医学课件物质的跨膜运输与信号传递

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1、第五章物质的跨膜运输与信号传递物质的跨膜运输细胞通讯与信号传递第一节物质的跨膜运输被动运输（passivetransport）主动运输（activetransport）胞吞作用（endocytosis）胞吐作用（exocytosis）一、被动运输概念：被动运输（passivetransport）是通过简单扩散或协助扩散实现物质由高浓度向低浓度方向的跨膜运转。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（simplediffusion）协助扩散（facilitateddiffusion）（一）简单扩散(simplediffusion)1.概念：又称为自由扩散

2、（freediffusion），是疏水小分子或小的不带电荷的极性分子，不需要能量也不需要膜蛋白参与的跨膜运输方式。2.特点：①沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散；②不需要提供能量；③没有膜蛋白的协助。某种物质对膜的通透性（P）可以根据它在水和油中的分配系数（K）及扩散系数（D）来计算：P=KD/t（t为膜的厚度）(小的非极性分子)游离的无机离子疏水分子(大的非极性分子)概念：也称促进扩散，是极性分子和无机离子在膜转运蛋白协助下顺浓度梯度（或电化学梯度）的跨膜运输。特点：①转运速率高；②存在最大转运速率；③有膜转运蛋白参与，有特异性。膜转运蛋白是指镶嵌在膜上和物质运输有关的跨膜蛋白。分为载体蛋白

3、（carrierprotein.可介导被动和主动运输）和通道蛋白（channelprotein.只介导被动运输）。（二）协助扩散(facilitateddiffusion)简单扩散运输通道运输载体被动运输主动运输浓度梯度1.载体蛋白（carrierprotein）及其功能载体蛋白（carrierprotein）是在生物膜上普遍存在的多次跨膜蛋白分子。可以和特定的溶质分子结合，通过构象改变介导溶质的主动和被动跨膜运输。图示载体蛋白通过构象改变介导溶质被动运输的模型相同点：①特异性，有特异的结合位点；②有饱和动力曲线；③受抑制剂的影响。不同点：①可改变过程的平衡点；②不对溶质分子作任何共价修饰

4、。载体蛋白和酶的异同点：2.通道蛋白（channelprotein）(1)概念：通道蛋白（channelprotein）是横跨质膜的亲水性通道，允许适当大小的分子和带电荷的离子顺梯度通过，又称为离子通道。(2)特征：①具有离子选择性(对离子的大小和电荷有高度选择性)；②离子通道是门控的(其活性由通道开或关两种构象调节)。(3)类型：电压门通道（voltage-gatedchannel）配体门通道（ligand-gatedchannel）压力激活通道（stress-activatedchannel）A.电压门通道B.配体门通道C.压力激活通道二、主动运输概念：主动运输（activetrans

5、port）是指由载体蛋白介导的物质逆浓度梯度（或化学梯度）的由浓度低的一侧向浓度高的一侧的跨膜运输方式。特点：①运输方向；②膜转运蛋白；③消耗能量。主动运输所需能量的来源主要有：1.ATP直接提供能量2.ATP间接提供能量3.光能驱动偶联转运蛋白ATP驱动泵光驱动泵电化学梯度(一)ATP直接提供能量驱动的主动运输—钠钾泵（Na+-K+-ATP酶）结构和作用机制作用：①维持细胞的渗透性，保持细胞的体积；②维持低Na+高K+的细胞内环境，维持细胞的静息电位。寡糖Na+-K+泵的结构1.钠钾泵（Na+-K+-ATP酶）的结构2.Na+-K+泵的作用机制(二)ATP直接提供能量驱动的主动运输—钙泵

6、（Ca2+-ATP酶）;.质子泵：P-型质子泵、V-型质子泵、H+-ATP酶（或F–型）;ABC转换器1.钙泵（Ca2+-ATP酶）Ca2+-ATP酶主动运输的构象变化模型2.质子泵可分为三种:3.ABC转换器哺乳动物多药抗性蛋白1协同运输（cotransport）是一类靠间接提供能量完成的主动运输方式。物质跨膜运动所需要的能量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度，而维持这种电化学势的是钠钾泵或质子泵。动物细胞中常常利用膜两侧Na+浓度梯度来驱动，植物细胞和细菌常利用H+浓度梯度来驱动。根据物质运输方向与离子沿浓度梯度的转移方向，协同运输又可分为：同向协同（symport）与反向协同（antip

7、ort）。1.概念：协同运输（cotransport）是指一种物质的运输伴随另一种物质的运输。它是一类靠间接提供能量完成的主动运输方式。2.能量：钠钾泵或质子泵通过消耗ATP产生膜两侧的电化学浓度梯度，驱动协同运输的进行。动物细胞中常常利用膜两侧Na+浓度梯度来驱动，植物细胞和细菌常利用H+浓度梯度来驱动。3.类型：共运输（同向协同（symport））对运输（反向协同（antiport））(三)ATP间接提供能量的主动运