细胞生物学第五章09

主要由高尔基体TGN上的受体类蛋白来决定
（三）、膜流：动态过程对质膜更新和维持细胞的生存与生长是必要的
补充：囊泡与靶膜的识别与融合
疏水分子
小的不带电荷 的极性分子
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大的不带电荷 的极性分子
离子
在动物、植物细胞由载体蛋白 介导的协同运输异同点的比较
一般认为，动物细胞对葡萄糖和氨基酸主动运输，不直接需要ATP水解的能 量，是由Na+泵排出的Na+所产生的电位梯度的作用，使物质进入细胞。这种 运输过程，是由膜上Na+泵和载体共同协作完成的。协同运输中由Na+和运输 物共同向一个方向运输的方式，称为共运输；如果被运输物质的方向与离子 转运的方向相反，称为对向运输。
胞饮作用与吞噬作用主要有三点区别
特 征 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 及接合素蛋白连接 吞噬作用 需要微丝及其结合蛋白的参 与
胞饮作用
（二）、受体介导的胞吞作用及包被的组装
（一）、 组成型的外排途径（constitutive exocytosis pathway） 所有真核细胞、连续分泌过程用于质膜更新（膜脂、膜蛋白、胞外基
当细胞摄入大 分子或颗粒时， 首先被摄入物 质先附着于细 胞表面，被一 小部分质膜逐 渐包围，然后 质膜凹陷，分 离下来，形成 胞内的小囊泡 （胞吞泡）， 囊中含有被摄 入的物质，这 个过程称为胞 吞作用。
在受体介导的胞吞作用中，特定的大分子首先被细胞表面受体识别并结合， 然后，所在位置的质膜开始凹陷，形成有被小窝，再分离下来形成有被小泡或 有被小囊。该过程可迅速专一地使细胞大量摄入消化特定的大分子，是一种选 择性的浓缩机制。有被小窝或有被小泡的包被是由蛋白质构成的，其中最主要 的是网格蛋白和接合素蛋白。网格蛋白是一种纤维蛋白，由两条肽链组成纤维 状二聚体，3个二聚体组成包被的结构单位――三脚蛋白复合体，进一步构成 网格蛋白包被。接合素蛋白可以识别转运分子受体信号，并通过自己将转运分 子受体与网格蛋白连在一起。通过受体介导的胞吞作用可以使许多物质，如胆 固醇、胰岛素、卵黄蛋白、病毒、细菌等进入细胞。
细胞生物学
Cell Biology
第五章
物质的跨膜运输
物质的跨膜运输是细胞维持正常生命活动的基础之一 1、脂双层的不透性维持细胞内外的离子差异。 2、膜转运蛋白：
载体蛋白（carrier proteins） ——通透酶（permease）性质；介导被动运输与主动运输。 通道蛋白（channel proteins） ——具有离子选择性，转运速率高；离子通道是门控的；只介导被动运输
图5-3 载体蛋白介导被动运输的模型
1．比较主动运输与被动运输的特点及其生物学意义。 2．比较胞饮作用和吞噬作用的异同。
类型：
电压门通道 配体门通道 压力激活通道
跨膜运输的类型：
一、被动运输（passive transport） 二、主动运输（active transport）
三、胞吞作用（endocytosis）与胞吐作用
（exocytosis）
转运分子：疏水的小分子或小的不带电荷的 极性分子。 特点：不需能量，不需膜蛋白的协助 过程：跨膜物质溶解在膜脂中，再从膜脂一 侧扩散到另一侧，最后进入细胞质水相中。 转运速度：决定于分子的大小和分子的极性
转运分子：极性分子和无机离子 动力：物质跨膜梯度，需转运蛋白协助
特点：1. 转运速率高 2. 存在最大转运速率 3. 转运具有特异性 4. 需有膜转运蛋白的参与
（三）水孔蛋白：水分子的跨膜通道
●特点：运输方向、能量消耗、膜转运蛋白 ●类型：三种基本类型 （ATP、协同、光动力） （一）由ATP直接提供能量的主动运输：钠钾泵 （结构与机制）

2、Ca2+泵（Ca2+-ATPase） Ca2+泵对机体的重要性不亚于Na+K+泵，Ca2+泵是由多肽构 成的跨膜蛋白，分子量100KDa。它的运输机制类似于 Na+K+-泵，Ca+泵的工作与ATP水解相偶联，每消耗1分子 ATP，可从胞内转出2个Ca2+ ，并逆向运输1个Mg2+。Ca2+ 泵主要存在于细胞膜和内质网膜上，可将Ca2+泵出细胞质， 使Ca2+浓度在胞质中维持低水平。一般细胞内游离Ca2+浓 度约为10-7mol/L,细胞外为10-3mol/L，因此，该过程也是逆 浓度梯度运输。
（二）由ATP直接提供能量的其他主动运输：钙泵
质子泵：V-型质子泵、H+-ATP酶（F-型质子泵）
（三）协同运输（cotransport）
由Na+-K+泵（或H+-泵）与载体蛋白协同作用， 靠间接消耗ATP所完成的主动运输方式 （四）物质的跨膜转运与膜电位


1、Na+-K+泵（Na+泵或Na+-K+-ATPase） 目前各方面工资料证明Na+-K+泵，实质上就是Na+-K+-ATPase，它是膜 中的内在蛋白，作用是将细胞内的Na+泵出胞外，同时将胞外的K+泵 入胞内。Na+-K+泵由α和β大小二个亚基构成，α为大亚基，分子量约为 120KDa，为催化部分，具有ATP酶活性；β为小亚基，分子量为 50KDa。在细胞内侧α亚基与Na+结合，激活了ATP酶的活性使ATP分 解，高能磷酸根与酶结合，发生磷酸化作用，引起α亚基构象变化。 于是与Na+结合的部位转向膜外侧，在膜外侧α亚基对Na+的亲和力低， 对K+的亲合力高，因而释放Na+，结合K+。K+在胞外与α亚基的另一位 点结合，促使酶发生去磷酸化作用，使磷酸根很快解离，结果α基构 象又恢复原状，于是与K+结合的部位转向膜内侧。在膜内侧，酶与K+ 亲合力低，与Na+亲合力高，K+在膜内被释放，而又与Na+结合，由此 完成一个循环。这种磷酸化和去磷酸化引起的构象变化交替出现，每 循环一次，消耗1分子ATP，同时从胞内泵出3个Na+，从胞外泵近2个 K+ 。
胞吞作用与胞吐作用：完成大分子与颗粒性物质的跨膜 运输，又称膜泡运输或批量运输（bulk transport）。一般
可以归属于主动运输。
一、胞吞作用与吞噬作用
二、胞吐作用
胞吞作用中，根据吞入囊泡的大小及胞吞物性质，可将胞吞作用分为 两种类型。如果胞吞物为固体，形成的囊泡较大，为吞噬作用；若 胞吞物为液体或溶质，形成的囊泡较小，则为胞饮作用。 （一）、胞饮作用（pinocytosis）与吞噬作用（phagocytosis）。
质组分、营养或信号分子）、除某些有特殊标志的駐留蛋白和调节型分
泌泡外，其余蛋白的转运途径：粗面内质网→高尔基体→分泌泡→细胞 表面 。
（二）、调节型外排途径（regulated exocytosis pathway） 特化的分
泌细胞、分泌过程：储存——刺激——释放。产生的分泌物（如激素、 粘液或消化酶）具有共同的分选机制，分选信号存在于蛋白本身，分选