物质的跨膜运输翟中和细胞生物学省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第五章第五章 物质跨膜运输物质跨膜运输 膜转运蛋白与物质跨膜运输膜转运蛋白与物质跨膜运输 胞吞作用与胞吐作用胞吞作用与胞吐作用第1页第一节第一节 膜转运蛋白与物质跨膜运输膜转运蛋白与物质跨膜运输一、脂双层不透性和膜转一、脂双层不透性和膜转运蛋白运蛋白 细胞内外离子差异分布细胞内外离子差异分布主要由两种机制作控制：主要由两种机制作控制：1.1.取决于一套特殊膜转运取决于一套特殊膜转运蛋白活性；蛋白活性；2.2.取决于质膜本身脂双层取决于质膜本身脂双层所含有疏水性特征。所含有疏水性特征。组分组分细胞内浓度细胞内浓度/（mmol.L-1）细胞外浓度细胞外浓度/（mmol.L-1）阳离子阳离子Na+5-15145K+1405Mg2+0.51-2Ca2+10-41-2H+7 10-8（pH7.2）4 10-8（pH7.4）阴离子阴离子Cl-5-15110固定阴离子高高0经典哺乳类细胞内外离子浓度比较经典哺乳类细胞内外离子浓度比较第2页一、脂双层不透性和膜转运蛋白一、脂双层不透性和膜转运蛋白 载体蛋白载体蛋白 通道蛋白通道蛋白 通道蛋白与载体蛋白异同通道蛋白与载体蛋白异同第3页、载体蛋白、载体蛋白结构结构:屡次跨膜整合性膜蛋白屡次跨膜整合性膜蛋白机制机制:经过经过构象改变构象改变介导介导与之结合溶质分子与之结合溶质分子跨膜转运跨膜转运特征特征:如同酶含有特异性结合位点如同酶含有特异性结合位点,含有高度选择性含有高度选择性一次只能与膜一侧一个溶质结合一次只能与膜一侧一个溶质结合,经构象改变转运溶质经构象改变转运溶质转运过程含有类似于酶与底物作用饱和动力学特征转运过程含有类似于酶与底物作用饱和动力学特征 与酶不一样对转运溶质分子不作任何共价修饰与酶不一样对转运溶质分子不作任何共价修饰 载载体体蛋蛋白白-通通透透酶酶（permease）：既既可可被被底底物物类类似似物物竞竞争争性性地抑制，又可被某种抑制剂非竞争性抑制以及对地抑制，又可被某种抑制剂非竞争性抑制以及对pH有依赖性等。有依赖性等。第4页 载体蛋白载体蛋白类型类型 介导被动运输介导被动运输 易易化化转转运运蛋蛋白白:不不与与能能量量释释放放体体系系相相偶偶联联，主主要要介介导导帮帮助扩散（易化扩散），物质跨膜运动能够在任一方向发生。助扩散（易化扩散），物质跨膜运动能够在任一方向发生。介导主动运输（激活转运蛋白）介导主动运输（激活转运蛋白）ATPATP驱驱动动泵泵蛋蛋白白:离离子子泵泵主主要要成成份份,由由ATPATP直直接接水水解解供供能能，单方向逆着浓度梯度运输离子。单方向逆着浓度梯度运输离子。协协同同转转运运蛋蛋白白：利利用用储储存存在在一一个个溶溶质质（离离子子）电电化化学学梯梯度度中中自自由由能能来来转转运运另另外外一一个个溶溶质质，单单方方向向逆逆着着浓浓度度梯梯度度运运输离子。输离子。光光驱驱动动泵泵蛋蛋白白:利利用用光光能能，单单方方向向逆逆着着浓浓度度梯梯度度转转运运质质子。子。第5页、通道蛋白、通道蛋白 通道蛋白通道蛋白结构结构 通道蛋白通道蛋白特征特征 通道蛋白类型通道蛋白类型第6页结结 构构 通道蛋白形成跨膜离子选择性通道。通道蛋白形成跨膜离子选择性通道。对对离离子子选选择择性性依依赖赖于于通通道道直直径径和和形形状状以以及及通道内衬带电荷氨基酸分布。通道内衬带电荷氨基酸分布。它它所所介介导导被被动动运运输输不不需需要要与与溶溶质质分分子子结结合合，只有大小和电荷适宜离子才能经过。