《细胞生物学》课程教学资源（PPT课件）第5章 物质的跨膜运输

第5章 生 物质的跨膜运输 Cell membrane Diffusion Passive transport Facilitated diffusion Lysosome ◆ Active transport

第5章 物质的跨膜运输

本章主要内容 ·膜转运蛋白与小分子物质的跨膜运输 ·ATP驱动泵与主动运输 ·胞吞作用与胞吐作用

本章主要内容 • 膜转运蛋白与小分子物质的跨膜运输 • ATP驱动泵与主动运输 • 胞吞作用与胞吐作用

第一节膜转运蛋白与小分子物质的跨膜运输 transported molecule channel protein transporter lipid concentration bilayer gradient NERGY simple channel- transporter- diffusion mediated mediated PASSIVE TRANSPORT ACTIVE TRANSPORT

第一节 膜转运蛋白与小分子物质的跨膜运输

脂双层的不透性和膜转运蛋白 ·脂双层疏水对绝大多数极 Gases C02,N2,O2 Permeable 性分子、离子以及细胞代 Small uncharged Ethanol Permeable polar 谢产物的通透性极低，形 molecules 0 H20 NH2 -C-NH2 Water 成了细胞的渗透屏障 Slightly Urea permeable Large uncharged ·膜转运蛋白可分为两类： polar molecules Glucose,fructose Impermeable -载体蛋白(carrier protein, lons transporter）. KCOO Impermeable -通道蛋白(channel protein) Charged polar Amino acids,ATP, molecules glucose 6-phosphate, proteins,nucleic acids Impermeable oosEe 2006 W.H.Freeman and Company

一、脂双层的不透性和膜转运蛋白 • 脂双层疏水对绝大多数极 性分子、离子以及细胞代 谢产物的通透性极低，形 成了细胞的渗透屏障 • 膜转运蛋白可分为两类： – 载体蛋白（carrier protein， transporter） – 通道蛋白（channel protein）

(一)载体蛋白及其功能 ·多次跨膜；通过构象改变介导溶质分子跨膜转运 ·与底物（溶质）特异性结合；具有高度选择性；具有类似 于酶与底物作用的饱和动力学特征；但对溶质不做任何共 价修饰 葡萄糖 状态A 状态B 浓度梯度 质膜外侧 脂双层 质膜内侧 3 载体蛋白

（一）载体蛋白及其功能 • 多次跨膜；通过构象改变介导溶质分子跨膜转运 • 与底物（溶质）特异性结合；具有高度选择性；具有类似 于酶与底物作用的饱和动力学特征；但对溶质不做任何共 价修饰

(一)载体蛋白及其功能 不同部位的生物膜往往含有各自功能相关的不同载体蛋白 表5-2载体蛋白的举例 载体蛋白 典型定位 能源 功能 葡萄糖载体 大多数动物细胞的质膜 无 被动输入葡萄糖 Na驱动的葡萄糖泵 肾和肠细胞的顶部质膜 Na梯度 主动输入葡萄糖 Na-H交换器 动物细胞的质膜 Na梯度 主动输出H,调节H Na-K泵 大多数动物纽胞的质膜 ATP水解 主动输出Na和输入K Ca2+泵 真核细胞的质膜 ATP水解 主动输出C24 H*泵(H-ATPase) 植物纽胞、真菌和一些纸菌细胞的质膜 ATP水解 从纽胞主动输出H 动物纽胞溶酶体膜、植物和真菌细胞的液泡膜 ATP水解 主动将胞质内H*转运到溶酶体或液泡 菌紫红质 一些细菌的质膜 光 主动将H什转运到细胞外 P69

（一）载体蛋白及其功能 • 不同部位的生物膜往往含有各自功能相关的不同载体蛋白 P69

(二)通道蛋白及其功能 ·3种类型：离子通道、孔蛋白以及水孔蛋白 ·大多数通道蛋白都是离子通道 ·转运底物时，通道蛋白形成选择性和门控性跨膜通道 Water channel Cell membrane on channel 水孔蛋白 离子通道 Periplasm 孔蛋白

（二）通道蛋白及其功能 • 3 种类型：离子通道、孔蛋白以及水孔蛋白 • 大多数通道蛋白都是离子通道 • 转运底物时，通道蛋白形成选择性和门控性跨膜通道 孔蛋白 水孔蛋白 离子通道

Main Porin From Mycobacterium smegmatis(MSPA) B.B日G《cy 1ar41648:4328 http://bragi.gbf.de/bilder/1UUN.gif

Main Porin From Mycobacterium smegmatis (MSPA) http://bragi.gbf.de/bilder/1UUN.gif

离子通道的类型及其3个显著特征 。 具有极高的转运速率 没有饱和值 ·离子通道非连续性开放，而是门控的 通道关闭 胞外 胞内 A. 电压门通道 B.配体门通道 （胞外配体) C.配体门通道（胞内配体） 通道开启 D.应力激活通道 胞外 000f 胞内

离子通道的类型及其 3 个显著特征 • 具有极高的转运速率 • 没有饱和值 • 离子通道非连续性开放,而是门控的 A. 电压门通道 B. 配体门通道（胞外配体） C. 配体门通道（胞内配体） D. 应力激活通道

压力激活离子通道举例 A (B) C】 entry of supporting cell tectorial membrane stereocilia basilar membrane auditory nerve fibers BUNDLE NOT BUNDLE TILTED TILTED

压力激活离子通道举例