药物的跨膜转运

胞的一种入胞方式。
•
受体介导入胞是一种非常有效转运方
式，许多大分子物质（运铁蛋白、维生素
B12转运蛋白、多种生长因子、胰岛素和低
密度脂蛋白）都是这种方式。
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特征 胞饮作用
吞噬作用
内吞泡的大小 小于 150nm
大于 250nm。
转运方式 连续发生的过程
需受体介导的 信号触发过程
内吞泡形成机制 需要笼形蛋白形成包被
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糖类(2%-10%)
• 形式：糖蛋白或糖脂表示免疫信息或传递 信息
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二、药物的跨膜转运方式
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（一）被动运输
概念：物质经扩散作用,顺电化学梯度不 消耗能量所进行的跨膜转运。
扩散特点:扩散量与浓度差、温度和膜的 通透性呈正相关。
类型：简单扩散 协助扩散
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概念：一些高脂1溶.单性物纯质扩由膜散的高浓度一侧向
低浓度一侧转运的过程。
转运的物质：O2、CO2、NH3 、 N2 、尿素、乙醚、乙醇、类固 醇类激素等少数几种。
• 特点：沿浓度梯度扩散；不需要提供能 量；没有膜蛋白的协助。
• 通透性决定于：分子的大小，脂溶性（ 极性）大小。
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2.易化扩散
• 概念: 一些非脂溶性或脂溶解度甚小的 物质,需在特殊膜蛋白质的“帮助”下,由 膜的高浓度一侧向低浓度一侧转运的过程。
• 吞噬作用：胞吞物为固体。（单核、巨噬、 中性粒C）
• 吞饮作用：胞吞物为液体。（液相和受体 介导入胞）
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• 液相入胞---指细胞外液及其所含的溶 质连续不断地进入胞内，是细胞本身固有 的活动，进入细胞的溶质量和溶质的浓度 成正比。
•
受体介导入胞---指通过被转运物与膜
受体的特异结 合，选择性地促进其进入细
与生物电的形成密切相关； • 3.建立Na+浓度是能储备。是营养物质跨越
小肠和肾小管上皮细胞等跨膜主动转运的 能量来源。
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原发性与继发性的比较
区别 转运方向 膜蛋白质 能量来源
举例
原发性
继发性
低浓度向高浓 低浓度向高浓
度转运
度转运
生物泵 转运体蛋白质
生物泵 钠泵等生物泵
Байду номын сангаас
钠泵、钙泵活 动发生的离子
和ABC超家族。 转运小分子
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P-型离子泵:
2个α催化亚基，ATP结合位 点，磷酸化和去磷酸化，泵 蛋白构象改变，实现离子的 跨膜转运。
（1）钠钾泵：也叫Na+-K+ATP酶 • 构成与分布：由2个α亚基、2个β亚基组成的4聚体，分
布于动物细胞的质膜上。
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功能：逆浓度梯度和电化学梯度泵出Na+,泵 入K+,维持细胞内低Na+高K+的离子环境，对神 经冲动的传播和维持细胞的渗透平衡时非常 重要。
转运等
小肠对GS和 AA的吸收，碘 被甲状腺细胞
摄取等
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物质跨细胞膜的转运异同
区别
转运方向 转运动力 结果膜两侧 物质分布 膜蛋白参与 终止条件
能量消耗
举例
扩散和渗透
易化扩散
顺浓度差或电位差
物质本身浓度差或电位差的势能
主动转动
逆浓度或电位差 消耗细胞内的能量
平衡
差距更大
无
载体或离子通道 生物泵/和转运体
药物的跨膜转运
分析化学 焦豫滨 201312151714
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一、生物膜
• 生物膜主要由脂质、蛋白和多糖组成。该 脂膜呈液态骨架, 脂质形成一系列双分子 层, 蛋白质镶嵌在其中, 蛋白质多为物质转运 的载体(transporter)、受体或酶, 担负着 物质转运或信息传递任务。此外, 在膜中 还存在一些孔道, 使一些小分子化合物如 水、尿素等通过。
2、V-type：由多亚基构成，位于动物细胞溶酶体膜、破骨 细胞和肾小管细胞的质膜以及植物细胞、真菌和细菌 液泡膜上，故又称膜泡质子泵(vacuolar proton pump) 。其水解ATP产生能量，但不发生磷酸化。将H+ 从细胞质基质泵入细胞器，以维持基质的pH中性和细 胞器内的pH酸性。
3、F-type：由多亚基构成，位于细菌质膜，线粒体内膜和
门控离子通道分为三类：
• 1. 电压门控通道：在膜去极化到一定电位 时开放，如神经元上的Na+ 通道。
• 2. 化学门控通道：受膜环境中某些化学物 质的影响而开放,这类化学物质（配基）主 要来自细胞外液，如激素、递质等。
• 3. 机械门控通道：当膜的局部受牵拉变形 时被激活，如触觉的神经末梢、听觉的毛 细胞等都存在这类通道。
（三）出胞与入胞式转运
• 定义：一些大分子物质或团块通过胞膜结 构和功能变化进出细胞, 亦可属于主动转 运过程。属于主动运输：消耗能量。
• 分类：入胞（胞吞）、出胞（胞吐）
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• 出胞（胞吐）：是细胞分泌、地址释放及 大分子物质和颗粒的外排方式。
• 入胞（吞噬、吞饮）：是大分子物质或物 质团块的进入细胞的主要方式。
• 分类: ①由通道介导的易化扩散 ②由载体介导的易化扩散
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（1）通道介导的易化扩散
• 定义:离子物质借助于膜上的蛋白质离子通 道所进行的扩散。
• 通道是一类贯穿脂质双层、中央带有亲水 性孔道的膜蛋白。
