第五章++物质的跨膜运输ppt课件.ppt

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1、第五章物质的跨膜运输第一节膜转运蛋白和物质的跨膜运输第二节离子泵和协同转运第三节胞吞作用与胞吐作用1、被动运输2、主动运输3、胞吞胞吐作用物质的跨膜转运途径一、脂双层的不透性和膜转运蛋白二、被动运输三、主动运输第一节膜转运蛋白与物质的跨膜运输运输方式：自由扩散决定通透性大小的主要因素分子的大小和极性通过脂双层膜的转运特点1、脂双分子层具有疏水性：脂溶性、小的不带电荷的极性分子能直接通过；对大多数溶质和离子高度不通透。2、细胞膜上具有膜转运蛋白：一、脂双层的不透性和膜转运蛋白膜转运蛋白可分为两类：载体蛋白通道蛋白膜转运蛋白膜转运蛋白——载体蛋白具有转运的特异性，与特定的溶质分子

2、结合，通过构象改变介导溶质分子的跨膜转运具有酶的特点：具有饱和度、被竞争抑制、抑制剂抑制，对被转运的物质不做任何修饰。既能介导主动运输又能介导被动运输膜转运蛋白——通道蛋白不与被转运的物质结合，形成跨膜的亲水通道；非选择性的通道蛋白：允许适宜大小的分子和带电离子通过具有选择性的通道蛋白—离子通道特征：有离子选择性；转运速率高；没有饱和值；门控通道只介导被动运输电位门控配体门控压力门控二、被动运输指物质顺浓度梯度或电化学梯度的跨膜转运。不需要消耗代谢能量。包括简单扩散和协助扩散两种方式.1、简单扩散简单扩散：没有膜蛋白的协助，沿浓度梯度的物质跨膜转运方式不需要提供能量；通透性主

3、要取决于分子的大小和分子的极性。主要转运疏水的小分子、小的不带电荷的极性分子。水孔蛋白（水通道蛋白aquaporin,AQP）一般认为AQP是处于持续开放状态的对水分子高度特异的膜通道蛋白。水分子的转运不需要消耗能量，也不受门控机制影响。水分子通过AQP的移动方向完全由膜两侧的渗透压决定。水通道蛋白广泛表达于体液代谢活跃的组织细胞，在体内液体转运生理和病理中起主要作用。2、协助扩散协助扩散：在膜转运蛋白的协助下，顺浓度梯度或电化学梯度的物质转运方式不消耗物质代谢产生的能量。具有转运的特异性提高了物质转运速率膜转运蛋白：通道蛋白、载体蛋白主要转运各种极性分子和无机离子。被动运输

4、的结果是使膜两侧物质的浓度趋于相同。三、主动运输由膜转运蛋白介导，逆浓度差，需要消耗代谢能量的物质跨膜转运方式。具有转运特异性、转运最大速率消耗代谢能量膜转运蛋白：载体蛋白物质转运的能量来源被动运输：浓度或电化学梯度主动运输：ATP驱动泵耦联转运蛋白光驱动泵主动运输类型直接消耗ATP的主动运输：ATP驱动泵，通过水解ATP获得能量；间接消耗ATP的协同运输：耦联转运蛋白—能同时转运两种不同溶质，所利用的能量储存在一种溶质的电化学梯度中。光驱动泵：利用光能运输物质，见于细菌。主动运输根据能量来源可分为：第二节离子泵和协同转运ATP驱动泵偶联转运蛋白介导的协同转运一、ATP驱动的

5、主动运输都需要水解ATP提供能量;参与主动运输的载体蛋白常被称为泵。推动此类运输的蛋白质本身都是ATPase;ATP驱动泵ATP驱动泵P-型离子泵V-型质子泵F-型质子泵ABC超家族：主要转运小分子只转运离子1、P型泵通过自身磷酸化来转运离子的离子泵就叫做P-type。2个独立的α催化亚基,具有ATP结合位点,2个小的β亚基，通常起调节作用，在对离子的转运循环中依赖自磷酸化过程，导致构象的变化，实现离子的跨膜转运。Na+-K+泵钙泵10次跨膜的蛋白质；钙泵主要存在于细胞膜和内质网膜上，可以将钙离子输出细胞或泵入内质网腔，以维持细胞内低浓度的钙；每消耗一个ATP，转运两个钙离子

6、。a.一种是受激活的Ca2+-钙调蛋白（CAM）复合物的激活；b.一种是被蛋白激酶c激活。P型泵V型泵F型泵3、ABC型泵(ATP-bindingcassette)2、质子泵3、ABC型泵ABC转运器（ABCtransporter），最早发现于细菌，属于一个庞大而多样的蛋白家族，每个成员都含有两个高度保守的ATP结合区（ATPbindingcassette）故名ABC转运器。每一种转运器只转运一种或一类底物，但是其蛋白家族中具有能转运离子、氨基酸、核苷酸、多糖、多肽、甚至蛋白质的成员,ABC转运器还可催化脂双层的脂类在两层之间翻转，在膜的发生和功能维护上具有重要的意义。二、

7、协同运输是一类由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。Sugars,aminoacids,andotherorganicmoleculesintocells:Animalcells-----Sodiumions(Na+/K+ATPase)Plant,bacterium-----Protons(H+ATPase)物质跨膜运动所需要的直接能量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度，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。维持电化