物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸?shù)诙?jié)

物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸?shù)诙?jié)第一頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期日四種類型的ATP驅(qū)動泵FourtypesoftransportATPases第二頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期日IonPump位置通透的離子功能P-type細(xì)菌、真菌、真核的細(xì)胞膜及細(xì)胞器膜H+，Na+K+，Ca2+消耗ATP使離子通過細(xì)胞膜(P是phosphorylation)V-type最先在真核的液泡上發(fā)現(xiàn)H+催化ATP水解,使溶質(zhì)通透并降低細(xì)胞器的pH值(V代表vacuole或vesicle)F-type線粒體內(nèi)膜、葉綠體類囊體膜、細(xì)菌的細(xì)胞膜H+主要用來合成ATP(F代表線粒體內(nèi)膜上的F1頭部和F0基部)ABC-transportor幾乎存在于任何膜上各種離子和小分子主要用來運(yùn)輸新陳代謝產(chǎn)物(ABC:ATP-bindingcassette)四種類型的ATP驅(qū)動泵FourtypesoftransportATPases第三頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期日Mitochondria:

OxidativePhosphorylation第四頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期日F-ATPasestructure第五頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期日P-type：利用ATPase亞基的磷酸化和去磷酸化發(fā)生構(gòu)象的改變來轉(zhuǎn)移離子。鈉鉀泵：由2個(gè)大亞基、2個(gè)小亞基組成的4聚體，實(shí)際上就是Na+-K+ATP酶，分布于動物細(xì)胞的質(zhì)膜。鈣泵：維持細(xì)胞內(nèi)較低的鈣離子濃度（細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度10-7M，細(xì)胞外10-3M）。分布于所有真核細(xì)胞的質(zhì)膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜。植物細(xì)胞膜上的H+泵、動物胃表皮細(xì)胞的H+-K+泵（分泌胃酸）。四種類型的ATP驅(qū)動泵FourtypesoftransportATPases第六頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期日Na+Cl-

A-K+

Membrane胞外胞內(nèi)離子的跨膜分布第七頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期日Na+-K+泵(Na+-K+ATP酶)功能：維持細(xì)胞內(nèi)低Na+高K+的離子環(huán)境第八頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期日Na+-K+泵工作原理第九頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期日鈣離子泵(Ca2+泵)功能：在肌質(zhì)網(wǎng)內(nèi)儲存Ca2+調(diào)節(jié)肌細(xì)胞的收縮與舒張第十頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期日ABC轉(zhuǎn)運(yùn)器(ABCtransporter):最早發(fā)現(xiàn)于細(xì)菌，屬于一個(gè)龐大的蛋白家族，每個(gè)成員都有兩個(gè)高度保守的ATP結(jié)合區(qū)（ATPbindingcassette），故名ABC轉(zhuǎn)運(yùn)器。每一種ABC轉(zhuǎn)運(yùn)器只轉(zhuǎn)運(yùn)一種或一類底物，不同的轉(zhuǎn)運(yùn)器可轉(zhuǎn)運(yùn)離子、氨基酸、核苷酸、多糖、多肽、甚至蛋白質(zhì)。四種類型的ATP驅(qū)動泵FourtypesoftransportATPases第十一頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期日MammalianMDR1protein第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的真核細(xì)胞的ABC轉(zhuǎn)運(yùn)器是多藥抗性蛋白（multidrugresistanceprotein,MDR），約40%患者的癌細(xì)胞內(nèi)該基因過度表達(dá)。ABC轉(zhuǎn)運(yùn)器還與病原體對藥物的抗性有關(guān)。MDR利用水解ATP的能量將各種藥物從細(xì)胞質(zhì)內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外第十二頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期日離子梯度驅(qū)動的物質(zhì)運(yùn)輸（也稱為協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)）第十三頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期日協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)是一類靠間接消耗ATP完成的主動運(yùn)輸方式。物質(zhì)跨膜運(yùn)動所需要的能量來自膜兩側(cè)離子的電化學(xué)濃度梯度，而維持這種電化學(xué)勢的是鈉鉀泵或質(zhì)子(H+)泵。動物細(xì)胞中常常利用膜兩側(cè)Na+濃度梯度來驅(qū)動。植物細(xì)胞，動物細(xì)胞內(nèi)膜以及細(xì)菌常利用H+濃度梯度來驅(qū)動。根據(jù)物質(zhì)運(yùn)輸方向與離子沿濃度梯度的轉(zhuǎn)移方向，協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)又可分為：同向協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)（symport）與反向協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)（antiport）。第十四頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期日同向協(xié)同（symport）物質(zhì)運(yùn)輸方向與離子轉(zhuǎn)移方向相同。如小腸和腎上皮細(xì)胞對葡萄糖的吸收伴隨著Na+的進(jìn)入。在某些細(xì)菌中，乳糖的吸收伴隨著H+的進(jìn)入。反向協(xié)同（antiport）物質(zhì)跨膜運(yùn)動的方向與離子轉(zhuǎn)移的方向相反，如動物細(xì)胞常通過Na+/H+反向協(xié)同運(yùn)輸?shù)姆绞絹磙D(zhuǎn)運(yùn)H+，以調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的pH值。還有一種機(jī)制是Na+驅(qū)動的Cl--HCO3-交換，即Na+與HCO3-的進(jìn)入伴隨著Cl-和H+的外流，如存在于紅細(xì)胞膜上的帶3蛋白。協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)第十五頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期日單向運(yùn)輸同向協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)反向協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)第十六頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期日1.葡萄糖載體利用Na+梯度驅(qū)動葡萄糖運(yùn)輸協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)：例子1第十七頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期日2.乳糖透性酶利用H+梯度驅(qū)動乳糖的運(yùn)輸協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)：例子2第十八頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期日動物細(xì)胞與植物細(xì)胞中同向轉(zhuǎn)運(yùn)的異同Na+濃度梯度來驅(qū)動H+濃度梯度來驅(qū)動第十九頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期日內(nèi)容提要第一節(jié)、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白與物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸一、脂雙層的不透性和膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白二、被動運(yùn)輸與主動運(yùn)輸?shù)诙?jié)、離子泵和協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)一、P-型離子泵二、V-型離子泵和F-型離子泵三、ABC超家族四、協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)五、離子跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)與膜電位第三節(jié)、胞吞作用與胞吐作用一、胞飲作用與吞噬作用二、受體介導(dǎo)的胞吞作用三、胞吐作用第二十頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期日物質(zhì)通過細(xì)胞質(zhì)膜的3種轉(zhuǎn)運(yùn)途徑1.被動運(yùn)輸：簡單擴(kuò)散:疏水小分子、不帶電的極性小分子;