只有大小和电荷适宜离子才能经过。第7页特特 征征含有极高含有极高转运速率转运速率 驱驱动动带带电电荷荷离离子子跨跨膜膜转转运运动动力力来来自自溶溶质质浓浓度度梯梯度度和和跨跨膜膜电电位位差差两两种种力力协协力力跨跨膜膜电电化化学学梯梯度度，运运输输方方向向顺电化学梯度进行。顺电化学梯度进行。离子通道没有饱和值离子通道没有饱和值 即即使使在在很很高高离离子子浓浓度度下下它它们们经经过过离离子子量量依依然然没没有有最最大值。大值。是是非非连连续续性性开开放放,而而是是门门控控，即即离离子子通通道道活活性性由由通通道道开或关两种构象调整。开或关两种构象调整。通道打开时，同时结合膜两侧离子通道打开时，同时结合膜两侧离子.第8页类类 型型 电压门通道电压门通道带电荷蛋白结构域会随跨带电荷蛋白结构域会随跨膜电位梯度改变发生对应膜电位梯度改变发生对应位移。位移。配体门通道配体门通道细胞内外一些小分子配体细胞内外一些小分子配体与通道蛋白结合继而引发与通道蛋白结合继而引发通道蛋白构象改变。通道蛋白构象改变。应力激活通道应力激活通道通道蛋白感应应力而改变通道蛋白感应应力而改变构象，从而开启通道形成构象，从而开启通道形成离子流，产生信号。离子流，产生信号。第9页、通道蛋白与载体蛋白异同、通道蛋白与载体蛋白异同主要不一样在于它们以不一样方式区分溶质，即主要不一样在于它们以不一样方式区分溶质，即决定运输一些溶质而不运输另外溶质：决定运输一些溶质而不运输另外溶质：1.通道蛋白通道蛋白：依据溶质大小和电荷进行区分，假如通道处依据溶质大小和电荷进行区分，假如通道处于开放状态，那么足够小和带有适当电荷分子或离子就能于开放状态，那么足够小和带有适当电荷分子或离子就能经过。经过。2.载体蛋白载体蛋白：只允许与载体蛋白上结合部位相适合溶质分只允许与载体蛋白上结合部位相适合溶质分子经过，而且载体蛋白每次转运都发生本身构象改变。子经过，而且载体蛋白每次转运都发生本身构象改变。第10页二、被动运输与主动运输二、被动运输与主动运输 被动运输（被动运输（passive transport）主动运输（主动运输（active transport）物质物质跨膜运输跨膜运输是细胞维持正常生命活动基础之一是细胞维持正常生命活动基础之一 第11页二、被动运输与主动运输二、被动运输与主动运输概念概念 被被动动运运输输：是是指指经经过过简简单单扩扩散散或或帮帮助助扩扩散散实实现现物物质质由由高高浓浓度度向低浓度方向跨膜转运。向低浓度方向跨膜转运。转运动力来自物质浓度梯度，不需要细胞提供代谢能量。转运动力来自物质浓度梯度，不需要细胞提供代谢能量。类型类型 简单扩散（简单扩散（simple diffusion）水孔蛋白（水孔蛋白（aquaporin,AQP)帮助扩散（帮助扩散（facilitated diffusion）第12页(一一)简单扩散简单扩散 疏水小分子或疏水小分子或小不带电荷极性分小不带电荷极性分子进行跨膜转运时，子进行跨膜转运时，不需要细胞提供能不需要细胞提供能量，也无需膜蛋白量，也无需膜蛋白帮助，所以称为简帮助，所以称为简单扩散。单扩散。不一样小分子物质不一样小分子物质跨膜转运速率差异极大跨膜转运速率差异极大不一样分子通透系不一样分子通透系数有很大区分。数有很大区分。