醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞膜(下)

專題

物質(zhì)運(yùn)輸脂雙層膜對(duì)不同物質(zhì)的通透性的規(guī)律單擊此處添加小標(biāo)題分子量小、脂溶性高的非極性小分子最容易通過(guò)單擊此處添加小標(biāo)題不帶電荷、分子量小的極性小分子也比較容易通過(guò)單擊此處添加小標(biāo)題不帶電荷、分子量較大的極性分子不易通過(guò)單擊此處添加小標(biāo)題帶電荷的離子無(wú)論分子量多小，也極難通過(guò)2不同物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞膜的方式是不同的。3從分子大小來(lái)看：小分子物質(zhì)的穿膜運(yùn)輸1細(xì)胞膜對(duì)物質(zhì)進(jìn)出的高度選擇性決定了6需要耗能的主動(dòng)運(yùn)輸5從耗能來(lái)看：不用耗能的被動(dòng)運(yùn)輸4大分子物質(zhì)的膜泡運(yùn)輸小分子物質(zhì)的穿膜運(yùn)輸0101被動(dòng)運(yùn)輸02不需要消耗細(xì)胞代謝能,而將物質(zhì)03從濃度高的一側(cè)經(jīng)細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)至04濃度低的一側(cè)的運(yùn)輸方式。05三種方式：簡(jiǎn)單擴(kuò)散、通道擴(kuò)散、易化擴(kuò)散添加標(biāo)題高濃度添加標(biāo)題低濃度添加標(biāo)題電化學(xué)梯度添加標(biāo)題簡(jiǎn)單擴(kuò)散添加標(biāo)題簡(jiǎn)單擴(kuò)散:添加標(biāo)題不需要消耗能量、不依靠運(yùn)輸?shù)鞍滋砑訕?biāo)題而使物質(zhì)順濃度梯度從膜的一側(cè)添加標(biāo)題轉(zhuǎn)運(yùn)到另一側(cè)的運(yùn)輸方式。通道擴(kuò)散通道擴(kuò)散是指物質(zhì)借助通道蛋白完成跨膜運(yùn)輸。由通道蛋白形成穿越質(zhì)膜的親水性通道，物質(zhì)順著濃度梯度，從膜的一側(cè)經(jīng)過(guò)孔道到達(dá)另一側(cè)，不需要消耗能量的一種運(yùn)輸方式。由于絕大多數(shù)通道蛋白都與離子轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)，所以又被稱為離子通道。離子通道的特點(diǎn)仍屬于被動(dòng)運(yùn)輸（順著電化學(xué)梯度由高向低）通道蛋白不需要與溶質(zhì)分子結(jié)合具有離子選擇性，只允許特定的離子通過(guò)離子通道的開啟受“閘門”控制（多數(shù)時(shí)候是關(guān)閉的，只有受到刺激后瞬時(shí)開放）轉(zhuǎn)運(yùn)速率極快主要離子通道：電壓門控通道壓力激活通道配體閘門離子通道配體閘門離子通道也稱為配體門控通道。配體（胞外信號(hào)）與通道蛋白相應(yīng)部位結(jié)合引起通道蛋白構(gòu)象發(fā)生變化，從而將閘門打開，特定的離子大量流入。如：乙酰膽堿受體通道、GABA受體通道等高濃度低濃度電化學(xué)梯度通道蛋白配體高濃度低濃度電化學(xué)梯度通道蛋白配體Chemicalsynapse易化擴(kuò)散高濃度低濃度電化學(xué)梯度脂雙分子層載體蛋白凡借助于載體蛋白的幫助,不消耗能量，物質(zhì)順濃度梯度的轉(zhuǎn)運(yùn)方式稱易化擴(kuò)散，又叫幫助擴(kuò)散。