生物化学膜结构与物质转运.pptxVIP

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 低浓度被动传送主动转运 传送 顺浓度差 不耗能 简单扩散被动传送 促进扩散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)（1） 载体蛋白传送 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（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。促进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Na＋-K＋-ATPase (Na＋泵) Ca2+-ATPase (Ca2+泵)膜外侧离子泵膜内侧Ion pumpSimple diffusionFacilitateddiffusion 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 肌肉、脂肪细胞对葡萄糖的载体转运（促进扩散） 胰岛素, 或肌肉收缩→ → 促进载体蛋白的转运速率 肝细胞对葡萄糖的载体转运（促进扩散） 肠粘膜细胞对葡萄糖的主动转运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. 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。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）电压控制的Na+、K+、Ca2+通道的共性结构H5/P区：离子通道孔；药物、毒素作用部位 S4： 电压感受器静息状态下，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。4.2.3 离子泵（ion pump） 低 高 （耗能、主动） 4.2.3.1 钠钾泵（ Na+-K+ - ATPase ）载体蛋白传送离子 由2?、2β亚基构成四聚体，属于 横跨细胞膜的 糖蛋白2? 亚基（功能）2β亚基（定位） (E2)磷酸化的亲钾构象膜外侧H2OADPMg2+PiATP 非磷酸化的亲钠构象 (E1)膜内侧E1---非磷酸化的亲钠型E2---磷酸化的亲钾型 Na+-K+-ATPase活性测定设计基本思路① ATP ADP + Pi (总酶活性) Na+-K+ - ATPase Mg2+ - ATPase 乌本苷（－）Na+-K+ - ATPase② ATP ADP + Pi (剩余酶活性)Mg2+ - ATPase ① － ② ? Na+-K+ - ATPase 活性 4.2.3.2 钙泵(Ca2+ - ATPase)肌纤维收缩 兴奋过后 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。 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