科学前沿　授予诺贝尔化学奖的通道蛋白研究.pptx

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1、通道蛋白的学习中卫一中张志艳胞膜上存在两类主要的转运蛋白，即：载体蛋白和通道蛋白通道蛋白是一类跨越细胞膜磷脂双分子层的蛋白质。根据其转运物质的不同，分为水通道蛋白和离子通道蛋白一、水通道蛋白1、概念：水通道蛋白，又名水孔蛋白，是一种位于细胞膜上的蛋白质(内在膜蛋白)，在细胞膜上组成"孔道"，可控制水在细胞的进出，就像是"细胞的水泵"一样。2、发现：Agre等(1988)在分离纯化红细胞膜上的Rh多肽时，发现了一个28kD的疏水性跨膜蛋白，1991年完成了其cDNA克隆。但当时并不知道该蛋白的功能，在进行功能鉴定时，将体外转录合成的CHIP28mRNA注入非洲爪

2、蟾的卵母细胞中，发现在低渗溶液中，卵母细胞迅速膨胀，并于5min内破裂，证实其为水通道蛋白。从此确定了细胞膜上存在转运水的特异性通道蛋白，并命名为AQPl。泡状物（1）、结构：水通道蛋白由四个亚基组成，每个亚基单独形成，共同构成一个供水分子快速、大量进出的孔道。❶通道直径为0.28nm，无法通过比水分子大的物质。❷中心最窄处带正电荷，有效的阻止带电粒子的通过。（2）特点：❶超高的水通过率，每秒钟可以通过30亿个水分子；❷它对水质外其他的物质，包括糖、盐、甘油等物质和重金属具有超强的拦截能力3、水通道蛋白的结构和功能特点（3）应用:水通道与人体体液平衡的维持密切

3、相关，如肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用，都与水通道的结构和功能直接相关。❶可用于先天性肾源性尿崩症的治疗，及某些与水代谢有关的临床疾病的治疗。❷水通道蛋白净水器的应用。4、相关高考题型的解析科学家为了研究蛋白A的功能，选用细胞膜中缺乏此蛋白的非洲爪蟾卵母细胞进行实验，处理及结果见下表。实验组号在等渗溶液中进行的处理在低渗溶液中测定卵细胞的水通透速率（cm/s×10-4）Ⅰ向卵母细胞注入微量水（对照）27.9Ⅱ向卵母细胞注入蛋白A的mRNA210.0Ⅲ将部分Ⅱ细胞放入含HgCl2的等渗溶液中80.7Ⅳ将部分Ⅲ细胞放入含试剂M的等渗溶液中188.0（1）将I

4、组卵母细胞放入低渗溶液后，水分子经自由扩散（渗透）穿过膜的____________进入卵母细胞。（2）将蛋白A的mRNA注入卵母细胞一定时间后，该mRNA____________的蛋白质进入细胞膜，使细胞在低渗溶液中体积____________。翻译磷脂双分子层迅速增大实验组号在等渗溶液中进行的处理在低渗溶液中测定卵细胞的水通透速率（cm/s×10-4）Ⅰ向卵母细胞注入微量水（对照）27.9Ⅱ向卵母细胞注入蛋白A的mRNA210.0Ⅲ将部分Ⅱ细胞放入含HgCl2的等渗溶液中80.7Ⅳ将部分Ⅲ细胞放入含试剂M的等渗溶液中188.0（3）与II组细胞相比，III组

5、细胞对水的通透____________，说明HgC12对蛋白A的功能有________作用。比较III、IV组的结果，表明试剂M能够使蛋白A的功能____________。推测HgC12没有改变蛋白A的氨基酸序列，而是破坏了蛋白A的____________。（4）已知抗利尿激素通过与细胞膜上的____________结合，可促进蛋白A插入肾小管上皮细胞膜中，从而加快肾小管上皮细胞对原尿中水分子的____________。（5）综合上述结果，可以得出的推论。蛋白A是水通道蛋白明显降低抑制部分恢复空间结构受体重吸收二、离子通道蛋白1、概念和结构（1）概念：生物膜离

6、子通道蛋白是各种无机离子跨膜被动运输的通路。（2）结构：离子通道蛋白是存在于膜结构中的一种复合蛋白质，对于某一种离子选择性通透，且通透速度快。2、离子通道的类型离子通道，根据其开放或关闭的机制可分为三类：电压门控离子通道、配体门控离子通道、机械门控离子通道。3、离子通道运输的特点（1）选择性：一种离子通道往往只允许一种或少数几种离子通过；（2）饱和性：离子通道开放后，运输速度在一定范围内随离子浓度提高、内外离子浓度梯度的加大而不断加快，但是超过一定浓度后，速率不再增加；（3）可控制性：离子通道的开放和关闭受到严格的控制，只有在对特定刺激时才瞬间开放；（4）通道

7、蛋白参与的只是被动运输；（5）选择透过的离子量大，且速度快；通道蛋白的运输速度很快，每秒钟可有10000000个离子通过。4、离子通道在病理学中的应用（1）钠离子通道阻滞药：抗心律失常药、局部麻醉药和抗癫痫药。（2）钾离子通道阻滞药：抗心律失常药，延长动作电位时程药。（3）钙离子通道阻滞药：抗高血压药，抗心律失常药，抗心绞痛、心肌梗死药。5、相关高考题型解析1．下图为突触结构和功能的模式图，下列有关叙述不恰当的是()A．瞬间增大轴突末端细胞膜对Ca2＋的通透性会加速神经递质的释放B．过程①体现了细胞膜具有流动性C．过程②表示神经递质进入突触后膜所在的神经元D．

8、过程③可避免突触后膜持续兴奋解析：瞬间