易化擴(kuò)散的特點(diǎn)物質(zhì)需要與載體蛋白的特定部位結(jié)合物質(zhì)與載體蛋白的親合力是不斷變化的載體蛋白對(duì)所要轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)具有高度的特異性高濃度低濃度電化學(xué)梯度細(xì)胞質(zhì)鉀濃度梯度[30倍]鈉濃度梯度[13倍]大亞基大亞基小亞基Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+Na+Na+小亞基大亞基大亞基K+Pi大亞基大亞基小亞基Mg+（二）主動(dòng)運(yùn)輸借助于鑲嵌在細(xì)胞膜上專一性很強(qiáng)的載體蛋白，通過(guò)消耗細(xì)胞代謝能，將物質(zhì)從低濃度處向高濃度處轉(zhuǎn)運(yùn)的一種運(yùn)輸方式。PART1主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)因?yàn)槟鏉舛忍荻冗\(yùn)輸，所以必須得消耗能量。這種運(yùn)輸方式是逆濃度梯度的，載體蛋白要克服阻力做功所以有類似泵的作用。依靠細(xì)胞膜上特定的載體蛋白來(lái)完成，具有高度的選擇性，一種蛋白只負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)運(yùn)特定的離子或分子。下面以鈉-鉀泵為例介紹主動(dòng)運(yùn)輸添加標(biāo)題鈉添加標(biāo)題實(shí)質(zhì)：鈉鉀ATP酶。具有載體蛋白和酶的雙重作用。添加標(biāo)題鉀添加標(biāo)題+添加標(biāo)題泵添加標(biāo)題+添加標(biāo)題泵添加標(biāo)題小亞基:為細(xì)胞膜外側(cè)半嵌合糖蛋白,其作用機(jī)制不詳。添加標(biāo)題大亞基：為貫穿膜全層的膜蛋白,是該酶的催化部位。細(xì)胞質(zhì)鉀濃度梯度[30倍]鈉濃度梯度[13倍]KNa++泵大亞基大亞基小亞基Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+Na+Na+Na+PiNa+K+小亞基大亞基大亞基K+ATPADP+Pi鈉結(jié)合部位K+Pi大亞基大亞基小亞基鉀結(jié)合部位Mg+主動(dòng)運(yùn)輸根據(jù)能量來(lái)源的不同分為兩類添加標(biāo)題01離子泵：載體蛋白本身就是ATP酶，可直接水解ATP供能，將離子或分子從低濃度向高濃度轉(zhuǎn)運(yùn)。參與轉(zhuǎn)運(yùn)的載體蛋白能夠利用能量做功，所以稱為“泵”如：鈉-鉀泵、鈣泵、氫泵添加標(biāo)題02協(xié)同運(yùn)輸：一種物質(zhì)的運(yùn)輸要依賴于另外的離子的電化學(xué)梯度驅(qū)動(dòng)，它的動(dòng)力來(lái)源雖然不是直接水解ATP，但離子電化學(xué)梯度的實(shí)現(xiàn)還是由離子泵來(lái)保證，所以仍屬于主動(dòng)運(yùn)輸。協(xié)同運(yùn)輸一種物質(zhì)的運(yùn)輸必須依賴另一種物質(zhì)的同時(shí)運(yùn)輸，故稱為協(xié)同運(yùn)輸。動(dòng)物細(xì)胞中，細(xì)胞膜兩側(cè)的Na離子的電化學(xué)梯度通常是驅(qū)動(dòng)另一種分子主動(dòng)運(yùn)輸?shù)哪芰?，如葡萄糖、氨基酸的主?dòng)運(yùn)輸。根據(jù)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)姆较蚺c離子順電化學(xué)梯度轉(zhuǎn)移的方向的關(guān)系，可分為同向運(yùn)輸和對(duì)向運(yùn)輸。同向運(yùn)輸大分子物質(zhì)的運(yùn)輸膜泡運(yùn)輸:胞吞作用大分子物質(zhì)不能直接穿過(guò)細(xì)胞膜,細(xì)胞攝入和排出這些大分子物質(zhì)都是通過(guò)一系列膜囊泡形成和融合來(lái)完成的，這種運(yùn)輸方式稱為膜泡運(yùn)輸。