細(xì)胞膜的分子生物學(xué)物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸

物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸

（MembraneTransport）綜合細(xì)胞課程大綱學(xué)時(shí)分配本文檔共78頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分本章目錄小分子物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)簡單擴(kuò)散易化擴(kuò)散主動運(yùn)輸大分子物質(zhì)的囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)胞吞和胞吐本文檔共78頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分第一節(jié)小分子物質(zhì)

的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)一、小分子

極性小分子和離子：H2O，陰離子CL-

陽離子Na+,K+,Mg+,Ca2+,H+

非極性小分子：O2，CO2,乙醇，尿素，

類固醇激素

其他：甘油，葡萄糖，氨基酸本文檔共78頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分細(xì)胞膜是選擇性半透膜，對離子選擇性通透，產(chǎn)生了細(xì)胞內(nèi)外的電位差，用以傳導(dǎo)電信號。小分子物質(zhì)通過細(xì)胞膜的轉(zhuǎn)運(yùn)主要有三種方式

簡單擴(kuò)散（simplediffusion）

易化擴(kuò)散（facilitateddiffusion）

主動運(yùn)輸（activetransport）半透膜知識鏈接本文檔共78頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分㈠簡單擴(kuò)散（simplediffusion）/被動擴(kuò)散

影響因素：分子量越小脂溶性越強(qiáng)非極性比極性分子過脂雙層膜速率越快

特點(diǎn)：①沿濃度梯度擴(kuò)散高-低②不需要細(xì)胞提供代謝能量③不需要膜蛋白的協(xié)助人工膜鏈接本文檔共78頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分二、易化擴(kuò)散/幫助擴(kuò)散/協(xié)助擴(kuò)散也稱促進(jìn)擴(kuò)散（facilitateddiffusion）。特點(diǎn)：①轉(zhuǎn)運(yùn)速率高；②運(yùn)輸速率同物質(zhì)濃度成非線性關(guān)系；③特異性；④飽和性。載體：離子載體、通道蛋白。

本文檔共78頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分㈡膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白

——小分子跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的載體或通道

載體蛋白(carrierprotein)

被動轉(zhuǎn)運(yùn)（passive）順濃度梯度或電化學(xué)梯度

主動運(yùn)輸（active）逆濃度梯度或電化學(xué)梯度通道蛋白(channelprotein)

被動轉(zhuǎn)運(yùn)更多載體鏈接本文檔共78頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分易化擴(kuò)散運(yùn)輸速率同物質(zhì)濃度成非線性關(guān)系人工細(xì)胞膜的選擇性通透本文檔共78頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分簡單擴(kuò)散通道蛋白載體蛋白主動運(yùn)輸被動運(yùn)輸電化學(xué)梯度本文檔共78頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分載體蛋白（carrierprotein）載體蛋白（carrierprotein）是在生物膜上普遍存在的多次跨膜蛋白分子。可以和特定的溶質(zhì)分子結(jié)合，通過構(gòu)象改變介導(dǎo)溶質(zhì)的主動和被動跨膜運(yùn)輸。紅細(xì)胞膜上的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)本文檔共78頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分1.載體蛋白介導(dǎo)的被動轉(zhuǎn)運(yùn)(易化擴(kuò)散)

⑴特點(diǎn)——類似于酶-底物反應(yīng)

①結(jié)合溶質(zhì)分子具有特異性②結(jié)合溶質(zhì)分子具有飽和性達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)速率最大(Vmax)③每種載體對各自溶質(zhì)均有一結(jié)合常數(shù)(Km)

即V＝1／2Vmax時(shí)溶質(zhì)的濃度④結(jié)合可被競爭性或非競爭性抑制劑阻斷不同點(diǎn):載體蛋白對被轉(zhuǎn)運(yùn)溶質(zhì)無共價(jià)修飾

可改變過程的平衡點(diǎn)；本文檔共78頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分⑵不同的運(yùn)輸形式

單向運(yùn)輸（uniport）協(xié)同運(yùn)輸（coupledtransport）

同向運(yùn)輸（symport）

對向運(yùn)輸（antiport）

本文檔共78頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分各種協(xié)同運(yùn)輸形式配體們通道本文檔共78頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分2.載體蛋白介導(dǎo)的主動運(yùn)輸主動運(yùn)輸（activetransport）是指由載體蛋白介導(dǎo)的物質(zhì)逆濃度梯度（或化學(xué)梯度）的由濃度低的一側(cè)向濃度高的一側(cè)的跨膜運(yùn)輸方式。

