膜蛋白和药物转运 ppt课件

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细胞膜与物质的跨膜运输(二)PPT课件

2、介导机理：小泡在胞内很快脱去衣被，无被小泡互相
融合，形成内吞泡（内体）。内吞泡内的PH低于浆和细胞外液，在酸性环境下受体与LDL分离。受体回质膜再次进行循环，LDL则与初级溶酶体融合，LDL被水解，胆固醇分子入结束。作为合成细胞膜的原料。因此LDL受体缺损，会导致胆固醇在血中沉积，导致动脉粥样硬化。
● 小分子和离子的跨膜运输
◆被动运输：
简单扩散、易化扩散、闸门通道扩散（通道蛋白介导）
★简单扩散：
物质从高浓度
不耗能、不需蛋白质、靠位能
低浓度扩散
分子量小、脂溶性强、不带电荷、非极性
如：脂溶性分子：O2、CO2、乙醇、 H2O等小分子如：磺胺类药物——黄胺嘧啶SD、磺胺甲基嘧啶
SM等脂溶性大、易被肠道吸收、很快运到全
向相同。 △ 对向运输：两种伴随转运的溶质转运方向
相反。
载体蛋白的转运方式
转运的分子
伴随转运的离子
脂质双层
单运输
共同运输
对运输
协同转运
通道蛋白：
能形成一种充满水溶液的通道，贯穿脂质双层。
★闸门通道扩散（通道蛋白介导的跨膜运输）
概念：指镶嵌在细胞膜上的转运蛋白构成闸门通道
小孔。部分离子、代谢产物、溶质分子在短时间内顺浓度梯度经闸门孔道扩散到细胞膜的另一侧，称闸门通道扩散。
识别并结合，然后通过膜内陷形成囊泡，而进入细胞内，这种方式称“受体介导的胞吞作用”。
例：LDL胆固醇在血液中以LDL的形式被吸收。 1、有被小窝和有被小泡形成： LDL——入胞：质膜内陷形成小窝，窝内质膜有受体，（受体区域附近有笼形Pr形成绒毛状衣被）受体与LDL结合，形成有被小窝、小窝从质膜脱落、形成有被小泡。

医学第六章细胞膜与物质的跨膜运输ppt课件

系，通过钠钙交换来转运钙离子。
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25
Ca++ 泵
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26
➢ 协同运输
靠间接提供能量完成的主动运输方式。能量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度，维持这种电化
学势的是钠钾泵或质子泵。 –动物细胞中常利用膜两侧Na+浓度梯度来驱动。分为：同向协同（symport）与反向协同（antiport）。
载体蛋白：高度专一性；结合的暂时性和可逆性。可介导被动运输（易化扩散）。
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主动运输
特点：
–①逆浓度梯度（逆化学梯度）运输；
–②需要能量；
–③都有载体蛋白。
能量来源：
–①协同运输中的离子梯度动力；
–②ATP驱动的泵通过水解ATP获得能量；
分类
–钠钾泵
–钙离子泵
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– 每一循环消耗一个ATP；转运出三个Na+，转进两个K+。
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Na+-K+ATP 泵
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Na+-K+泵的作用
①维持细胞的渗透性，保持细胞的体积； ②维持低Na+高K+的细胞内环境； ③维持细胞的静息电位。
地高辛、乌本苷等强心剂抑制其活性；Mg2+和少量膜脂有助提高于其活性。
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5
被动运输
一、简单扩散二、协助扩散
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6
一、简单扩散
也叫自由扩散（free diffusion）
特点：
①沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散；
②不需要提供能量；
③无需膜蛋白的协助。