人工脂双层膜对不人工脂双层膜对不同分子相对透性同分子相对透性 不一样分子经过人不一样分子经过人工工脂双层膜渗透系脂双层膜渗透系数数第13页决定通透性原因决定通透性原因 其通透性主要取决于分子大小和分子极性：其通透性主要取决于分子大小和分子极性：小分子比大分子轻易穿膜小分子比大分子轻易穿膜 非极性分子比极性分子轻易穿膜非极性分子比极性分子轻易穿膜 带电荷离子跨膜需要更高自由能带电荷离子跨膜需要更高自由能无膜蛋白人无膜蛋白人工脂双层对带电荷离子是高度不透。工脂双层对带电荷离子是高度不透。第14页为何含有极性水分子轻易穿膜？为何含有极性水分子轻易穿膜？可能是因为水分子非常小，能够经过因为膜质运可能是因为水分子非常小，能够经过因为膜质运动而产生间隙缘故。动而产生间隙缘故。不过，速度迟缓。不过，速度迟缓。水分子快速跨膜运动是以何种方式实现？水分子快速跨膜运动是以何种方式实现？水孔蛋白水孔蛋白 第15页(二二)水孔蛋白水孔蛋白 水孔蛋白发觉水孔蛋白发觉 水孔蛋白结构水孔蛋白结构 水孔蛋白选择性水孔蛋白选择性 第16页水孔蛋白发觉水孔蛋白发觉 长久以来长久以来,普遍认为细胞内外水分子是以简单扩普遍认为细胞内外水分子是以简单扩散方式透过脂双层膜。以后发觉一些细胞在低渗溶液散方式透过脂双层膜。以后发觉一些细胞在低渗溶液中对水通透性很高中对水通透性很高,极难以简单扩散来解释。极难以简单扩散来解释。比如，将红细胞移入低渗溶液后，很快吸水膨胀比如，将红细胞移入低渗溶液后，很快吸水膨胀而溶血，而水生动物卵母细胞在低渗溶液不膨胀。而溶血，而水生动物卵母细胞在低渗溶液不膨胀。所以，人们推测水跨膜转运除了简单扩散外所以，人们推测水跨膜转运除了简单扩散外,还还存在某种特殊机制存在某种特殊机制,并提出了并提出了水通道水通道概念。概念。第17页 1988年Agre在分离纯化红细胞膜上Rh血型抗原时，发觉了一个疏水性跨膜蛋白，称为CHIP28(Channel-Forming integral membrane protein)。1991年得到CHIP28cDNA序列，Agre将CHIP28mRNA注入非洲爪蟾卵母细胞中，在低渗溶液中，卵母细胞快速膨胀，并于5分钟内破裂，纯化CHIP28置入脂质体，也会得到一样结果。细胞这种吸水膨胀现象会被Hg2+抑制，而这是已知抑制水通透处理办法。这一发觉揭示了细胞膜上确实存在水通道，Agre所以而与离子通道研究者共享诺贝尔化学奖。当前在人类细胞中已发觉这类蛋白最少有10种，被命名为水通道蛋白（Aquaporin，AQP）第18页水孔蛋白结构水孔蛋白结构水孔蛋白是由四个亚基组成四聚体。水孔蛋白是由四个亚基组成四聚体。每个亚基由每个亚基由6个跨膜个跨膜螺旋组成，相对分子质量为螺旋组成，相对分子质量为28 000。每个每个水孔蛋白亚基单独形成一个供水分子运动中央孔。水孔蛋白亚基单独形成一个供水分子运动中央孔。中央孔直径稍大于水分子直径，约中央孔直径稍大于水分子直径，约0.28 nm，水孔长，水孔长约为约为2 nm。第19页水孔蛋白选择性水孔蛋白选择性 水水孔孔蛋蛋白白形形成成对对水水分分子子高高度度特特异异亲亲水水通通道道，只只允允许水而不允许离子或其它小分子溶质经过。许水而不允许离子或其它小分子溶质经过。源源于于通通道道内内高高度度保保守守氨氨基基酸酸残残基基侧侧链链与与经经过过水水分分子子形成氢键。形成氢键。源于非常狭窄孔径。源于非常狭窄孔径。第20页(三三)帮助扩散帮助扩散概念：概念：u 各种极性分子和无机离子，如糖、氨基酸、核苷酸以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跨及细胞代谢物等顺其浓度梯度或电化学梯度减小方向跨膜转运。膜转运。