物质的跨膜运输课件.ppt

《物质的跨膜运输课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第五章物质的跨膜运输被动运输主动运输胞吞与胞吐作用物质的跨膜运输膜转运蛋白与物质的跨膜运输离子泵和协同运输胞吞作用与胞吐作用第一节膜转运蛋白与物质的跨膜运输脂双层的不透性和膜转运蛋白被动运输与主动运输脂溶性越高通透性越大，水溶性越高通透性越小；非极性分子比极性容易透过，极性不带电荷小分子，如H2O、O2等可以透过人工脂双层，但速度较慢；小分子比大分子容易透过；分子量略大一点的葡萄糖、蔗糖则很难透过；对带电荷的物质，如各类离子是高度不通透的。细胞膜上存在两类主要的转运蛋白，即：载体蛋白（carrierprotein）和通道蛋白（channelprotein）。载体蛋白又称做载体（carrier

2、）、通透酶（permease）和转运器（transporter），有的需要能量驱动，如：各类APT驱动的离子泵；有的则不需要能量，如：缬氨酶素。通道蛋白能形成亲水的通道，允许特定的溶质通过，所有通道蛋白均以扩散的方式运输溶质。1.载体蛋白（carrierprotein）及其功能载体蛋白（carrierprotein）是在生物膜上普遍存在的多次跨膜蛋白分子。可以和特定的溶质分子结合，通过构象改变介导溶质的主动和被动跨膜运输。图示载体蛋白通过构象改变介导溶质被动运输的模型浓度梯度相同点：①特异性，有特异的结合位点；②有饱和动力曲线；③受抑制剂的影响。不同点：①可改变过程的平衡点；②不对溶质分子作

3、任何共价修饰。载体蛋白和酶的异同点：2.通道蛋白（channelprotein）(1)概念：通道蛋白（channelprotein）是横跨质膜的亲水性通道，允许适当大小的分子和带电荷的离子顺梯度通过，又称为离子通道。(2)特征：①具有极高的转运速率；②没有饱和值③离子通道是门控的(其活性由通道开或关两种构象调节)。(3)类型：电压门通道（voltage-gatedchannel）配体门通道（ligand-gatedchannel）应力激活通道（stress-activatedchannel）A.电压门通道B.配体门通道C.压力激活通道应力激活的离子通道：2X1013N，0.04nm电压门控离

4、子通道：铰链细胞失水二、被动运输与主动运输简单扩散水孔蛋白协助扩散主动运输被动运输概念：被动运输（passivetransport）是通过简单扩散或协助扩散实现物质由高浓度向低浓度方向的跨膜运转。特点：运输方向；跨膜动力；能量消耗；膜转运蛋白。类型：简单扩散（simplediffusion）协助扩散（facilitateddiffusion）（一）简单扩散(simplediffusion)1.概念：又称为自由扩散（freediffusion），是疏水小分子或小的不带电荷的极性分子，不需要能量也不需要膜蛋白参与的跨膜运输方式。2.特点：①沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散；②不需要提供能量；

5、③没有膜蛋白的协助。某种物质对膜的通透性（P）可以根据它在水和油中的分配系数（K）及扩散系数（D）来计算：P=KD/t（t为膜的厚度）小的非极性分子游离的无机离子疏水分子大的非极性分子人工膜对各类物质的通透率：脂溶性越高通透性越大，水溶性越高通透性越小；非极性分子比极性容易透过，极性不带电荷小分子，如H2O、O2等可以透过人工脂双层，但速度较慢；小分子比大分子容易透过；分子量略大一点的葡萄糖、蔗糖则很难透过；人工膜对带电荷的物质，如各类离子是高度不通透的。（二）水通道（水孔蛋白）水扩散通过人工膜的速率较低，人们推测膜上有水通道。1991年Agre发现第一个水通道蛋白CHIP28（28KD），

6、他将CHIP28的mRNA注入非洲爪蟾的卵母细胞中，在低渗溶液中，卵母细胞迅速膨胀，5分钟内破裂。细胞的这种吸水膨胀现象会被Hg2+抑制。2003年Agre与离子通道的研究者MacKinnon同获诺贝尔化学奖。目前在人类细胞中已发现的此类蛋白至少有11种，被命名为水通道蛋白（Aquaporin，AQP）。2003年，美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农，分别因对细胞膜水通道，离子通道结构和机理研究而获诺贝尔化学奖。PeterAgreRoderickMacKinnon概念：也称促进扩散，是极性分子和无机离子在膜转运蛋白协助下顺浓度梯度（或电化学梯度）的跨膜运输。特点：①转运速率高；②存在最

7、大转运速率(vmax),km=1/2vmax；③有膜转运蛋白参与，有特异性。（三）协助扩散(facilitateddiffusion)主动运输概念：主动运输（activetransport）是指由载体蛋白介导的物质逆浓度梯度（或电化学梯度）的由浓度低的一侧向浓度高的一侧的跨膜运输方式。特点：①运输方向；②膜转运蛋白；③消耗能量。主动运输所需能量的来源主要有：1.ATP直接提供能量（ATP驱动泵）2.ATP间接