 ④ 肌细胞膜的去极化使肌浆网上Ca2+通道开放→Ca2+大量释放到胞质→肌原纤维收缩 小分子穿膜运输 （四）水通道介导水的快速转运 水通道的分类 目前发现哺乳动物水通道蛋白（水孔蛋白）家族已有11个成员（AQP0～AQP10）——对水、甘油、尿素等有通透性。 2. 水通道蛋白的结构