u 该过程不需要细胞提供能量，这与简单扩散相同，所该过程不需要细胞提供能量，这与简单扩散相同，所以二者都称为被动运输。以二者都称为被动运输。u 但在但在帮助扩散帮助扩散中，物质跨膜转运需要特异性膜转运蛋中，物质跨膜转运需要特异性膜转运蛋白白“帮助帮助”，从而使其转运速率增加，转运特异性增强。，从而使其转运速率增加，转运特异性增强。第21页 绝大多数哺乳类细胞都是利用血糖作为细胞主要能源，绝大多数哺乳类细胞都是利用血糖作为细胞主要能源，人类基因组编码人类基因组编码1212种与糖转运相关载体蛋白种与糖转运相关载体蛋白GLUT1GLUT1 GLUT12GLUT12，组成葡萄糖载体（，组成葡萄糖载体（GLUTGLUT）蛋白家族。）蛋白家族。(三三)帮助扩散帮助扩散 用红细胞和肝细胞用红细胞和肝细胞设计葡萄糖摄取试验，设计葡萄糖摄取试验，发觉由发觉由GLUT蛋白所介蛋白所介导细胞对葡萄糖摄取表导细胞对葡萄糖摄取表现酶动力学基本特征，现酶动力学基本特征，与简单扩散相比极大地与简单扩散相比极大地提升了摄入速率。提升了摄入速率。第22页特征：特征：葡萄糖载体介导葡萄糖载体介导帮助扩散帮助扩散比简单扩散转运速率高。比简单扩散转运速率高。膜转运蛋白帮助结果膜转运蛋白帮助结果与酶催反应相同与酶催反应相同,存在最大转运速率，所以可用到达存在最大转运速率，所以可用到达最大转运速率二分之一时葡萄糖浓度作为其最大转运速率二分之一时葡萄糖浓度作为其KmKm值，用值，用以衡量某种物质转运速率。以衡量某种物质转运速率。膜转运蛋白数量有限。在一定程度内运输速率同物质膜转运蛋白数量有限。在一定程度内运输速率同物质浓度成正比。如超出一定程度，浓度再增加，运输也浓度成正比。如超出一定程度，浓度再增加，运输也不再增加。因膜上载体蛋白结合位点已达饱和。不再增加。因膜上载体蛋白结合位点已达饱和。比较不一样分子比较不一样分子KmKm值，能够发觉不一样载体蛋白对溶值，能够发觉不一样载体蛋白对溶质亲和性不一样。质亲和性不一样。试验还发觉，不一样载体蛋白含有转运特异性溶质偏试验还发觉，不一样载体蛋白含有转运特异性溶质偏好性。好性。(三三)帮助扩散帮助扩散第23页、主动运输、主动运输定义：是由载体蛋白所介导物质逆浓度梯度或电化学梯度由浓定义：是由载体蛋白所介导物质逆浓度梯度或电化学梯度由浓度低一侧向高浓度一侧进行跨膜转运方式。度低一侧向高浓度一侧进行跨膜转运方式。类型（依据能量起源）：类型（依据能量起源）：ATP直接供能直接供能(ATP驱动泵驱动泵)、ATP间接间接提供能量提供能量(耦联转运蛋白耦联转运蛋白)、光能驱动、光能驱动 Fig.Fig.驱动主动运输三种类型驱动主动运输三种类型第24页Fig.NaFig.Na+-K-K+泵结构与工作模式示意图泵结构与工作模式示意图1.由由ATP直接提供能量主动运输直接提供能量主动运输钠钾泵钠钾泵ATPATP催化位点催化位点结构：结构：（MW=120,000DaMW=120,000Da）+（MW=50MW=50,000Da000Da）NaNa+-K-K+泵泵功效：维持细胞内低功效：维持细胞内低Na+高高K+离子环境离子环境存在：一切动物细胞细胞膜上，植物细胞、真菌、细菌存在：一切动物细胞细胞膜上，植物细胞、真菌、细菌上没有。上没有。第25页1.由由ATP直接提供能量主动运输直接提供能量主动运输钙泵和质子泵钙泵和质子泵结构：与结构：与NaNa+-K-K+泵泵亚基同源亚基同源 MW=100,000DaMW=100,000Da，每一泵单位中有每一泵单位中有1010个跨膜个跨膜螺旋螺旋，其中，其中3 3个螺个螺 旋与跨越脂双层中央通道相连。