第五部分跨膜运输教学课件.ppt
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1、第五章 跨膜运输,MEMBRANE TRANSPORT,内容提要,第一节、被动运输 一、简单扩散 二、协助扩散 第二节 主动运输 一、钠钾泵 二、钙离子泵 三、质子泵,四、ABC 转运器 五、协同运输 第三节、膜泡运输的基本概念 一、吞噬作用 二、胞饮作用 三、外排作用 四、穿胞运输 五、胞内膜泡运输,估计细胞膜上与物质转运有关的蛋白占核基因编码蛋白的1530%,细胞用在物质转运方面的能量达细胞总消耗能量的2/3。 两类主要转运蛋白: 载体蛋白:又称做载体、通透酶和转运器。 通道蛋白:能形成亲水的通道,允许特定的溶质通过。,Membrane Transport Proteins,第一节 被动运
2、输,一、简单扩散,也叫自由扩散(free diffusion): 沿浓度梯度(或电化学梯度)扩散; 不需要提供能量; 没有膜蛋白协助。 通透性P=KD/t , K为分配系数, D为扩散系数,t为膜的厚度。,人工膜对各类物质的通透率: 脂溶性越高通透性越大; 小分子比大分子易透过; 非极性分子比极性容易透过; 极性不带电荷的小分子可透过人工脂双层; 人工膜对带电荷的物质,如离子是高度不通透的。,二、协助扩散,也称促进扩散(facilitated diffusion)。 特点: 转运速率高; 运输速率同物质浓度成非线性关系; 特异性;饱和性。 载体:离子载体、通道蛋白。,(一)离子载体(ionop
3、hore),疏水性小分子,可溶于双脂层。分为:可动离子载体和通道离子载体。,缬氨霉素能转运K+; DNP和FCCP可转运H+;离子霉素、A23187可转运钙离子。,短杆菌肽A,15个疏水氨基酸构成,2分子形成一跨膜通道,有选择的使单价阳离子如H+、Na+、K+按化学梯度通过。,Gramicidin A an antibiotic that acts as an ion pore.,(二)通道蛋白(channel protein),跨膜亲水性通道,允许特定离子顺浓度梯度通过,又称离子通道。 有些通道长期开放,如钾泄漏通道; 有些通道平时处于关闭状态,仅在特定刺激下才打开,称为门通道(电位门通道、
4、配体门通道、环核苷酸门通道、机械门通道)。,Ion Channels,-or-,1、配体门通道(ligand gated channel),特点:受体与细胞外的配体结合,引起通道构象改变, “门”打开,又称离子通道型受体。 分为阳离子通道,如乙酰胆碱受体;和阴离子通道,如氨基丁酸受体。 Ach受体由4种亚单位(2)组成。,Nicotinic acetylcholine receptor,Three conformation of the acetylcholine receptor,2、电位门通道(voltage gated channel),特点:膜电位变化可引起构象变化,“门”打开。 结构
5、:四聚体,每个单体跨膜6次。 Na+、K+、Ca2+电压门通道结构相似,由同一个远祖基因演化而来。,Voltage gated K+ channel,K+电位门有四个亚单位,每个亚基有6个跨膜螺旋(S1-S6) ,N和C端均位于胞质面。连接S5-S6段的发夹样折叠 (P区或H5区),构成通道内衬,大小允许K+通过。目前认为S4段是电压感受器,K+ channel,4th subunit not shown,Ion-channel linked receptors in neurotransmission,神经肌肉接点由Ach门控通道开放而出现终板电位时,可使肌细胞膜中的电位门Na+通道和K+通
6、道相继激活,出现动作电位;引起肌质网 Ca2+通道打开,Ca2+进入细胞质,引发肌肉收缩。,3、环核苷酸门通道,CNG结构与钠电位门通道相似。细胞内的C末端较长,有环核苷酸的结合位点。 分布于化学和光感受器中。 如气味分子与化学感受器中的G蛋白偶联型受体结合,激活腺苷酸环化酶,产生cAMP,开启cAMP门控阳离子通道,引起钠离子内流,膜去极化,产生神经冲动,最终形成嗅觉或味觉。,4、机械门通道,感受摩擦力、压力、牵拉力、重力、剪切力等。 目前比较明确的有两类机械门通道,一类对牵拉敏感,为2价或1价的阳离子通道,有Na+、K+、Ca2+,以Ca2+为主,几乎存在于所有的细胞膜。另一类对剪切力敏感
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