協(xié)助擴(kuò)散:極性分子和無機(jī)離子。需要特異性的膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的協(xié)助。2.主動運(yùn)輸：

ATP驅(qū)動泵:P、V、F型3種離子泵,只轉(zhuǎn)運(yùn)離子；

ABC超家族，運(yùn)輸小分子。耦聯(lián)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白:同向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白;

反向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。光驅(qū)動泵:主要在細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)3.胞吞與胞吐作用：第二十一頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期日膜泡運(yùn)輸?shù)幕靖拍钫婧思?xì)胞通過胞吞作用（endocytosis）和胞吐作用（exocytosis）完成大分子與顆粒性物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸。在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，質(zhì)膜內(nèi)陷，形成包圍細(xì)胞外或細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的囊泡(vesicle)，因此又稱膜泡運(yùn)輸(vesiculartransport)?？梢酝瑫r(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)一種或多種大分子與顆粒性物質(zhì)，也稱為批量運(yùn)輸(bulktransport)。屬于主動運(yùn)輸。第二十二頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期日細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)各個(gè)部分之間的物質(zhì)傳遞也通過膜泡運(yùn)輸方式進(jìn)行。如從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體；高爾基體到溶酶體等。胞內(nèi)膜泡運(yùn)輸?shù)诙?，共三十三頁，編輯?023年，星期日胞吞作用第二十四頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期日胞吞作用的類型

根據(jù)胞吞泡(endocyticvesicle)的大小和胞吞物質(zhì)，分為：胞飲作用（pinocytosis）與吞噬作用（phagocytosis）；根據(jù)胞吞的物質(zhì)是否有專一性，分為：非特異性的胞吞作用和受體介導(dǎo)的胞吞作用。第二十五頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期日胞飲作用與吞噬作用主要有三點(diǎn)區(qū)別胞吞作用的類型特征胞吞泡的大小轉(zhuǎn)運(yùn)方式胞吞泡形成機(jī)制胞飲作用小于150nm連續(xù)發(fā)生的過程需要網(wǎng)格蛋白形成包被及接合素蛋白連接吞噬作用大于250nm需受體介導(dǎo)的信號觸發(fā)過程需要微絲及其結(jié)合蛋白的幫助第二十六頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期日胞吞作用的類型

根據(jù)胞吞泡(endocyticvesicle)的大小和胞吞物質(zhì)，分為：胞飲作用（pinocytosis）與吞噬作用（phagocytosis）；根據(jù)胞吞的物質(zhì)是否有專一性，分為：非特異性的胞吞作用和受體介導(dǎo)的胞吞作用。第二十七頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期日受體介導(dǎo)的胞吞作用受體介導(dǎo)的胞吞作用是一種選擇性濃縮機(jī)制。低密脂蛋白、運(yùn)鐵蛋白、生長因子、胰島素等蛋白類激素、糖蛋白等，都是通過受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用進(jìn)行的。

第二十八頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期日通過網(wǎng)格蛋白有被小泡介導(dǎo)的選擇性運(yùn)輸示意圖接合素蛋白網(wǎng)格蛋白有被小泡第二十九頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期日當(dāng)網(wǎng)格蛋白衣被小泡形成時(shí)，可溶性GTP結(jié)合蛋白dynamin聚集在小泡頸部組裝成環(huán)，將小泡柄部的膜盡可能地拉近（小于1.5nm），從而導(dǎo)致膜融合，掐斷（pinchoff）衣被小泡。第三十頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期日網(wǎng)格蛋白衣被小泡的形成第三十一頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期日網(wǎng)格蛋白衣被小泡的組成網(wǎng)格蛋白（clathrin）由3個(gè)重鏈和3個(gè)輕鏈組成，形成一個(gè)具有3個(gè)曲臂的形狀。許多網(wǎng)格蛋白的曲臂部分交織在一起，形成一個(gè)具有5邊形網(wǎng)孔的衣被小泡。第三十二頁，共三