第一章_细胞膜与物质的跨膜转运
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细胞生物学(翟中和)物质的跨膜运输(总9页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第五章物质的跨膜运输物质跨膜转运主要有3种途径:被动运输、主动运输、胞吞与胞吐作用(膜泡运输)。
第一节膜转运蛋白与小分子物质的跨膜运输一、脂双层的不透性和膜转运蛋白细胞膜上存在2类主要的转运蛋白,即:载体蛋白(carrier protein)和通道蛋白(channel protein)。
载体蛋白和通道蛋白识别转运物质的方式不同:载体蛋白只允许与其结合部位相适合的溶质分子通过,而且每次转运都发生自身构象的改变;通道蛋白主要根据溶质大小和电荷进行辨别,通道开放时,足够小和带适当电荷的溶质就能通过。
(一)载体蛋白及其功能载体蛋白为多次跨膜蛋白,又称做载体(carrier)、通透酶和转运器(transporter),能够与特定溶质结合,通过自身构象的变化,将与它结合的溶质转移到膜的另一侧。
载体蛋白既可以执行被动运输、也可执行主动运输的功能。
(二)通道蛋白及其功能通道蛋白有3种类型:离子通道、孔蛋白、水孔蛋白(AQP)。
只介导被动运输。
1. 选择性离子通道,具有如下显著特征:离子选择性(相对的)转运离子速率高没有饱和值大多数具门控性分为:电压门通道、配体门通道、应力激活通道电位门通道举例:电位门通道(voltage gated channel)是对细胞内或细胞外特异离子浓度发生变化时,或对其他刺激引起膜电位变化时,致使其构象变化,“门”打开。
如:神经肌肉接点由Ach门控通道开放而出现终板电位时,这个电位改变可使相邻的肌细胞膜中存在的电位门Na+通道和K+通道相继激活(即通道开放),引起肌细胞动作电位;动作电位传至肌质网,Ca2+通道打开引起Ca2+外流,引发肌肉收缩。
配体门通道举例——乙酰胆碱门通道N型乙酰胆碱受体是目前了解较多的一类配体门通道。
它是由4种不同的亚单位组成的5聚体,总分子量约为290kd。
细胞膜的跨膜物质转运功能细胞膜的跨膜物质转运是细胞内少量物质从比较高的浓度向比较低的浓度运输的过程,它的作用有助于维持细胞的正常功能和物质平衡。
细胞膜的材料运输可以通过主动和被动机制实现,而这些机制需要很多跨膜蛋白参与。
跨膜物质转运中,细胞膜蛋白被分为七种类型:转运蛋白(Transporters),受体蛋白(Receptor Proteins),膜外蛋白(Outer Membrane Proteins),膜内蛋白(Inner Membrane Proteins),电子载体蛋白(Electron Carrier Proteins),激动蛋白(Excitatory Proteins)和抑制蛋白(Inhibitory Proteins)。
转运蛋白是跨膜物质转运最典型的蛋白,它们能够从一个浓度更低的位置将物质转移到一个浓度更高的位置。
它们具有多功能的作用,可根据物质的属性而调整运输速率。
色素蛋白(Chromoproteins)和自由基转运蛋白(Free Radical Transporters)是转运蛋白的例子。
受体蛋白是另一种通过细胞膜的蛋白,它们的主要作用是增强另一个细胞内介导的运输过程。
这些受体蛋白通过特定的药物分子来识别物质,当受体蛋白与特定的药物分子结合时,激活的信号传递路径可以帮助细胞从环境中收集营养。
示范受体蛋白必须把物质从低浓度的环境运输到高浓度的环境。
膜外蛋白一般分布在细胞膜外侧,它们通过与特定的细胞淋巴系统或器官特异性分子结合来完成细胞外界环境信息的传递。
这类蛋白可增加或减少毛细血管的内分泌激素,根据能量变化的信号分布,保持细胞间的能量平衡,例如促酶电泳和粘附蛋白。
膜内蛋白一般分布在细胞膜内侧,它们是细胞隔离到细胞外界百分之百自治乐园的重要保护组织。
它们由非结构性抗体超家族和抗原降解酶超家族组成,它们可以响应细胞内可靠和有害的外界物质,抵御细菌和病毒的侵袭,参与细胞信号应答和免疫,以及对人体健康起重要作用。