物质的跨膜运输与信号传递

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1、物质的跨膜运输与信号传递一．教学目标：1深刻理解被动运输、主动运输和内吞外排的概念，以及物质跨膜运输的重要意义；2．理解细胞信号传递的主要特点，掌握甾类激素信号通路、cAMP信号通路、磷脂酰肌醇信号通路和EGF受体信号通路的主要环节。二．重点：跨膜运输的方式和细胞通讯的信号通路。三．难点：跨膜运输的机制。四．授课方式与教学方法：讲授、讨论、多媒体辅助教学。五．教学内容:细胞膜是细胞与细胞外环境之间的一种选择性通透屏障，物质的跨膜运输对细胞的生存和生长至关重要。多细胞生物是一个繁忙而有序的细胞社会，这种社会性的维持不仅依赖于细胞的物质代谢与能

2、量代谢，还有赖于细胞通讯与信号传递，以协调细胞的行为。第一节物质的跨膜运输一.被动运输（passivetransport）u定义：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转运。转运的动力来自物质的浓度梯度，不需要细胞提供能量。u类型：简单扩散（simplediffusion）、协助扩散（facilitateddiffusion）u膜转运蛋白：²1.载体蛋白（carrierproteins）——通透酶（permease）性质；介导被动运输与主动运输。²2.通道蛋白（channelproteins）——具有离子选择性，转运速率高

3、；离子通道是门控的；只介导被动运输膜转运蛋白通道蛋白(被动运输)膜转运蛋白载体蛋白单运输(被动运输+主动运输)共运输协同运输对向运输细胞膜上的运输蛋白：载体蛋白：通过构象变化运输物质通道蛋白：形成通道、运输物质载体蛋白:膜上一类转运蛋白，可特异的、可逆的与某物质结合，通过构象变化将物质从膜的一侧运到另一侧。又称通透酶，与运输物质的结合与酶的动力学相似。通道蛋白:形成亲水的通道，允许一定大小和一定电荷的离子通过。因运转的几乎都是离子，又称离子通道.通道蛋白形成通道：9l持续开放（如水通道）间断开放（闸门通道）配体闸门通道：配体与受体结合，通道

4、开放。电压闸门通道：膜电位变化，启动通道开放。压力激活通道：压力变化,启动通道开放。离子闸门通道：特定离子浓度变化，启动通道。l神经---肌肉兴奋，不到１秒钟的时间内完成，这一过程包括四种通道顺次例如：神经---肌肉兴奋，不到１秒钟的时间内完成，这一过程包括四种通道顺次开放：A、刺激－神经冲动－神经末梢，膜去极化，电压闸门通道钙离子通道开放，钙离子进入神经末梢，刺激乙酰胆碱（ACH）分泌到突触间隙中；B、ACH与突触后肌细胞膜上的受体结合，配体闸门钠离子通道开放，钠离子进入肌细胞，肌细胞膜去极化；C、肌细胞膜上电压闸门钠离子通道开放，更多的

5、钠离子进入肌细胞，肌细胞膜进一步去极化，产生动作电位，扩散到肌细胞膜；D、肌浆网上的离子闸门通道钙离子通道开放，钙离子进入细胞质，引起肌肉收缩。二.主动运输（activetransport）●定义：是由载体蛋白所介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度由浓度低的一侧向浓度高的一侧进行跨膜转运的方式。细胞耗能。由ATP直接提供能量和间接提供能量及光能驱动.被动与主动运输的比较●主动运输类型：三种基本类型u由ATP直接提供能量的主动运输²钠钾泵²钙泵（Ca2+-ATP酶）²质子泵：P-型质子泵、V-型质子泵、H+-ATP酶u协同运输（cotranspo

6、rt）由Na+-K+泵（或H+-泵）与载体蛋白协同作用，靠间接消耗ATP所完成的主动运输方式u物质的跨膜转运与膜电位进行主动运输的物质：l各种离子（如钠离子、钾离子、氯离子、碳酸根离子、钙离子等）。l葡萄糖、氨基酸等带电荷极性分子。进行主动运输的载体又称“离子泵”²钠钾泵膜上运输钠和钾离子的载体称“钠钾泵”或“钠钾ATP酶”。钠---钾泵的组成：l大亚基（DN）：外侧：1、钾结合位点；2、鸟苯苷结合位点内侧：1、钠结合点；2、ATP结合点l小亚基（45000DN）：与大亚基结合，作用不明。“钠钾泵”的主动运输机制即：3Na+结合到结合位点上

7、®酶磷酸化®酶构象变化®3Na+释放到细胞外®2K+结合到位点上®酶去磷酸化®2K+释放到细胞内，酶构象恢复原始状态。Na+-K+泵的作用l产生和维持膜电位；l为葡萄糖、氨基酸的主动运输创造条件；l维持细胞的渗透压，例如：当肾小管细胞间隙钠过高时会导致细胞内水分外渗，细胞内缺水，人会感到口渴而饮水多。钙泵,又称Ca2+-ATP酶位于质膜和内质网上的跨膜蛋白,将Ca2+输出细胞或泵入内质网腔中储存,以维持细胞内低浓度的游离Ca2+.钙泵工作与ATP的水解相偶联,每消耗一个ATP分子转运两个Ca2+.钙调蛋白是钙泵的激活因子.钙调蛋白(CaM)

8、是Ca2+应答蛋白,由148个氨基酸残基组成,含4个结构域,每个结构域可以与一个Ca2+.CaM本身无活性,Ca2+与CaM结合后形成Ca2+-CaM复合体,再与靶酶结合将其活化