旋与跨越脂双层中央通道相连。CaCa2+2+泵泵功效：在肌质网内储存功效：在肌质网内储存Ca2+调整肌细胞收缩与舒张调整肌细胞收缩与舒张工作原理：工作原理：Ca2+泵：是由泵：是由1000个氨基酸残基组成多肽组成跨膜蛋白。个氨基酸残基组成多肽组成跨膜蛋白。Ca Ca2+2+泵工作与泵工作与ATPATP水解相偶联，每消耗一个水解相偶联，每消耗一个ATPATP分子转运出两个分子转运出两个CaCa2+2+。钙泵主要存在于细胞膜和内质网膜上，它将钙泵主要存在于细胞膜和内质网膜上，它将CaCa2+2+输出细胞或泵入内质网输出细胞或泵入内质网腔中储存起来，以维持细胞内低浓度游离腔中储存起来，以维持细胞内低浓度游离CaCa2+2+。在。在CaCa2+2+处于非磷酸化状态处于非磷酸化状态时，时，2 2个通道螺旋中止形成胞质侧结合个通道螺旋中止形成胞质侧结合2 2个个CaCa2+2+空穴，空穴，ATPATP在胞质侧与其结在胞质侧与其结合位点结合，伴随合位点结合，伴随ATPATP水解使相邻结构域天冬氨酸残基磷酸化，从而造成水解使相邻结构域天冬氨酸残基磷酸化，从而造成跨膜螺旋重排。跨膜螺旋重排破坏跨膜螺旋重排。跨膜螺旋重排破坏CaCa2+2+结合位点并释放结合位点并释放CaCa2+2+进入膜另一侧。进入膜另一侧。第26页质子泵质子泵功效：建立功效：建立H+电化学梯度，驱动转运溶质进入细胞电化学梯度，驱动转运溶质进入细胞种类种类（1 1）P P型质子泵：结构型质子泵：结构与与NaNa+-K-K+泵和泵和CaCa2+2+泵结构类似，在转运泵结构类似，在转运H H过过程中包括磷酸化和去磷酸化，存在于真核细胞细胞膜上。程中包括磷酸化和去磷酸化，存在于真核细胞细胞膜上。（2 2）V V型质子泵：存在于动物细胞溶酶体膜和植物细胞液泡膜上，型质子泵：存在于动物细胞溶酶体膜和植物细胞液泡膜上，转运转运H H+过程中不形成磷酸化中间体，称过程中不形成磷酸化中间体，称v v型质子泵，其功效是从细型质子泵，其功效是从细胞质基质中泵出胞质基质中泵出H H+进入细胞器，有利于保持细胞质基质中性进入细胞器，有利于保持细胞质基质中性pHpH和细和细胞器内酸性胞器内酸性pHpH。（3 3）H H+-ATP-ATP酶酶:存在于线粒体膜、植物类囊体膜和多数细菌质膜存在于线粒体膜、植物类囊体膜和多数细菌质膜上，以相反方式发挥生理作用上，以相反方式发挥生理作用H H+顺浓度梯度运动，将所释放能顺浓度梯度运动，将所释放能量与量与ATPATP合成偶联起来：合成偶联起来：线粒体氧化磷酸化线粒体氧化磷酸化叶绿体光合磷酸化叶绿体光合磷酸化第27页2.耦联转运蛋白耦联转运蛋白 耦联转运蛋白介导各种离子和分子跨膜运动。这类转运蛋白包含2种基本类型：同向转运蛋白和反向转运蛋白。因为这两类转运蛋白能同时转运两种不一样溶质，所以又称为协同转运蛋白。和ATP驱动泵直接利用水解ATP提供能量不一样，协同转运蛋白同时转运两种不一样溶质，所利用能量储存在其中一个溶质电化学梯度中，在动物细胞质膜上，Na+是惯用协同转运离子，它电化学梯度为另一个分子主动运输提供驱动力。3.光驱动泵光驱动泵 光驱动泵主要在细菌细胞中发觉，对溶质主动运输与光能输入相耦联。第28页 协同转运协同转运概念概念 由由Na+-K+泵（或泵（或H+-泵）与载体蛋白协同作用，靠泵）与载体蛋白协同作用，靠 间接消耗间接消耗ATP所完成主动运输方式。所完成主动运输方式。