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1,4. 跨膜转运 4.1 物质通过细胞膜的传送方式 4.1.1 被动传送(passive transport) 高浓度 低浓度,传送,顺浓度差 不耗能,简单扩散 被动传送 促进扩散,被动传送 主动转运,2,4.1.1.1 简单扩散（simple diffusion） 高浓度 低浓度 （顺浓度差、被动、不耗能） 非极性或极性较小的分子 （H20、CO2、O2、乙醇、尿素等） 扩散速度： 取决于膜两侧物质的浓度差、分子大小和脂溶性高低等。,扩散,3,4.1.1.2 促进扩散(又称易化扩散，facilitated diffusion) 高浓度 低浓度 （顺浓度差、不耗能）,传送蛋白,水溶性分子（Glc、aa.） 各种离子（无机离子）,载体蛋白(carrier protein) 传送蛋白 （离子）通道蛋白(channel protein),4,（1） 载体蛋白传送,（2）通道蛋白(离子通道) 无饱和性，其扩散速度比载体蛋白更快。,传送速度： 取决于两侧物质的浓度差，比简单扩散快，但可以达到饱和。,促进,促进,5,4.1.2 主动转运(active transport) 低浓度 高浓度（逆浓度差、主动、耗能、速度快）,载体蛋白,离子泵,Na-K-ATPase (Na泵) Ca2+-ATPase (Ca2+泵),膜外侧,膜内侧,6,Simple diffusion,Facilitated diffusion,Ion pump,7,简单扩散 被动转运 载体蛋白 促进扩散 通道蛋白 （离子通道） 主动转运 离子泵,物质跨膜 传送方式,8,4.2 跨膜转运机理（载体蛋白、通道蛋白、离子泵） 4.2.1 载体蛋白,胰岛素, 或肌肉收缩 促进载体蛋白的转运速率,肌肉、脂肪细胞对葡萄糖的载体转运（促进扩散）,9,肝细胞对葡萄糖的载体转运（促进扩散）,10,肠粘膜细胞对葡萄糖的主动转运,11,4.2.2 通道蛋白 配体控制通道（LGC） 通道的开启与关闭受配体(Ach、GABA等)调控; (2) 电压控制通道(VGC) 通道的开启与关闭受膜电位变化的影响; (3) 离子控制通道(IGC) 通道的开启与关闭受某些特殊离子浓度变化的影响.,12,从神经冲动刺激肌纤维收缩，整个反应1秒内完成， 至少包括4个闸门通道的相继开启与关闭： 1）电压控制Ca2+通道 2）Ach 配体控制通道 3）电压控制Na+通道 4）肌浆网上的Ca2+通道,4.2.2.1 配体控制通道烟碱型乙酰胆碱受体（N-AchR） Brisson and Unwin（ 1985年 ） ： N-AchR是由、 四型亚基构成的五聚体。,15,16,17,4.2.2.2 电压控制通道（ Na+、K+、Ca2+通道） 有下列共性： 均由、 等多个亚基构成的寡聚体糖蛋白。 其中 大亚基结构相似，在膜中形成4个跨膜区，每个跨膜区有6个呈螺旋形式的跨膜肽段（S1 S6）,18,电压控制的Na+、K+、Ca2+通道的共性结构,静息状态下，S4区Arg+/Lys+与跨膜肽链上aa-发生相互作用，关闭离子通道; 去极化时， S4区Arg+/Lys+发生位移，开启离子通道。,H5/P区：离子通道孔； 药物、毒素作用部位,S4： 电压感受器,19,4.2.3 离子泵（ion pump） 低 高 （耗能、主动） 4.2.3.1 钠钾泵（ Na+-K+ - ATPase ）,由2、2亚基构成四聚体，属于 横跨细胞膜的 糖蛋白,载体蛋白,传送离子,2 亚基（功能） 2亚基（定位）,(E2) 磷酸化的亲钾构象,非磷酸化的亲钠构象 (E1),ATP,ADP,膜外侧,膜内侧,Mg2+,H2O,Pi,21,E1-非磷酸化的亲钠型,E2-磷酸化的亲钾型,22,Na+-K+-ATPase活性测定设计基本思路 ATP ADP + Pi (总酶活性),Na+-K+ - ATPase,Mg2+ - ATPase, ATP ADP + Pi (剩余酶活性), Na+-K+ - ATPase 活性,Na+-K+ - ATPase,Mg2+ - ATPase,乌本苷,（）,23,4.2.3.2 钙泵(Ca2+ - ATPase),钙泵与Ca2+结合 钙泵发生磷酸化修饰而变构 将Ca2+泵回肌桨网内Ca2+库再充盈 ，同时胞浆内Ca2+浓度下降 肌肉松弛。,肌纤维收缩 兴奋过后,24,三类膜转运蛋白作用机制的异同点,载体蛋白 通道蛋白 离子泵 高低 高低 低高 被动转运 被动转运 主动转运 不耗能 不耗能 耗能 速度快 速度更快 速度快 有饱和性 无饱和性 肌肉、脂肪细胞 神经肌肉接头处 细胞膜上的 葡萄糖载体蛋白 N-AchR Na+-K+-ATPase 载体蛋白变构 通道开启或关闭 磷酸化的亲K+型 非磷酸化的亲Na+型,25,4.2.4 基团转位(group translocation),磷酸烯醇式丙酮酸转磷酸化酶传送系统(S.Rosman),糖外 P-Pr 丙酮酸 酶、A、B 酶 糖内P H-Pr 磷酸烯醇式丙酮酸,27,（ 基团转位 ）, 脑内缺乏谷氨酰转肽酶，易导致神经系统功能障碍。,28,4.2.5 膜动运输（membrane moving traffic） 通过膜的变形运动来运输大分子抗原、蛋白质、颗粒等物质。,固有/组成性分泌途径 胞吐(exocytosis) 膜动运输 调节性分泌途径 吞噬作用（phagocytosis） 胞吞(endocytosis) 吞饮作用(pinocytosis),(胞泌),胞吐作用,SG-secretory granule CP-coated pit PH-phagosome SV-secretory vesicle CV-coated vesicle PL-phagolysosome,1）,30,胞吐/泌的两条分泌途径,胞 饮 体,胞饮,胞吞作用的两种类型,32,受体介导的胞吞作用（动物细胞摄取胆固醇）,
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