细胞质膜与物质的跨膜运输.ppt

三、细胞膜的功能为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境。进行选择性的物质运输，包括代谢底物的输入与代谢产物的排除，其中伴随着能量的传递。提供细胞识别位点，并完成细胞内外信息跨膜传递。介导细胞与细胞、细胞与基质的连接为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效而有序地进行参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构膜蛋白可作为疾病治疗的药物靶标。第三节膜骨架21膜骨架(membraneskeleton）：细胞膜下与膜蛋白质相连的由纤维蛋白质组成的网架结构，它参与维持细胞膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。人红细胞膜骨架0102红细胞血影（bloodghost）第四章物质的跨膜运输02主动运输物质的跨膜运输03胞吞作用与胞吐作用01被动运输被动运输(passivetransport)顺浓度梯度动力来自物质的浓度梯度，不消耗ATP根据需不需要膜蛋白的帮助，被动运输又可分为:简单扩散协助扩散一、被动运输简单扩散(simplediffusion)也叫自由扩散（freediffusion）特点：没有膜蛋白的协助。通透性取决于分子大小和分子的极性：疏水的小分子和小的不带电荷的极性分子易于简单扩散。通透性主要取决于分子大小和分子的极性，小分子较大分子易，非极性较极性易。协助扩散（facilitateddiffusion)各种极性分子和无机离子，如糖、氨基酸、核苷酸以及细胞代谢物等顺其浓度梯度或电化学梯度减小方向的跨膜转运，不需能量，特异的膜转运蛋白协助物质转运。膜转运蛋白（Transportproteins）:据估计细胞膜上与物质转运有关的蛋白占核基因编码蛋白的15~30%，细胞用在物质转运方面的能量达细胞总消耗能量的2/3细胞膜上存在两类主要的转运蛋白，即载体蛋白（carrierprotein）通道蛋白（channelprotein）载体蛋白（carrierproteins)存在于所有类型的生物膜，每种蛋白能与特定的溶质分子结合，通过一系列构象改变介导溶质分子的跨膜转运。特点：特异性。有特异结合位点，可同特异性底物结合多次跨膜；也被称通透酶（permease）载体蛋白既参与被动的物质运输，也参与主动的物质运输通道蛋白(channelproteins)：是跨膜的亲水性通道。运输过程中本身不与溶质分子结合。目前发现的通道蛋白已有100多种，主要是离子通道(ionchannels)。离子通道驱动带电荷的溶质跨膜转运的净驱动力为溶质的浓度梯度和跨膜电位差。二者共同构成溶质跨膜的电化学梯度（electrochemicalgradient），这种梯度决定溶质跨膜的被动运输的方向。K+channel4thsubunitnotshown主动运输(activetransport)逆浓度梯度（逆化学梯度）；都有载体蛋白协助；需要能量2协同运输离子梯度动力3ATP驱动泵1主动运输的三种基本类型5方向！4光驱动泵二、主动运输泵：能驱动离子或小分子以主动运输方式穿过生物膜的跨膜蛋白1Na+-K+pump（Na+-K+ATPase）2Ca2+pump（Ca2+ATPase）3质子泵4ATP驱动泵在α亚基上有Na+和K+结合位点α亚基是跨膜蛋白，在细胞质面有ATP结合位点，细胞外侧有乌本苷(ouabain)结合位点，它可抑制该泵活性;Na+-K+ATPase是由两个大亚基(α亚基)和两个小亚基(β亚基)组成；钠-钾泵的结构工作原理磷酸化和去磷酸化自磷酸化过程:ATP上的一个磷酸基团转移到钠钾泵的一个天冬氨酸残基上，导致构象变化构象的变化（每秒可发生1000次）与Na+、K+的亲和力发生变化每一循环消耗一个ATP；转运出三个Na+，转进两个K+工作原理钠钾泵(Na+-K+ATPase）维持细胞的渗透性，保持细胞的体积；1维持细胞的静息电位。3维持低Na+高K+的细胞内环境；该浓度梯度为葡萄糖协同运输提供驱动力；2Na+-K+泵的作用：钙泵（Ca2+-ATP酶）1组成：1000个氨基酸残基的多肽所构成的跨膜蛋白质。2存在于细胞膜和内质网膜上。3与ATP水解相偶联，每消耗一个ATP，从膜内转运出2个Ca2+到膜外或内质网中，以维持细胞内低浓度的游离Ca2+工作原理Ca2+结合－－酶活化－－磷酸化－－构象改变－－脱Ca2+－－去磷酸化－－构象恢复10-3mol/LCa2+通道（IP3）Ca2+-ATPaseCa2+肌质网细胞膜Ca2+Ca2+10-7mol/L3X10-3mol/