医学细胞生物学--细胞膜与物质转运幻灯片PPT

第一节细胞膜研究的发展历程
1895年 E. Overton 推测细胞膜由连续的脂类物质组成
亲水分子
疏水分子
1925年 E. Gorter & F. Grendel 推测细胞膜由双层脂分子组成。
1935 年J. Danielli & H. Davson 提出了”蛋白质-脂类-蛋白质”的三明治模型。认为质膜由双层脂类分子及其内外表面附着的蛋白质构成的。1959年提出了修正模型，认为膜上还具有贯穿脂双层的蛋白质通道，供亲水物质通过。
（二）外周蛋白（peripheral protein）
外周蛋白又称为膜周蛋白，为水溶性的，分布在细胞膜的表面，靠离子键或其它较弱的键与膜表面的蛋白质分子或脂分子的亲水部分结合，因此只要改变溶液的离子强度甚至提高温度就可以从膜上分离下来。
（三）脂锚定蛋白（lipid-anchored protein）
脂质体可作为生物膜的研究模型，并可作为生物大分子 (DNA分子)和药物的运载体，因此脂质体是研究膜脂与膜蛋白及其生物学性质的极好材料。在构建导弹人工脂质体时,不仅要将被运载的分子或药物包入脂质体的内部水相,同时要在脂质体的膜上做些修饰,如插入抗体便于脂质体进入机体后寻找靶点。
平面脂质体膜
水溶液中的磷脂分子团
磷脂(phospholipid)
大多数膜磷脂是3-磷酸甘油的衍生物，甘油磷脂根据其头部的结构来分类
甘油磷脂
PC: phosphatidylcholine (磷脂酰胆碱） X=choline PE: phosphatidylethanolamine （磷脂酰乙醇胺）X=ethanolamine PS: phosphatidylserine（磷脂酰丝氨酸）Ｘ=serine

口服药物的吸收演示ppt(ppt)

—— + +
——
—— ——
+ +
顺有机弱酸或弱碱
顺
营养物质
逆
营养物质
逆
大分子物质
三、胃肠道的结构与功能特点
(一)胃
柱状上皮细胞
1.特点：有褶壁，但无绒毛；含有胃蛋白酶为主的酶类，盐酸; pH为1.0
2.药物吸收：药物多被崩解、分散、溶解；吸收有限；弱酸性药物易吸收，
(二)小肠胃→十二指肠→空肠→回肠→大肠 1.特点：含环状褶壁,绒毛,微绒毛,表面积很大。 2.药物吸收：药物的主要吸收部位, pH为5.0-7.0,弱
药物借助膜上的载体蛋白，透过生物膜被吸收的过程。带电离子和分子量稍大的水溶性分子，采用该方式转运。
分为促进扩散和主动转运两种
1.促进扩散（易化扩散）
(1)概念：指一些物质在细胞膜载体蛋白的帮助下，以物质的浓度梯度为动力，而不需要代谢能量穿膜运输方式。
(2)特点：高浓度到低浓度；不耗能；转运快
（一）被动转运(passive transport) 膜两侧的物质服从浓度梯度即从高浓度一侧到
低浓度一侧的转运方式。特点：①高浓度到低浓度 ②不消耗能量 ③非解离型脂溶性药物易通过此方式转运 ④大多数药物在消化道内的吸收方式
Hale Waihona Puke 被动转运分为单纯扩散和膜孔转运
1.单纯扩散 • 绝大多数有机弱酸和有机弱碱药物在消化
胃 pH为1.0左右，弱酸性药物小肠 pH为5.0－7.0左右，弱碱性药物
大肠 pH为8.3－8.4 主动转运的药物的吸收不受消化道pH变化的影响。
2.胃肠液中含有的其它成分影响药物的吸收
(1)酶类：胃蛋白酶、胰蛋白酶能分解多肽及蛋白质物质。 (2)胆盐：能增加难溶性药物的溶解度。 (3)粘多糖-蛋白质复合物：与药物结合而干扰药物的吸收。 (4)不流动水层：是高脂溶性药物透膜吸收的屏障。

药物的跨膜转运36页PPT

1
0
、
倚Leabharlann 南窗以寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
文家。汉族，东晋浔阳柴桑人（今江西九江）。曾做过几年小官，后辞官回家，从此隐居，田园生活是陶渊明诗的主要题材，相关作品有《饮酒》、《归园田居》、《桃花源记》、《五柳先生传》、《归去来兮辞》等。
药物的跨膜转运
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新来燕，双双入我庐，先巢故尚在，相将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、陶渊明（约 365年 —427年），字元亮，（又一说名潜，字渊明）号五柳先生，私谥“靖节”，东晋末期南朝宋初期诗人、文学家、辞赋家、散