主動運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)是：①可以逆濃度梯度（逆化學(xué)梯度）運(yùn)輸；②需要消耗細(xì)胞代謝能量（由ATP直接供能）或與釋放能量的過程偶聯(lián)（協(xié)同運(yùn)輸）；③都有載體蛋白。本文檔共78頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分

能量來源

ATP驅(qū)動的泵通過水解ATP獲得能量協(xié)同運(yùn)輸中的離子梯度動力本文檔共78頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分⑴Na+-k+泵

ATP直接供能對向運(yùn)輸（antiport）

將Na+逆電化學(xué)梯度運(yùn)出細(xì)胞將k+逆電化學(xué)梯度運(yùn)入細(xì)胞其動力是自身ATP水解供能—Na+-k+-ATP酶本文檔共78頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分本文檔共78頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分由2個(gè)大亞基、2個(gè)小亞基組成的4聚體。Na+-K+ATP酶通過磷酸化和去磷酸化過程發(fā)生構(gòu)象的變化，導(dǎo)致與Na+、K+的親和力發(fā)生變化。鈉鉀泵的一個(gè)特性是他對離子的轉(zhuǎn)運(yùn)循環(huán)依賴自磷酸化過程。總的結(jié)果是每一循環(huán)消耗一個(gè)ATP；轉(zhuǎn)運(yùn)出三個(gè)Na+，轉(zhuǎn)進(jìn)兩個(gè)K+。Na+-K+泵作用是：①維持細(xì)胞的滲透性，保持細(xì)胞的體積；②維持低Na+高K+的細(xì)胞內(nèi)環(huán)境，維持細(xì)胞的靜息電位。靜息電位動作電位本文檔共78頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分鈉鉀泵機(jī)制本文檔共78頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分（2）鈣泵（Ca2+-ATP酶）ATP直接供能通常細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度（10-7M）顯著低于細(xì)胞外鈣離子濃度（10-3M），這種濃度差由鈣泵維持。位置：質(zhì)膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上每分解一個(gè)ATP分子，泵出2個(gè)Ca2+。例：肌質(zhì)網(wǎng)（sarcoplasmicreticulum）上的鈣離子泵，肌細(xì)胞膜去極化后引起肌質(zhì)網(wǎng)上的鈣離子通道打開，大量鈣離子進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，引起肌肉收縮之后由鈣離子泵將鈣離子泵回肌質(zhì)網(wǎng)。本文檔共78頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分動作電位引發(fā)肌肉收縮的關(guān)鍵是胞質(zhì)內(nèi)Ca2+濃度的瞬間變化。肌細(xì)胞的動作電位激活肌膜上的L型鈣通道并激活ryanodine受體而釋放鈣?！?】肌膜上的動作電位沿肌膜和由肌膜延續(xù)形成的T管膜傳播，并激活T管膜和肌膜上的L型通道?！?】激活的L型鈣通道激活JSR膜上的ryanodine受體（PYR），使JSR內(nèi)的Ca2+釋放入胞質(zhì)，胞質(zhì)內(nèi)的鈣濃度由靜息時(shí)的不足0.1umol/L升高到1-10umol/L?！?】胞質(zhì)內(nèi)Ca2+濃度的升高促使Ca2+與TnC結(jié)合并引發(fā)肌肉收縮?！?】胞質(zhì)內(nèi)的Ca2+濃度升高激活LSR膜上的鈣泵，鈣泵將胞質(zhì)中的Ca2+逆濃度梯度回收入肌質(zhì)網(wǎng)。本文檔共78頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分本文檔共78頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分（3）質(zhì)子泵（H＋泵）

ATP直接供能

存在位置：溶酶體膜上作用方式：從胞質(zhì)中主動將H＋輸入溶酶體本文檔共78頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分⑷離子梯度驅(qū)動的主動轉(zhuǎn)運(yùn)(同向)本文檔共78頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分⑸離子梯度驅(qū)動的主動轉(zhuǎn)運(yùn)(對向)