类型与机制类型与机制 依依据据物物质质运运输输方方向向与与离离子子顺顺电电化化学学梯梯度度转转移移方方向向关关系系，协协同同转转运运又又可分为：可分为：同向转运同向转运:物质运输方向与离子转移方向相同（物质运输方向与离子转移方向相同（图示图示）反向转运反向转运:物质跨膜转运方向与离子转移方向相反物质跨膜转运方向与离子转移方向相反 如如：动动物物细细胞胞常常经经过过Na+驱驱动动Na+/H+反反向向转转运运方方式式来来转转运运H+以以调调整整细细胞内胞内pH。第29页同向转运 反向转运第30页 离子跨膜转运与膜电位离子跨膜转运与膜电位膜电位：细胞膜两侧各种带电物质形成电位差总和。膜电位：细胞膜两侧各种带电物质形成电位差总和。静息电位：静息电位：细胞在静息状态下膜电位。细胞在静息状态下膜电位。动作电位：动作电位：在刺激作用下产生行使通讯功效快速改变膜在刺激作用下产生行使通讯功效快速改变膜 电位。电位。极极化化：静静息息电电位位是是细细胞胞膜膜内内外外相相对对稳稳定定电电位位差差，质质膜膜内内为为负负值，质膜外为正值，这种现象又称极化。值，质膜外为正值，这种现象又称极化。第31页静息电位产生静息电位产生 静息电位主要是由质膜上相对稳定离子跨膜运输或离静息电位主要是由质膜上相对稳定离子跨膜运输或离子流形成。子流形成。过程：过程：Na+K+泵工作使细胞内外泵工作使细胞内外Na+和和K+浓度远离平衡态浓度远离平衡态分布，胞内高浓度分布，胞内高浓度K+是细胞内有机分子所带负电荷主要是细胞内有机分子所带负电荷主要平衡者。处于静息状态动物细胞，质膜上许多非门控平衡者。处于静息状态动物细胞，质膜上许多非门控K+渗漏通道通常是开放，而其它离子通道却极少开放。所渗漏通道通常是开放，而其它离子通道却极少开放。所以静息膜允许以静息膜允许K+经过开放渗漏通道顺电化学梯度流向胞经过开放渗漏通道顺电化学梯度流向胞外。伴随正电荷转移到胞外而留下胞内非平衡负电荷，外。伴随正电荷转移到胞外而留下胞内非平衡负电荷，结果是膜外阳离子过量和膜内阴离子过量，从而产生外结果是膜外阳离子过量和膜内阴离子过量，从而产生外正内负静息膜电位。正内负静息膜电位。第32页动作电位产生动作电位产生 当细胞接收刺激信号当细胞接收刺激信号(电信号或化学信号电信号或化学信号)超出一定阈超出一定阈值时，电压门值时，电压门Na+通道将介导细胞产生动作电位。通道将介导细胞产生动作电位。过程：过程：细胞接收阈值刺激，Na+通道打开，引发Na+通透性大大增加，瞬间大量Na+流人细胞内，致使静息膜电位减小乃至消失，即为质膜除极化除极化过程。当细胞内Na+深入增加到达Na+平衡电位，形成瞬间内正外负动作电位，称质膜反极化反极化，动作电位随即到达最大值。只有到达一定刺激阈，动作电位才会出现。在Na+大量进入细胞时，K+通透性也逐步增加，伴随动作电位出现，Na+通道从失活到关闭，电压门K+通道完全打开，K+流出细胞从而使质膜再度极化，以至于超出原来静息电位，此时称超超极化极化。超极化时膜电位使K+通道关闭，膜电位又恢复至静息状态。第33页第三节、胞吞作用与胞吐作用第三节、胞吞作用与胞吐作用作作用用：完完成成大大分分子子与与颗颗粒粒性性物物质质跨跨膜膜运运输输，又又称称膜膜泡泡运运输或批量运输（输或批量运输（bulk transport）。属于主动运输。）。属于主动运输。过程过程 胞胞吞吞作作用用:将将细细胞胞外外营营养养物物质质等等摄摄取取到到细细胞胞内内，以以维维持细胞正常代谢活动。持细胞正常代谢活动。