胞吐作用膜泡運(yùn)輸P4P3P2P1胞吐作用吞噬作用胞飲作用吞噬體P5吞飲體一、胞吞作用胞吞作用就是細(xì)胞表面發(fā)生內(nèi)陷，細(xì)胞膜把環(huán)境中的大分子物質(zhì)包圍成小泡，脫離細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程。根據(jù)吞入物質(zhì)的狀態(tài)、大小和特異程度可以分為：吞噬作用、胞飲作用和受體介導(dǎo)的胞吞作用。（一）吞噬作用吞噬作用：細(xì)胞吞入較大的固體顆粒物質(zhì)的過(guò)程。（如：細(xì)菌、塵粒和細(xì)胞碎片）過(guò)程：吸附和吞進(jìn)吞噬體：細(xì)胞膜包裹吞噬物形成囊，囊泡脫離細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中，這個(gè)包含吞入物的囊泡，稱為吞噬體。吞噬作用（二）胞飲作用胞飲作用：細(xì)胞吞入大分子溶液物質(zhì)或極微小的顆粒物的過(guò)程過(guò)程：吸附和吞進(jìn)胞飲體：細(xì)胞膜包裹吞飲物形成囊，囊泡脫離細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中，這個(gè)包含攝入物的囊泡，稱為吞飲體。（三）受體介導(dǎo)的胞吞作用受體介導(dǎo)的胞吞作用是指大分子物質(zhì)首先與細(xì)胞膜上特異性的受體結(jié)合，然后通過(guò)膜囊泡的形成完成入胞的過(guò)程。提供了一種選擇性濃縮機(jī)制，大大提高了內(nèi)吞效率。

例：LDL受體介導(dǎo)的胞吞作用LDL顆粒LDL受體有被小窩有被小泡內(nèi)吞去被無(wú)被小泡內(nèi)體融合受體與大分子顆粒分開受體再循環(huán)內(nèi)體

初級(jí)溶酶體融合吞噬溶酶體內(nèi)吞去被內(nèi)體融合受體再循環(huán)初級(jí)溶酶體融合二、胞吐作用也可稱為“外排作用”。是講細(xì)胞分泌的物質(zhì)或其他物質(zhì)運(yùn)出細(xì)胞的方式。過(guò)程：要分泌的物質(zhì)被膜圍成運(yùn)輸小泡，運(yùn)至質(zhì)膜下方，小泡膜與質(zhì)膜融合，把物質(zhì)排到細(xì)胞外。種類：組成型分泌途徑調(diào)節(jié)型分泌途徑專題五膜受體及其介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)一、膜受體的概念膜受體是指存在于細(xì)胞膜上的功能性糖蛋白，可特異地識(shí)別、接受外界信號(hào)，并向內(nèi)傳導(dǎo)，從而引起一系列相應(yīng)的生物學(xué)效應(yīng)。配體受體所接受的外界信號(hào)，統(tǒng)稱為配體。如：神經(jīng)遞質(zhì)、激素、藥物、光、氣味等。識(shí)別部添加標(biāo)題效應(yīng)器添加標(biāo)題受體蛋白向著細(xì)胞外部分，可識(shí)別并結(jié)合相應(yīng)的配體，狹義受體指此部位。添加標(biāo)題受體蛋白向著細(xì)胞質(zhì)部分，一般具有酶的活性部位。添加標(biāo)題傳導(dǎo)部膜受體穿越脂雙層的疏水部分，連接識(shí)別部和效應(yīng)器并將信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榈鞍踪|(zhì)的構(gòu)象變化，傳給效應(yīng)器。添加標(biāo)題膜受體的結(jié)構(gòu)添加標(biāo)題膜受體的功能：特異性地識(shí)別配體，并與之結(jié)合，將胞外信號(hào)轉(zhuǎn)變成胞內(nèi)信號(hào)，引起胞內(nèi)一系列生物學(xué)效應(yīng)。