细胞跨膜物质转运庄.ppt

电压门K+通道(VoltagegatedK+channel)K+通道有四个亚单位，每个亚基有6个跨膜α螺旋(S1-S6)，N和C端均位于胞质面。连接S5-S6段的发夹样β折叠(P区或H5区)构成通道的内衬，大小可允许K+通过。K+通道具有三种状态：开启、关闭和失活。目前认为S4段是电压感受器。4thsubunitnotshown第31页，共71页，星期日，2025年，2月5日配体门控离子通道通过与细胞内外某些小分子配体的结合和分离来改变构象，调节通道开关，如配体门控Na+通道。(2)配体门控离子通道第32页，共71页，星期日，2025年，2月5日配体门通道(Nicotinicacetylcholinereceptor)离子通道型受体。第33页，共71页，星期日，2025年，2月5日压力激活通道通过感应压力来调节构象，如内耳听觉毛细胞依赖这一机制产生兴奋。(3)压力激活离子通道第34页，共71页，星期日，2025年，2月5日压力激活通道（stress-activatedchannel）第35页，共71页，星期日，2025年，2月5日少数种类离子通道是持续开放的，如神经细胞膜上非门控的K+渗漏通道、Na+渗漏通道。（4）非门控的离子通道第36页，共71页，星期日，2025年，2月5日神经肌肉接点由Ach门控通道开放而出现终板电位时，可使肌细胞膜中的电位门Na+通道和K+通道相继激活，出现动作电位；引起肌质网Ca2+通道打开，Ca2+进入细胞质，引发肌肉收缩。电压门控离子通道配体门控离子通道压力激活离子通道第37页，共71页，星期日，2025年，2月5日第38页，共71页，星期日，2025年，2月5日二、被动运输与主动运输●被动运输：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运输。转运的动力来自物质的浓度梯度，不消耗能量。类型：简单扩散（simplediffusion），协助扩散（facilitateddiffusion）需要膜转运蛋白。●主动运输：通过转运蛋白介导，物质逆浓度梯度跨膜运输。运输过程需要与释放能量的过程相偶联。●膜泡运输：大分子和颗粒物质被运输时并不直接穿过细胞膜，都是由膜包围形成膜泡，通过一系列膜囊泡的形成和融合来完成转运的过程，也称吞排作用或称批量运输，包括细胞内膜系统各个部分之间的膜泡运输。大多数运输小泡是在膜的特定区域以出芽方式产生的。在转运过程中，涉及膜的融合与断裂，因此需要消耗能量。第39页，共71页，星期日，2025年，2月5日（一）自由扩散、简单扩散、扩散被转运物质顺浓度梯度跨膜扩散第40页，共71页，星期日，2025年，2月5日1.简单扩散（simplediffusion）人工脂质膜对各类物质的通透率：1.脂溶性越高通透性越大，水溶性越高通透性越小；2.非极性分子比极性容易透过，极性不带电荷小分子，如H2O、O2等可以透过人工脂双层；3.小分子比大分子容易透过；4.分子量略大一点的葡萄糖、蔗糖则很难透过；5.人工膜对带电荷的物质，如各类离子是高度不通透的特点：运输方向：高浓度向低浓度跨膜动力：物质的浓度梯度不需要转运蛋白协助不消耗能量第41页，共71页，星期日，2025年，2月5日运输物质的通透性脂溶性分子水溶性分子非极性分子：CO2、O2、N2通透性逐渐减小不带电的小分子（H2O尿素甘油）不带电的稍大分子（葡萄糖核苷酸氨基酸）带电的离子（K+Na+Ca2+Cl-……）通透性逐渐减小大分子及其颗粒性物质极性分子第42页，共71页，星期日，2025年，2月5日2.水孔蛋白：水分子的跨膜通道水通道(Aquaporin，AQP)水扩散通过人工膜的速率很低，人们推测膜上有水通道。1991年Agre发现第一个水通道蛋白CHIP28（28KD），他将CHIP28的mRNA注入非洲爪蟾的卵母细胞中，在低渗溶液中，卵母细胞迅速膨胀，5分钟内破裂。细胞的这种吸水膨胀现象会被Hg2+抑制。2003年Agre与离子通道的研究者MacKinnon同获诺贝尔化学奖。目前在人类细胞中已发现的此类蛋白至少有11种，被命名为水通道蛋白（Aquaporin，AQP）。第43页，共71页，星期日，2025年，2月5日水通道(Aquaporin，AQP)水孔蛋白是由4个亚基组成的四聚体每个亚基的相对分子质量为28kDa，有六个跨膜结构域，在跨膜结构域2与3、5与6之间有一个环状结构，是水通过的通道，每个亚基是一个独