——調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)pHNa+-H+交換載體Cl--HCO3-交換載體例：紅細(xì)胞膜bandⅢ蛋白Na+與HCO3-的進(jìn)入伴隨著Cl-和H+的外流呼吸的全過程本文檔共78頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分3、通道蛋白（channelprotein）通道蛋白（channelprotein）是橫跨質(zhì)膜的親水性通道，允許適當(dāng)大小的分子和帶電荷的離子順梯度通過，又稱為離子通道。特征：一是離子通道具有選擇性；二是離子通道是門控的。

本文檔共78頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分機(jī)制在膜上特異性刺激控制下，閘門短暫地開放，隨即關(guān)閉。配體閘門通道：信號分子電壓閘門通道：跨膜電位變化各種門通道圖解鏈接本文檔共78頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分本文檔共78頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分載體蛋白既可介導(dǎo)易化擴(kuò)散，也可介導(dǎo)逆濃度梯度或電化學(xué)梯度的主動運(yùn)輸。通道蛋白只能介導(dǎo)順濃度梯度或電化學(xué)梯度的被動運(yùn)輸。本文檔共78頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分大分子物質(zhì)的囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)

——胞吞和胞吐

本文檔共78頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分囊泡以出芽方式從細(xì)胞的一種內(nèi)膜細(xì)胞器脫離后又與另一內(nèi)膜細(xì)胞器發(fā)生融合，這一轉(zhuǎn)運(yùn)過程稱為囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)。根據(jù)物質(zhì)的運(yùn)輸方向：胞吞作用（endocytosis）

胞吐作用（exocytosis）共同特點(diǎn)：雙向、特異、有序、化學(xué)修飾本文檔共78頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分㈠細(xì)胞胞吞作用的兩種形式：胞吞作用消耗能量,屬于細(xì)胞膜的主動運(yùn)輸吞噬（phagocytosis）由專門的吞噬細(xì)胞完成,大的顆粒,直徑>250nm，最終到達(dá)溶酶體被降解。吞飲（pinocytosis）攝入液體和小溶質(zhì)分子進(jìn)行消化，直徑<150nm。本文檔共78頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分吞噬過程吞飲過程本文檔共78頁；當(dāng)前第33頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分本文檔共78頁；當(dāng)前第34頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分★受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用

——受體-配體結(jié)合而引發(fā)的吞飲作用【1】特點(diǎn)①所攝入的大分子在質(zhì)膜上有特異受體②內(nèi)吞由大分子配體與其受體的識別、結(jié)合而激發(fā)③受體配體復(fù)合物聚集于質(zhì)膜的有被小窩內(nèi)，由有被小泡送至內(nèi)體。本文檔共78頁；當(dāng)前第35頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分胞吞泡的形成：配體和受體結(jié)合網(wǎng)格蛋白聚集有被小窩去被的囊泡和胞內(nèi)體融合有被小泡胞內(nèi)體是動物細(xì)胞內(nèi)由膜包圍的細(xì)胞器，其作用是傳輸由胞吞作用攝入的物質(zhì)到溶酶體中被降解。受體介導(dǎo)的胞吞作用溶酶體過程本文檔共78頁；當(dāng)前第36頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分受體介導(dǎo)的胞吞作用網(wǎng)格蛋白衣被小泡是最早發(fā)現(xiàn)的衣被小泡，介導(dǎo)高爾基體到內(nèi)體、溶酶體、植物液泡的運(yùn)輸，以及質(zhì)膜到內(nèi)膜區(qū)隔的膜泡運(yùn)輸。本文檔共78頁；當(dāng)前第37頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分大分子物質(zhì)運(yùn)輸中的三種有被小泡【1】網(wǎng)格蛋白（clathrin）【a】冷凍蝕刻技術(shù)發(fā)現(xiàn)，有被小凹和小泡上的外被呈網(wǎng)格樣結(jié)構(gòu)，這種物質(zhì)由幾種蛋白組成，其中一種就是網(wǎng)格蛋白?！綽】網(wǎng)格蛋白在進(jìn)化上高度保守，分子由3條大肽鏈和3條小肽鏈形成三足結(jié)構(gòu)，許多三足結(jié)構(gòu)再組裝成六邊形或五邊形的網(wǎng)格樣結(jié)構(gòu)?！綾】網(wǎng)格蛋白位于轉(zhuǎn)運(yùn)小泡的表面，大大提高了小泡的表面張力。網(wǎng)格蛋白(clathrin)即籠形蛋白