膜受體的分類01生長(zhǎng)因子類受體02離子通道受體03G蛋白偶聯(lián)受體生長(zhǎng)因子類受體受體本身是酪氨酸蛋白激酶單次跨膜蛋白（結(jié)合區(qū)、跨膜區(qū)、激酶活性區(qū)）接受配體后發(fā)生二聚化，形成具有SH2結(jié)合位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，具有SH2結(jié)構(gòu)的蛋白可與之結(jié)合，然后被活化啟動(dòng)下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，促進(jìn)細(xì)胞分裂、分化離子通道受體自身為離子通道的受體，主要存在于神經(jīng)、肌肉等可興奮細(xì)胞膜上。其配體為神經(jīng)遞質(zhì)（如：乙酰膽堿、谷氨酸、5－羥色胺、r-氨基丁酸、甘氨酸等）。AcetylcholinereceptorG蛋白偶聯(lián)受體：該類受體與相應(yīng)的配體（多種激素、神經(jīng)遞質(zhì)、藥物、光、氣味等）結(jié)合后，通過(guò)自身構(gòu)象改變，而影響下游效應(yīng)蛋白活性，從而把信號(hào)向細(xì)胞內(nèi)傳導(dǎo)。例如：?腎上腺素受體，氣味受體產(chǎn)品品鑒會(huì)活動(dòng)方案匯報(bào)人姓名G蛋白偶聯(lián)受體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)G-proteinlinkedreceptorG蛋白全稱為鳥苷酸結(jié)合蛋白。

共同特征：由α、β、γ三個(gè)亞基組成的結(jié)合蛋白，α亞基具有結(jié)合GDP(GTP)的能力和GTP酶的活性。可被G蛋白偶聯(lián)受體調(diào)節(jié)，將胞外信號(hào)向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)導(dǎo)。作用機(jī)制：當(dāng)外界信號(hào)（配體）與G蛋白偶聯(lián)受體結(jié)合后，α亞基與GDP分離，而與GTP結(jié)合，并且與β、γ分離，α亞基被激活后，可以激活下游的效應(yīng)蛋白，產(chǎn)生細(xì)胞內(nèi)相應(yīng)的生物學(xué)效應(yīng)。α亞基具有GTP酶活性，水解GTP生成GDP,α亞基與GDP結(jié)合，α亞基與效應(yīng)蛋白分離，α、β、γ三個(gè)亞基結(jié)合，又恢復(fù)到靜息狀態(tài)。靜息狀態(tài)下，G蛋白的α、β、γ三個(gè)亞基結(jié)合α亞基與GDP結(jié)合，并且G蛋白與其受體分離G蛋白作用機(jī)制G蛋白作用機(jī)制cAMP甘油二脂（DAG)三磷酸肌醇(IP3)Ca2+cGMP第一信使：與膜受體結(jié)合的配體，不直接參與細(xì)胞的物質(zhì)和能量代謝，而作為信使起傳遞信息的作用。第二信使：可直接作用于靶細(xì)胞中已存在的酶或非酶蛋白，改變后者的活性，引起細(xì)胞對(duì)外界信號(hào)的反應(yīng)。添加標(biāo)題胞外的配體+受體01添加標(biāo)題激活位于細(xì)胞膜中的腺苷酸環(huán)化酶02添加標(biāo)題ATP水解成cAMP03添加標(biāo)題引起一系列胞內(nèi)的生物學(xué)效應(yīng)04添加標(biāo)題第二信使學(xué)說(shuō)——1965——Sutherland05腎上腺素Ac受體ATPcAMP無(wú)活性蛋白激酶有活性PKA靶蛋白被活化胞內(nèi)效應(yīng)胞內(nèi)第一信使第二信使BDE胞內(nèi)5-AMP,細(xì)胞分化糖原分解…...Mg+2PKA活化后，可使多種蛋白質(zhì)底物的絲氨酸或蘇氨酸殘基發(fā)生磷酸化，改變其活性狀態(tài)，底物分子包括一些糖、脂代謝相關(guān)的酶類、離子通道