胞胞吐吐作作用用：将将细细胞胞内内合合成成功功效效分分子子（蛋蛋白白质质和和脂脂质质等）和代谢废物送到细胞外。等）和代谢废物送到细胞外。第34页（一）胞吞作用（一）胞吞作用胞饮作用吞噬作用胞吞作用胞吞作用液体物质胞饮泡固体物质吞噬泡胞吞泡胞吞泡1.胞吞作用类型胞吞作用类型胞吞作用：胞吞作用：是经过细胞质膜内陷形成囊泡，称胞吞泡，将是经过细胞质膜内陷形成囊泡，称胞吞泡，将 外界物质裹进并输入细胞过程。外界物质裹进并输入细胞过程。第35页（一）胞吞作用（一）胞吞作用2.2.胞饮作用与吞噬作用主要有三点区分胞饮作用与吞噬作用主要有三点区分第36页（一）胞吞作用（一）胞吞作用3.受体介导胞吞作用受体介导胞吞作用 依据包吞物质是否有专一性，可将胞吞作用依据包吞物质是否有专一性，可将胞吞作用分为分为受体介导包吞作用受体介导包吞作用和和非特异性包吞作用。非特异性包吞作用。受体介导包吞作用是大多数动物细胞经过网受体介导包吞作用是大多数动物细胞经过网格蛋白有被小泡从胞外基质摄取特定大分子有效格蛋白有被小泡从胞外基质摄取特定大分子有效路径。路径。第37页（一）胞吞作用（一）胞吞作用3.受体介导胞吞作用受体介导胞吞作用 胞内体（胞内体（endosome）及其分选作用）及其分选作用 在受体介导胞吞作用过程中，不一样类型受体含在受体介导胞吞作用过程中，不一样类型受体含有不一样胞内体分选路径：有不一样胞内体分选路径：1.1.大部分受体返回它们原来质膜结构域。大部分受体返回它们原来质膜结构域。2.2.有些受体不能再循环而是进入溶酶体被消化。有些受体不能再循环而是进入溶酶体被消化。3.3.有些受体被运至质膜不一样结构域，该过程成有些受体被运至质膜不一样结构域，该过程成为转胞吞作用。为转胞吞作用。第38页（二）（二）胞吐作用胞吐作用 组成型组成型胞吐路径（胞吐路径（constitutive exocytosis pathway）全部真核细胞全部真核细胞路路径径：高高尔尔基基体体反反面面网网管管区区（TGN）分分泌泌囊囊泡泡向质膜流动并与之融合向质膜流动并与之融合 连续分泌过程连续分泌过程 用用于于质质膜膜更更新新（质质膜膜外外周周蛋蛋白白、胞胞外外基基质质组组分分、营营养或信号分子）养或信号分子）第39页（二）胞吐作用（二）胞吐作用调调整整型型胞胞吐吐路路径径（regulated exocytosis pathway）特化分泌细胞特化分泌细胞 路径：路径：分泌细胞产生分泌物分泌细胞产生分泌物储存在分泌泡内储存在分泌泡内 胞外信号刺激胞外信号刺激分泌泡与质膜融合分泌泡与质膜融合内含内含 物释放。物释放。第40页本章小结本章小结膜转运蛋白与物质跨膜运输膜转运蛋白与物质跨膜运输一、脂双层不透性和膜转运蛋白一、脂双层不透性和膜转运蛋白载体蛋白、通道蛋白载体蛋白、通道蛋白、通道蛋白与载体蛋白异同通道蛋白与载体蛋白异同二、被动运输与主动运输二、被动运输与主动运输被动运输：简单扩散、水孔蛋白、帮助扩散被动运输：简单扩散、水孔蛋白、帮助扩散主动运输：钠钾泵、钙泵和质子泵、协同转运（同向转运、反向转主动运输：钠钾泵、钙泵和质子泵、协同转运（同向转运、反向转 运）、离子跨膜转运与膜电位（运）、离子跨膜转运与膜电位（静息电位、动作电位静息电位、动作电位）第41页本章小结本章小结胞吞作用与胞吐作用胞吞作用与胞吐作用一、胞吞作用一、胞吞作用1.1.胞吞作用类型胞吞作用类型：胞饮作用、吞噬作用胞饮作用、吞噬作用2.2.胞饮作用与吞噬作用主要有三点区分胞饮作用与吞噬作用主要有三点区分 胞吞泡大小、转运方式、胞吞泡形成机制胞吞泡大小、转运方式、胞吞泡形成机制3.3.