【1】Clathrin網(wǎng)格蛋白即籠形蛋白；【2】COPI；【3】COPII高爾基體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體高爾基體→溶酶體質(zhì)膜→內(nèi)體本文檔共78頁；當(dāng)前第38頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分籠形蛋白衣被小泡的形態(tài)

籠形蛋白的結(jié)構(gòu)，A電鏡照片，B分子模型，C衣被模型引自MolecularBiologyoftheCell.4thed.2002網(wǎng)格蛋白（clathrin）/籠形蛋白本文檔共78頁；當(dāng)前第39頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分籠形衣被小泡的組成

Clathrin衣被小泡的掐斷過程引自MolecularBiologyoftheCell.4thed.2002COPII衣被小泡的組裝引自JuanS.Bonifacino等2004KDEL序列鏈接KDEL信號序列本文檔共78頁；當(dāng)前第40頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分SNAREs的作用是保證識別的特異性和介導(dǎo)運(yùn)輸小泡與目標(biāo)膜的融合，動物細(xì)胞中已發(fā)現(xiàn)20多種SNAREs，分別分布于特定的膜上，位于運(yùn)輸小泡上的叫作v-SNAREs，位于靶膜上的叫作t-SNAREs（右上圖）。v-SNAREs和t-SNAREs都具有一個(gè)螺旋結(jié)構(gòu)域，能相互纏繞形成跨SNAREs復(fù)合體（trans-SNAREscomplexes，右上圖），并通過這個(gè)結(jié)構(gòu)將運(yùn)輸小泡的膜與靶膜拉在一起，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸小泡特異性停泊和融合。實(shí)驗(yàn)證明包含了SNARE的脂質(zhì)體和包含匹配SNARE的脂質(zhì)體間可發(fā)生融合，盡管速度較慢。這說明除了SNARE之外，還有其他的蛋白參與運(yùn)輸泡與目的膜的融合。t-和v-SNARE引自MolecularBiologyoftheCell.4thed.2002SNARE復(fù)合體鏈接本文檔共78頁；當(dāng)前第41頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分【2】

COPI衣被小泡負(fù)責(zé)回收、轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。起初發(fā)現(xiàn)于高爾基體碎片，在含有ATP的溶液中溫育時(shí)，能形成非籠形蛋白包被的小泡。【3】

COPII主要介導(dǎo)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的物質(zhì)運(yùn)輸。最早發(fā)現(xiàn)于酵母ER在ATP存在的細(xì)胞質(zhì)液中溫育時(shí)，ER膜上能形成類似于COPI的衣被小泡，酵母COPII衣被蛋白的變異體，會在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中積累蛋白質(zhì)。

COPI和COPII衣被小泡引自MolecularBiologyoftheCell.4thed.2002本文檔共78頁；當(dāng)前第42頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分不同類型受體的胞內(nèi)體的分選途徑：（1）返回原來的質(zhì)膜結(jié)構(gòu)域，重新發(fā)揮受體的作用；（2）進(jìn)入溶酶體中被消化掉，稱為受體下行調(diào)節(jié)；（3）被運(yùn)至質(zhì)膜的不同結(jié)構(gòu)域，稱為跨細(xì)胞的轉(zhuǎn)運(yùn)。受體介導(dǎo)的內(nèi)吞更多參考知識鏈接本文檔共78頁；當(dāng)前第43頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分㈡細(xì)胞胞吐作用1.胞吐作用的途徑⑴結(jié)構(gòu)性途徑(constitutivepathwayofsecretion)

分泌蛋白合成后立即包裝入高爾基復(fù)合體的分泌囊泡中，然后被迅速帶到細(xì)胞膜處排出。⑵調(diào)節(jié)性途徑(regulatedpathwayofsecretion)

細(xì)胞分泌的蛋白，儲存于特定的分泌囊泡中，只有當(dāng)

