《医学细胞生物学》本科课件04章 细胞膜与物质的穿膜运输.pptVIP

（二）主动运输是载体蛋白逆浓度梯度的耗能运输 主动运输是载体蛋白介导的物质逆电化学梯度、由 低浓度一侧向高浓度一侧进行的穿膜转运方式。 根据主动运输过程中利用能量的方式不同，可分为 ATP驱动泵（由ATP直接提供能量）和协同运输（ ATP间接提供能量）两种主要类型。 1. ATP驱动泵 ATP驱动泵都是穿膜蛋白，它们在膜的胞质侧具有一个或多个ATP结合位点，能够水解ATP使自身磷酸化，利用ATP水解所释放的能量将被转运分子或离子从低浓度向高浓度转运，所以常称之为“泵” 根据泵蛋白的结构和功能特性，可分为4类：P-型离子泵，V-型质子泵，F-型质子泵和ABC转运体。前3种只转运离子，后一种主要转运小分子 P-型离子泵 V-型质子泵 F-型质子泵 ABC转运体 （1）P-型离子泵（P-class ion pump） P型离子泵都有2个独立的大亚基（α亚基），具有ATP结合位点，绝大多数还具有2个小的β亚基 在泵工作过程中，形成磷酸化中间体，“P”代表磷酸化，故名P-型离子泵 所有有机体都是依靠P型离子泵穿膜转运阳离子 动物细胞的Na+-K+泵、Ca2+泵和哺乳类胃腺壁细胞（parietal cells）上的H＋-K＋泵等都属于此种类型 Na+-K+泵： 由2个α亚基（大亚基）和2个β亚基（小亚基）组成 水解一个ATP分子，可向细胞外输出3个Na+，转入2个K+ 具有维持渗透压平衡、保持细胞容积恒定、产生和维持膜电位等功能 2. 协同运输 是一类由Na+-K+泵（或H+泵）与载体蛋白协同作用，间接消耗ATP所完成的主动运输方式 根据溶质分子运输方向与顺电化学梯度转移的离子（Na+或H+）方向的关系，可分为共运输（symport）与对向运输（antiport） 小肠上皮细胞顶端质膜中的Na+/葡萄糖协同运输蛋白，运输2 Na+的同时转运1个葡萄糖分子，使胞质内产生高葡萄糖浓度；质膜基底面和侧面的葡萄糖易化扩散运输蛋白，转运葡萄糖离开细胞，形成葡萄糖的定向转运。Na+-K+泵将回流到细胞质中的Na+转运出细胞，维持Na+穿膜浓度梯度 壁细胞分泌盐酸时其质膜上多种转运蛋白的协同作用 （三）离子通道高效转运各种离子 离子通道的特点 ： 介导被动运输 对离子有高度选择性 转运速率高 多数离子通道不持续开放，受“闸门”控制 离子通道的类型： 配体门控通道 电压门控通道 应力激活通道 （1）配体门控通道 离子通道型受体，与细胞外的特定配体结合后，发生构象改变，将“门”打开，允许某种离子快速穿膜扩散 乙酰胆碱受体模式图 神经-肌接头处的离子通道协同活动示意图 （2）电压门控通道 通道蛋白分子结构中存在着一些对膜电位改变敏感的基团或亚单位，可诱发通道蛋白构象的改变，从而将“门”打开，使一些离子顺浓度梯度自由扩散通过细胞膜 电压门控通道主要存在于可兴奋细胞，如神经元、肌细胞及腺上皮细胞等 （3）应力激活通道 通道蛋白感受应力而改变构象，开启通道使“门”打开，离子通过亲水通道进入细胞，引起膜电位变化，产生电信号。 如内耳毛细胞具有感受声波震动的应力激活通道 （四）水通道介导水的快速转运 1.水通道蛋白的分类 细胞膜上由水孔蛋白（aquaporin，AQP）形成的专一性转运水分子的通道。 目前发现哺乳动物水通道蛋白家族已有11个成员（AQP0～AQP10）。 AQP1、2、4、5、6、0：专一性通透水分子 AQP3、7、9、10：通透水及甘油尿素等中小分子 AQP8：功能尚不明确 2.水通道蛋白的结构 水通道在质膜上是由四个对称排列的圆筒状亚基包绕而成的四聚体，每个亚基的中心存在一个只允许水分子通过的中央孔，孔的直径约0.28nm，稍大于水分子直径。 3.水通道对水分子的筛选机制 AQP1中央孔通道的直径（0.28nm）限制了比水分子大的分子通过 AQP1中央孔通道内溶质结合位点的控制 水通道的特点 持续开放的膜通道蛋白 转运速度快，水分子移动方向完全由膜两侧的渗透压差决定 目 录 第四章 细胞膜与物质穿膜运输 1 第三节 大分子和颗粒物质的穿膜运输 2 一、胞吞作用 3 二、胞吐作用 4 大分子和颗粒物质被运输时并不直接穿过细胞膜，都是由膜包围形成囊泡，通过一系列膜囊泡的形成和融合来完成转运过程，故称为小泡运输 （vesicular transport） 细胞摄入大分子或颗粒物质的过程称为胞吞作用 （endocytosis） 细胞排出大分子或颗粒物质的过程称为胞吐作用 （exocytosis） 一、胞吞作用 （一）吞噬作用 吞噬细胞摄入颗粒性物质的过程 。由几种特殊细胞 完成 ，如中性粒细胞、单核细胞及巨噬细胞等 （二）胞饮作用