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ABC transporters: Domain organization
ABCB1
TM Domain
TM Domain
ATP binding
ATP binding
ABCC1
ABC G2
Hypothetical Model of Human P-glycoprote
100
OUT MEMBRANE
To learn more about cellular pharmacology and pharmacokinetics of drugs
How Drugs Get Into Cells
Diffusion
D D
D
e.g.v, inblastine, dox o ru bicin
Transport
Ultimate Goal:
To use molecular analysis of human cancers to predict response to specific therapy
To use this information to develop novel drugs to treat cancer
CCCCNCC
H 2 H 2 H 2 C H (C H 3)2
H 2 H 2
O C H 3 O C H 3
CH3
CH3
Rapamycin
Verapamil
mechanism of action of Pglycoprotein
ABC linker Walker B D-
loop Y GNSGCGKST LSGGQKQRIAIA ILLLD EA TSALD
Structural Organization of an ABC Transporter
Transmembrane Domain
R
\/\/\ ATP-Binding Domain
Increased efflux
Drug Resistance in Cancer
May affect multiple simultaneously: known resistance (MDR)
drugs used as multidrug
Affects all classes of drugs, including newly designed targetted drugs
IN
200
ATP SITE 300
A
B
700
P
400
C
800
P
900
P 600
P
1 500
POINT MUTATIONS ( ), PHOTOAFFINITY LABELED REGIONS ( ), AND PHOSPHORYLATION SITES ( P )
1000
ATP SITE
A
1200 B
D
D
e.g.n, ucleoside analogs
Endocytosis
D D
e.g., immunotoxins
Mechanisms of Resistance
Overexpressed Fewer Functional Defective endocytosis ABC Transporters UptakeTransporte
P-GLYCOPROTEIN AND DRUG TRANSPORT 膜蛋白和药物转运
Estimated New Cancer Cases & Deaths, 2005
**Vast majority of deaths due to chemotherapy resistance
CA Cancer J Clin, 2005
OH
O H
NH2
H
Daunorubicin
H3C O
OCH3
L -Pro
Sa r L-M eva l
L -Pro
Sa r L-M eva l
H3C O
D -V al
O
L- T hr
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D -V al
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L-T C O hr
H3C O O
N H CO CH 3
N
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O
O
Colchicine
CH3
CH3
Substrates and Reversing Agents of Pgp
N H H3 C OOC
OH N
C H 2C H 3
N H
H3 C O
N HO
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C H 2C H 3
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Vinblastine
O
OH
C H OC H3 OH
H
O
OCH3 O
OH
H
H H 3C H
C 1100
1280
Structure of E.coli BtuCD, a vitamin B12 transporter.
Locher et al. Science. 2002
20 transmembrane helices
X-ray structure 3.2 A
ATP binding domains
rs
DIFFUSION
D DD
D
D
D
D D
D
D
D
D
(ABCB1) D
D D
Pgp
D D
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D
(ABCG2)
D MXR
DD
GS D
D
MRPs
ABCC1-C4
DD
ATP-BINDING CASSETTE
(N-terminal NBD of human Pgp)
390 427A
C B 556
620
Walker A
Actinomycin D
O
H3C H3C
C O
O CH3 OH
O
OO
H C NH C C C O
CH3
H
CH3
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O C CH3
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Taxol
HO
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H 3C O
N O
O
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OCH3
CH3
O
OH
H 3C
O H3C O
H 3C
H 3C O H 3C O
C N
C H 3
Just as oncogene targets have been catalogued, we need to enumerate all mechanisms of drug resistance in cancer to solve this probБайду номын сангаасem and circumvent resistance
resistance to anticancer drugs
Decreased uptake
Reduced apoptosis Altered cell cycle checkpoints Increased metabolism of drugs Increased or altered targets Increased repair of damage Compartmentalization