接受細(xì)胞外信號（如激素）時(shí)，分泌囊泡才移至細(xì)胞膜處，與其融合將分泌物排出。外排作用鏈接本文檔共78頁；當(dāng)前第44頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分2.基本過程3.結(jié)構(gòu)性分泌途徑幾乎存在于所有細(xì)胞中調(diào)節(jié)性途徑主要存在于特化的分泌細(xì)胞中4.胞吐作用消耗能量,屬于細(xì)胞膜的主動運(yùn)輸5.功能補(bǔ)充質(zhì)膜更新所需的物質(zhì)分泌各種分子本文檔共78頁；當(dāng)前第45頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分本文檔共78頁；當(dāng)前第46頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分外排作用鏈接

本文檔共78頁；當(dāng)前第47頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分思考題小分子物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)有哪些？什么叫簡單擴(kuò)散？什么叫易化擴(kuò)散？什么叫主動運(yùn)輸？大分子物質(zhì)的囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)有哪些？什么叫胞吞和胞吐？什么叫協(xié)同運(yùn)輸？參考答案參考答案參考答案參考答案參考答案參考答案參考答案本文檔共78頁；當(dāng)前第48頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分綜合細(xì)胞課程大綱學(xué)時(shí)分配序號內(nèi)容學(xué)時(shí)按排小計(jì)備注1細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)22細(xì)胞膜與細(xì)胞連接I

23細(xì)胞膜與細(xì)胞連接II24細(xì)胞骨架與細(xì)胞運(yùn)動25細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)

46線粒體27細(xì)胞核和染色體28細(xì)胞周期218本文檔共78頁；當(dāng)前第49頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分人工膜滲透（osmosis）的含義則是指水分子以及溶劑通過半透性膜的擴(kuò)散。返回第5頁本文檔共78頁；當(dāng)前第50頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分含羞草展開與收縮受電位-門控通道的控制（a）由單亞基膜蛋白形成的通道；（b）由多亞基蛋白形成的通道。返回27頁各種門通道圖解本文檔共78頁；當(dāng)前第51頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分聽覺毛狀細(xì)胞的機(jī)械敏感門通道作用原理紅細(xì)胞質(zhì)膜載體蛋白促進(jìn)葡萄糖擴(kuò)散示意圖水通道蛋白（aquaporin）促進(jìn)擴(kuò)散與簡單擴(kuò)散的動力學(xué)比較返回27頁本文檔共78頁；當(dāng)前第52頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分衣被小泡的類型與功能表

衣被類型GTP酶組成與銜接蛋白運(yùn)輸方向Clathrin網(wǎng)格蛋白即籠形蛋白

ArfClathrin重鏈與輕鏈，AP2質(zhì)膜→內(nèi)體Clathrin重鏈與輕鏈，AP1高爾基體→內(nèi)體Clathrin重鏈與輕鏈，AP3高爾基體→溶酶體高爾基體→植物液泡COPIArfCOPαββ’γδεζ高爾基體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)COPIISar1Sec23/Sec24復(fù)合體，Sec13/31復(fù)合體，