• 离子通道特点： a.相对特异性(离子选择性 )b.具有“闸
门”启闭的特性（门控过程）
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❖动物细胞中常常利用膜两侧Na+浓度梯度来驱动。
❖植物细胞和细菌常利用H+浓度梯度来驱动。
• 根据物质（葡萄糖、氨基酸）运输方向与离子沿 浓度梯度的转移方向，可分为： 同向转运 与 逆向转运。
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钠泵活动的生理意义：
• 1.维持细胞正常的渗透压和形态； • 2.形成和保持细胞内外Na+、 K+不均匀分布，
• ATP驱动泵：水解ATP，逆浓度梯度摄取营养。
• 转运底物：在细菌质膜上-氨基酸、多糖、
磷脂、多肽、甚至蛋白质；在哺乳类细胞质 膜上-磷脂、亲脂性药物、胆固醇和其它小分 子。
• 特异性：是载体蛋白，每一种ABC转运器
只转运一种或一类底物。
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2. 协同转运（cotransport）
• 是一类由Na+-K+泵或H+泵与载体蛋白协同作用，靠 间接消耗ATP完成的主动运输方式。
及接合素蛋白连接 需要微丝及其结合蛋白的参 与
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谢谢
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上。
❖ 功能：于细胞膜和内质网膜上，它将Ca2+输 出细胞或泵入内质网腔中储存起来，以维持 细胞内低浓度的游离Ca2+。
❖ 在肌细胞的肌质网膜上，在肌质网内储存 Ca2+，对调节肌细胞的收缩运动是至关重要 的。钙泵占膜整合蛋白的80%以上。
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质子泵
1、P-type：利用质子泵自磷酸化发生构象的改变向细胞外 转移质子，如植物细胞、真菌和细菌的质膜上的H+泵、 动物胃表皮细胞的H+-K+泵。
植物细胞的类囊体膜上。顺H+浓度梯度转运质子。利
用释放的能量合成ATP，也叫H+-ATP合成酶。
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ABC 超家族
• ABC超家族（ABC superfamily）:分布广
泛，庞大的蛋白家族，有两个跨膜结构域和两 个原生质侧的ATP结合区（ATP binding cassette），故名ABC转运器。
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Membrane
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脂质双分子层
• 构成：由双嗜性脂质分子两两相对排列成 双分子层
• 脂质以磷脂类为主(总量的70%以上)、胆固 醇(一般低于30%)和少量糖脂。
• 2. 特点：液态（同层横向移动的流动性） 稳定性（可自动形成和维持，能承
受较大张力。） • 3. 功能：屏障作用和传递信息
碳酸根离子、钙离子等）。 葡萄糖、氨基酸等精带品课件电荷极性分子 。
1.泵转运
ATP驱动泵：也称ATP酶，催化ATP水解而释放能量； 是整合膜蛋白，载体蛋白。在膜的原生质表 面有ATP结合位点。根据结构和功能特性可 分为4类：
转运 离子
P-型离子泵， 转运Na+,K+,Ca2+等
P-型质子泵， V-型质子泵， 转运H+离子， F-型质子泵， 即质子
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蛋白质(55%)
• 结构：α螺旋或球形 • 存在形式：表面蛋白、整合蛋白 • 表面蛋白（Peripheral proteins）占
20%—30%,以静电引力或离子键与整合蛋白 结合,附着于膜表面，主要在内表面。 • 整合蛋白（Integral proteins）占70%— 80%,肽链一次或几次穿膜为特征。 • 蛋白质功能：①转运物质②传递信息③能 量转化④免疫标志
达细胞膜两侧浓度相等或电化学势差 ＝0时停止
受“泵”的控制
不消耗所通过膜 能量，能量来自 高浓度本身势能
不消耗所通过膜的 能量，属于被动转 运
消耗了能量，由膜 或膜所属细胞供给
02、C02、N2、 NH3、H2O、乙醇、 尿素等
葡普＋C精a品、通萄2课＋N件细糖a＋胞进、，入Cl离红—、子细K胞、肠 萄 泵及 糖、肾 ，H+-小NKa+管泵＋泵吸、收C葡a＋
• 特点：a．高度特异性 c. 竞争性抑制
b. 饱和现象
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概念：主（动运二输）（主act动ive运t输ransport）是
指由载体蛋白介导的物质逆浓度梯度（或 电化学梯度）的由浓度低的一侧向浓度高 的一侧的跨膜运输方式。
特点： ①运输方向； ②膜转运蛋白； ③消耗能量
进行主动运输的物质： 各种离子（如钠离子、钾离子、氯离子、
Na+-K+泵的作用： •①维持细胞的渗透压，保持细胞的体积； •②维持低Na+高K+的细胞内环境； •③维持细胞的静息电位。
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（2）钙泵（Ca2+ pump ）
• 又称Ca2+-ATP酶。 • 构成：1个多肽构成的整合膜蛋白，每个泵单
位含有10个跨膜α螺旋。
分布：细胞质膜和内质网膜上；肌细胞的肌质网膜
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电位高 电位低
Na+浓度高
Na+浓度低
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细胞外 细胞膜 细胞内
（2）载体介导的 易化扩散
• 定义:物质主要是依赖于载体蛋白分子内部 的变构作用所进行的被动跨膜转运。
• 转运物：葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等非脂 溶性小分子亲水物质。
• 转运速率取决于浓度差、载体数量及位点 等