天津科技大学：《细胞生物学》课程教学课件（PPT讲稿）第五章 物质的跨模运输与信号传递

第五章 物质的跨膜运输 与信号传递

第五章 物质的跨膜运输 与信号传递

物质的跨膜运输部分 • 第一节、被动运输 • 一、简单扩散 • 二、协助扩散 • 第二节 主动运输 • 一、钠钾泵 • 二、钙离子泵 • 三、质子泵 四、ABC 转运器 五、协同运输 第三节、膜泡运输的基本概念 一、吞噬作用 二、胞饮作用 三、外排作用 四、穿胞运输 五、胞内膜泡运输

物质的跨膜运输部分 • 第一节、被动运输 • 一、简单扩散 • 二、协助扩散 • 第二节 主动运输 • 一、钠钾泵 • 二、钙离子泵 • 三、质子泵 四、ABC 转运器 五、协同运输 第三节、膜泡运输的基本概念 一、吞噬作用 二、胞饮作用 三、外排作用 四、穿胞运输 五、胞内膜泡运输

• 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 （carrier protein）和通道蛋白（channel protein）。 – 载体蛋白又称做载体（carrier）、通透酶（permease）和转运器 （transporter），有的需要能量驱动，如：各类APT驱动的离子泵； 有的则不需要能量，如：缬氨酶素。 – 通道蛋白能形成亲水的通道，允许特定的溶质通过，所有通道蛋白 均以自由扩散的方式运输溶质

• 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 （carrier protein）和通道蛋白（channel protein）。 – 载体蛋白又称做载体（carrier）、通透酶（permease）和转运器 （transporter），有的需要能量驱动，如：各类APT驱动的离子泵； 有的则不需要能量，如：缬氨酶素。 – 通道蛋白能形成亲水的通道，允许特定的溶质通过，所有通道蛋白 均以自由扩散的方式运输溶质

Membrane Transport Proteins

Membrane Transport Proteins

第一节 被动运输

第一节 被动运输

一、简单扩散 • 也叫自由扩散（free diffusion）特点： – ①沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散； – ②不需要提供能量； – ③没有膜蛋白的协助。 • 某种物质对膜的通透性（P）可以根据它在油和水中的分 配系数（K）及其扩散系数（D）来计算： • P=KD/t • t为膜的厚度

一、简单扩散 • 也叫自由扩散（free diffusion）特点： – ①沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散； – ②不需要提供能量； – ③没有膜蛋白的协助。 • 某种物质对膜的通透性（P）可以根据它在油和水中的分 配系数（K）及其扩散系数（D）来计算： • P=KD/t • t为膜的厚度

CO2 Gases Small uncharged polar Ethanol molecules Water H20 Urea NH2 C O Large uncharged polar Glucose molecules K*,Mg2,Ca2, lons CI-,HCO3, HP0,2- Charged Amino acids polar ATP molecules Glucose 6-phosphate

• 人工膜对各类物质的通透率： • 脂溶性越高通透性越大，水溶性越高通透性越小； • 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，但速度较慢； • 小分子比大分子容易透过；分子量略大一点的葡萄糖、蔗 糖则很难透过； • 人工膜对带电荷的物质，如各类离子是高度不通透的

• 人工膜对各类物质的通透率： • 脂溶性越高通透性越大，水溶性越高通透性越小； • 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，但速度较慢； • 小分子比大分子容易透过；分子量略大一点的葡萄糖、蔗 糖则很难透过； • 人工膜对带电荷的物质，如各类离子是高度不通透的

二、协助扩散 • 也称促进扩散（facilitated diffusion）。 • 特点： ①比自由扩散转运速率高； ②运输速率同物质浓度成非线性关系； ③特异性；饱和性。 • 载体：离子载体和通道蛋白两种类型

二、协助扩散 • 也称促进扩散（facilitated diffusion）。 • 特点： ①比自由扩散转运速率高； ②运输速率同物质浓度成非线性关系； ③特异性；饱和性。 • 载体：离子载体和通道蛋白两种类型

（一）离子载体（ionophore） • 是疏水性的小分子，可溶于双脂层，多为微生物合成，是 微生物防御或与其它物种竞争的武器。 • 分为两类： – 可动离子载体（mobile ion carrier） ：如缬氨霉素（valinomycin） 是一种由三个重复部分构成的环形分子，能顺浓度梯度转运K+。 DNP和FCCP可转运H+。 – 通道离子载体（channel former）：如短杆菌肽A（granmicidin）， 是由15个疏水氨基酸构成的短肽，2分子形成一个跨膜通道，有选 择的使单价阳离子如H+ 、Na+ 、K+按化学梯度通过膜

（一）离子载体（ionophore） • 是疏水性的小分子，可溶于双脂层，多为微生物合成，是 微生物防御或与其它物种竞争的武器。 • 分为两类： – 可动离子载体（mobile ion carrier） ：如缬氨霉素（valinomycin） 是一种由三个重复部分构成的环形分子，能顺浓度梯度转运K+。 DNP和FCCP可转运H+。 – 通道离子载体（channel former）：如短杆菌肽A（granmicidin）， 是由15个疏水氨基酸构成的短肽，2分子形成一个跨膜通道，有选 择的使单价阳离子如H+ 、Na+ 、K+按化学梯度通过膜