受体介导胞吞作用受体介导胞吞作用二、胞吐作用二、胞吐作用组成型胞吐路径组成型胞吐路径调整型胞吐路径调整型胞吐路径第42页载体蛋白经过构象改变介导溶质被动运输模型载体蛋白经过构象改变介导溶质被动运输模型第43页同向转运同向转运Fig.小肠上皮细胞吸收小肠上皮细胞吸收葡萄糖示意图：葡萄糖示意图：葡萄糖分子经过葡萄糖分子经过Na+驱动同驱动同向转运方式进入上皮细胞；向转运方式进入上皮细胞；再经载体介导帮助扩散方式再经载体介导帮助扩散方式进入血液；进入血液；Na+-K+泵消耗泵消耗ATP维持维持Na+在质膜两侧电在质膜两侧电化学梯度。化学梯度。第44页第45页第46页转运物转运物接合素蛋白接合素蛋白转运物受体转运物受体有被小泡有被小泡细胞质基质细胞质基质脱包被转运泡脱包被转运泡脱包被脱包被GTP结合蛋白（结合蛋白（dynamin）网格蛋白包被网格蛋白包被膜泡形成膜泡形成有被小泡有被小泡 网格蛋白：网格蛋白：是由相对是由相对分子质量为分子质量为180103重链重链和和35103 40103轻链组轻链组成二聚体，成二聚体，3个个二聚体形成组二聚体形成组成包被结构单成包被结构单位位三角蛋三角蛋白复合体。白复合体。配体与膜上受体结合配体与膜上受体结合网格蛋白聚集在膜下一侧逐步形成质网格蛋白聚集在膜下一侧逐步形成质膜凹陷（网格蛋白有被小窝）膜凹陷（网格蛋白有被小窝）小分子小分子GTP（dynamin）在深）在深陷有被小窝颈部组装成环陷有被小窝颈部组装成环dynamin蛋白水解与其结合蛋白水解与其结合GTP引发引发颈部缢缩颈部缢缩脱离质膜脱离质膜形成网格蛋白有被小泡形成网格蛋白有被小泡几秒种后网几秒种后网格蛋白脱离有被小泡返回质膜附近重复使用格蛋白脱离有被小泡返回质膜附近重复使用脱包被囊泡与早胞脱包被囊泡与早胞内体融合内体融合将转运分子与部分胞外液体摄入细胞将转运分子与部分胞外液体摄入细胞经过网格蛋白有被小泡介导选择性运输示意图经过网格蛋白有被小泡介导选择性运输示意图第47页 胆固醇胆固醇是动物细胞质膜基本成份，也是固醇类激素前体。是动物细胞质膜基本成份，也是固醇类激素前体。胆固醇主要在肝细胞中合成，它在血液中运输是经过与磷胆固醇主要在肝细胞中合成，它在血液中运输是经过与磷脂和蛋白质结合形成低密度脂蛋白（脂和蛋白质结合形成低密度脂蛋白（LDL）颗粒形式。）颗粒形式。胞内体胞内体是动物细胞内由膜包围细胞器，其作用是运输是动物细胞内由膜包围细胞器，其作用是运输由胞吞作用新摄入物质到溶酶体被降解。由胞吞作用新摄入物质到溶酶体被降解。LDLLDL受体受体接合素蛋白接合素蛋白胞吞作用胞吞作用脱包被脱包被网格蛋白有被小泡网格蛋白有被小泡胞内体胞内体溶酶体溶酶体转运至转运至胆固醇等胆固醇等溶酶体溶酶体LDL受体受体返回质膜返回质膜细胞质基质细胞质基质动物细胞经过受体介导胞吞动物细胞经过受体介导胞吞作用对胆固醇摄取作用对胆固醇摄取第48页（二）胞吐作用（二）胞吐作用胞吐作用胞吐作用：是将细胞：是将细胞内分泌泡或其它一些内分泌泡或其它一些膜泡中物质经过细胞膜泡中物质经过细胞质膜运出细胞过程。质膜运出细胞过程。第49页高尔基体高尔基体储存分泌蛋白储存分泌蛋白分泌泡分泌泡受调整膜受调整膜融合融合信号分子信号分子（激素或神（激素或神经递质等）经递质等）组成型组成型路径路径调整型调整型路径路径细胞膜细胞膜高尔基体反高尔基体反面网管区面网管区非调整性非调整性膜融合膜融合可溶性蛋白可溶性蛋白新合成膜蛋白新合成膜蛋白信号转导信号转导受调整膜受调整膜融合融合第50页