Sec16，Sec12內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體返回42頁返回38頁本文檔共78頁；當(dāng)前第53頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分SNARE復(fù)合體返回41頁SNARE復(fù)合體的解離本文檔共78頁；當(dāng)前第54頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分受體介導(dǎo)的內(nèi)吞細(xì)胞的內(nèi)吞可分為兩類，批量內(nèi)吞（Bulk-phaseendocytosis）和受體介導(dǎo)的內(nèi)吞(Receptormediatedendocytosis,RME)，批量內(nèi)吞是非特異性的攝入細(xì)胞外物質(zhì)，如培養(yǎng)細(xì)胞攝入辣根過氧化物酶。細(xì)胞表面的內(nèi)陷（caveolae）是發(fā)生非特異性內(nèi)吞的部位。受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用是一種選擇濃縮機(jī)制，既可保證細(xì)胞大量地?cái)z入特定的大分子，同時(shí)又避免了吸入細(xì)胞外大量的液體。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。返回43頁本文檔共78頁；當(dāng)前第55頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分受體介導(dǎo)的內(nèi)吞衣被小窩（coatedpits）是質(zhì)膜向內(nèi)凹陷的部位，約占肝細(xì)胞和成纖維細(xì)胞膜表面積的2%。受體大量集中于此處，凹陷的胞質(zhì)側(cè)具有大量的籠形蛋白和銜接蛋白，類似的結(jié)構(gòu)也存在于高爾基體的TGN區(qū)。受體在衣被小窩處的集中與是否結(jié)合配體無關(guān)。衣被小窩就相當(dāng)一個(gè)分子過濾器（molecularfilter），幫助細(xì)胞獲取所需要的大分子物質(zhì)。運(yùn)輸小泡的衣被中，除籠形蛋白外，還有銜接蛋白（adaptin）。它介于籠形蛋白與配體受體復(fù)合物之間，起連接作用。銜接蛋白存在有不同的種類，可分別結(jié)合不同類型的受體?？缒な荏w蛋白的胞質(zhì)端有一個(gè)由4個(gè)氨基酸殘基組成的序列（Tyr-X-X-Φ），此序列是發(fā)生內(nèi)吞作用的信號，X表示任何一種氨基酸，Φ為分子較大的疏水氨基酸，如Phe、Leu、Met等，銜接蛋白對此序列有識別能力。受體同配體結(jié)合后啟動內(nèi)化作用，籠形蛋白開始組裝。在dynamin的作用下掐斷后形成衣被小泡（coatedvesicles）。衣被小泡進(jìn)入胞質(zhì)后，衣被蛋白隨即脫去，分子返回到質(zhì)膜下方，重又參與形成新的衣被小泡。其過程和高爾基體的TGN區(qū)形成溶酶體小泡的過程相似。返回43頁本文檔共78頁；當(dāng)前第56頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分受體介導(dǎo)的內(nèi)吞膽固醇主要在肝細(xì)胞中合成，隨后與磷脂和蛋白質(zhì)形成低密脂蛋白（low-densitylipoproteins，LDL），釋放到血液中。LDL顆粒的質(zhì)量為3X106Da，直徑20~30nm，芯部含有大約1500個(gè)膽固醇分子，這些膽固醇分子被酯化成長鏈脂肪酸。芯部周圍由一脂單層包圍，脂單層包含磷脂分子和未酯化的膽固醇以及一個(gè)非常大的單鏈糖蛋白質(zhì)(apolipoproteinB-100)，這個(gè)蛋白質(zhì)分子可以和靶膜上的受體結(jié)合（見下頁圖）。返回43頁本文檔共78頁；當(dāng)前第57頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分LDL的結(jié)構(gòu)

