医学细胞生物学细胞膜与物质的跨膜转运第三讲---赵崴.ppt

　细胞膜是选择性半透膜 膜转运蛋白 1.通道蛋白 　在膜上形成亲水孔道介导离子转运 2.载体蛋白 　　通过构象改变进行物质转运 二、离子通道扩散 以其亲水区构成亲水通道和离子通道 有些通道蛋白处于持续开放状态： 　例如：钾泄漏通道 多数通道为闸门通道 闸门门控通道的类型 1.电压闸门通道（voltage-gated channel） 2.配体闸门通道（ligand-gated channel） 3.机械门控通道(mechanical gated channel) 易化扩散的特点： 具有结构特异性； 饱和现象，存在最大转运速度； 竞争性抑制、非竞争性抑制。 哺乳动物细胞内外离子浓度比较 钠钾泵的生物学意义 维持了细胞内低钠高钾的特殊离子浓度 1.　调节细胞容积，维持渗透压 2.　膜电位的产生 3.　促进物质吸收 钙泵 大分子物质的跨膜运输 Endocytosis and Exocytosis 一、胞吞作用（endocytosis） 又称入胞作用或内吞作用，是通过质膜的变形运动将细胞外物质转运入细胞内的过程。 分为三类 　　1.吞噬作用 　　2.吞饮作用 　　3.受体介导的内吞作用 摄入直径大于1μｍ的颗粒物质 如细菌、细胞碎片等。 形成的小囊泡称吞噬体。 是细胞摄入溶质或液体的过程。 形成的小囊泡称胞饮体。 二、胞吐作用（exocytosis） 　 某些代谢废物及细胞分泌物被质膜包裹形成的小囊泡从细胞内部移至细胞表面，与质膜融合，将物质排出细胞之外。 有被小泡的被是什么？ 囊泡为什么会从质膜上脱落下来？ 分泌小泡为什么会与靶膜特异性融合呢？ 三、分子基础 (一) 衣被类型 网格蛋白（clathrin） COPI COPII 主要作用： 1.选择性的将特定蛋白聚集在一起，形成运输小泡 2.如同模具一样决定运输小泡的外部特征。 网格蛋白衣被小泡 相关运输途径：质膜→内体，高尔基体→内体，高尔基体→溶酶体。 结构：由3个重链和3个轻链组成，形成一个具有3个曲臂的形状。许多网格蛋白的曲臂部分交织在一起，形成具有5边形网孔的笼子。 衔接蛋白(adaptin)：也称接合素，介于网格蛋白与配体受体复合物之间，起连接作用。目前至少发现4种，分别结合不同类型的配体受体复合物，形成不同性质的转运小泡。 目前AP1、AP2、AP3性质已经明确。 接合素捕获转运分子，并与网格蛋白一起组成转运系统，定向转运生物大分子。 动力素(dynamin)：当网格蛋白衣被小泡形成时，可溶性蛋白dynamin聚集成一圈围绕在芽的颈部，将小泡柄部的膜尽可能地拉近（小于1.5nm），从而导致膜融合，掐断（pinch off）衣被小泡。 小 结 主动运输的特点： 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。 主动运输所需的能量来源主要有： ①通过水解ATP获得能量 ； ②离子浓度梯度； 胞吐作用 吞噬作用 吞噬体phagosome 胞饮作用 吞饮体pinosome (一)、吞噬作用 (phagocytosis) (二)、胞饮作用 (pinocytosis) （三）受体介导的内吞作用 　（receptor—mediated endocytosis） 与受体结合 特异、高效的摄取细胞外大分子的方式　 LDL、转铁蛋白、VB12、铁离子的摄取 2.受体介导的LDL内吞作用 低密度脂蛋白颗粒的分子结构：中心含有大约1500个酯化的胆固醇分子，其外包围着800个磷脂分子和500个游离的胆固醇分子，载脂蛋白 LDL受体：具有839个氨基酸残基 的单次跨膜糖蛋白。 LDL受体介导的内吞过程： 低密度脂蛋白颗粒 细胞质 LDL颗粒 LDL受体 有被小窝 有被小泡 无被小泡 胞内体 受体与大分子颗粒分开 胞内体部分 胞内体部分 初级溶酶体 吞 噬 溶 酶 体 受体再循环 LDL受体介导的内吞过程 图中所示是培养的成纤维细胞质膜对LDL的内吞作用。 LDL颗粒与含铁的转铁蛋白共价相连， 电子显微镜下所见的黑点是小分子的铁。（a）LDL与细胞表面的受体结合并形成有网格蛋白包被的小窝；（b） 含有LDL的被膜小窝向下凹陷逐渐形成被膜小泡；（c） 含有转铁蛋白标记的LDL被膜小泡；（d）含有转铁蛋白标记的LDL颗粒的无被小泡。 两种胞吐形式： 1.结构性分泌(constitutive pathway of secretion)： 分泌蛋白、高尔基体分泌囊泡。 2.调节性分泌(regulated pathway of secretion) ： 储存于分泌囊泡、外界信号。 结构性分泌 调节性分泌 A 三腿复合物 B 包被亚基 C网格蛋白小泡