當(dāng)細(xì)胞進(jìn)行膜合成需要膽固醇時(shí)，細(xì)胞即合成LDL跨膜受體蛋白，并將其嵌插到質(zhì)膜中。受體與LDL顆粒結(jié)合后，形成衣被小泡；進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)的衣被小泡隨即脫掉籠形蛋白衣被，成為平滑小泡，同早期內(nèi)體融合，內(nèi)體中PH值低，使受體與LDL顆粒分離；再經(jīng)晚期內(nèi)體將LDL送人溶酶體。在溶酶體中，LDL顆粒中的膽固醇酯被水解成游離的膽固醇而被利用（見左下圖）。細(xì)胞對膽固醇的利用具有調(diào)節(jié)能力，當(dāng)細(xì)胞中的膽固醇積累過多時(shí)，細(xì)胞即停止合成自身的膽固醇，同時(shí)也關(guān)閉了LDL受體蛋白的合成途徑，暫停吸收外來的膽固醇。有的人因?yàn)長DL受體蛋白編碼的基因有遺傳缺陷，造成血液中膽固醇含量過高（圖6-17B），因而會過早地患動脈粥樣硬化癥（atherosclerosis），這種人往往因易患冠心病而英年早逝。clathrin衣被的組裝，異常的受體不能形成包含貨物的運(yùn)輸小泡返回43頁本文檔共78頁；當(dāng)前第58頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分受體介導(dǎo)的內(nèi)吞LDL的內(nèi)吞受體介導(dǎo)的內(nèi)吞引自MolecularBiologyoftheCell.4thed.2002返回43頁本文檔共78頁；當(dāng)前第59頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分受體介導(dǎo)的內(nèi)吞在受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用過程中，不同類型的受體具有不同的胞內(nèi)體分選途徑：①大部分受體返回它們原來的質(zhì)膜結(jié)構(gòu)域，如LDL受體又循環(huán)到質(zhì)膜再利用；②有些受體不能再循環(huán)而是最后進(jìn)入溶酶體，在那里被消化，如與表皮生長因子（epidermalgrowthfactor，EGF）結(jié)合的細(xì)胞表面受體，大部分在溶酶體被降解，從而導(dǎo)致細(xì)胞表面EGF受體濃度降低，稱為受體下行調(diào)節(jié)（receptordown-regulation）；③有些受體被運(yùn)至質(zhì)膜不同的結(jié)構(gòu)域，該過程稱作穿胞運(yùn)輸（transcytosis，圖6-19）。在具有極性的上皮細(xì)胞，這是一種將內(nèi)吞作用與外排作用相結(jié)合的物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)方式，即轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)通過內(nèi)吞作用從上皮細(xì)胞的一側(cè)被攝人細(xì)胞，再通過外排作用從細(xì)胞的另一側(cè)輸出。如母鼠的抗體從血液通過上皮細(xì)胞進(jìn)入母乳中，乳鼠腸上皮細(xì)胞將抗體攝人體內(nèi)，都是通過跨細(xì)胞的轉(zhuǎn)運(yùn)完成的。返回43頁本文檔共78頁；當(dāng)前第60頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分穿胞運(yùn)輸引自MolecularBiologyoftheCell.4thed.2002返回43頁本文檔共78頁；當(dāng)前第61頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分外排作用與細(xì)胞的內(nèi)吞作用相反，外排作用是將細(xì)胞內(nèi)的分泌泡或其他某些膜泡中的物質(zhì)通過細(xì)胞質(zhì)膜運(yùn)出細(xì)胞的過程。組成型的外排途徑（constitutiveexocytosispathway）：所有真核細(xì)胞都有從高爾基體TGN區(qū)分泌囊泡向質(zhì)膜運(yùn)輸?shù)倪^程，其作用在于更新膜蛋白和膜脂、形成質(zhì)膜外周蛋白、細(xì)胞外基質(zhì)、或作為營養(yǎng)成分和信號分子。調(diào)節(jié)型外排途徑（regulatedexocytosispathway）：分泌細(xì)胞產(chǎn)生的分泌物（如激素、粘液或消化酶）儲存在分泌泡內(nèi)，當(dāng)細(xì)胞在受到胞外信號刺激時(shí)，分泌泡與質(zhì)膜融合并將內(nèi)含物釋放出去。調(diào)節(jié)型的外排途徑存在于特化的分泌細(xì)胞。其蛋白分選信號存在于蛋白本身，由高爾基體TGN上特殊的受體選擇性地包裝為運(yùn)輸小泡。組成型的外排途徑通過defaultpathway完成蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)過程。在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中合成的蛋白質(zhì)除了某些有特殊標(biāo)志的蛋白駐留在ER或高爾基體中或選擇性地進(jìn)入溶酶體和調(diào)節(jié)性分泌泡外，其余的蛋白均沿著粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→分泌泡→細(xì)胞表面這一途徑完成其轉(zhuǎn)運(yùn)過程。返回44頁本文檔共78頁；當(dāng)前第62頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分KDEL信號序列內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和功能蛋白羧基端的一個(gè)四肽序列：Lys-Asp-Glu-Leu-COO-，即KDEL信號序列。這段序列在高爾基體的膜上有相應(yīng)的受體，一旦進(jìn)入高爾基體就會被高爾基體上的受體結(jié)合，形成回流小泡被運(yùn)回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，所以將該序列稱為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留信號。如Bip就帶有KDEL信號，它是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的分子伴侶，如果從Bip上除去這種信號，Bip蛋白就會分泌出來；如果將KDEL信號加到別的分泌蛋白上，這種蛋白也就變成了滯留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的蛋白質(zhì)。返回40頁KDEL信號及其受體維持ER蛋白的穩(wěn)定本文檔共78頁；當(dāng)前第63頁；編輯于星期二\5點(diǎn)37分KDEL信號序列返回40頁內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔蛋白的羧基端都有KDEL信號序列，是ER滯留信號。KDEL受體主要位于高爾基體的順面膜囊和ER到高爾基體順面運(yùn)輸小泡上。主要作用是識別KDEL信號并與之結(jié)合，然后將結(jié)合的ER蛋白運(yùn)回