催化受体

是以吞噬作用作为摄取食物的一种方式，哺乳动物大
多数细胞没有吞噬作用，只有少数特化细胞具有这一 功能，它们不再是摄食的一种方式，而是起着防御的 功能。专用于对抗细菌、尘埃等外来的有害异物，如 单核-吞噬细胞系统的巨噬细胞、单核细胞和多形核白
细胞等。它们广泛分布于组织和血液中，共同防御细
菌的侵入，并清除衰老和死亡的细胞等。巨噬细胞每
离。
• 分泌囊泡向细胞膜的一定部位移动，并与细胞膜融合，
融合的膜产生小孔道，将分泌蛋白释放到细胞外，分泌 泡的膜随即加入到细胞膜。
胞吐作用发生的机制：
细胞内局部Cａ2+浓度增高， Cａ2+作用于分
泌小泡，促使小泡膜与细胞膜融合；另外，细
胞内形成的分泌小泡在细胞内骨架系统的驱使
下，使分泌小泡沿着一定的路线运输。
4.可逆性：受体与配体分子以非共价键结
合，受体与配体解离后，受体恢复原状。
5.特定的组织定位：受体在体内分布，在
种类、数量上均呈现特定的模式。如肾上腺皮 质激素受体。 6.强大的生物效应：受体与配体结合后引 起细胞内一系列代谢反应，逐级放大。
3. 膜受体的分类
⑴离子通道偶联受体(配体闸门通道)
⑵催化受体：多为一次穿膜单体型受体，自身具有蛋白
2、主动运输（active transport）
一通过膜本身的某种耗能过程，物质逆 电、化学梯度的跨膜运动。
主 动 运 输
钠钾泵
钙泵
K + ClCa2+ Na+
离子浓度梯度驱动的主动运输
⑴ Na-K泵(Na+-K +ATP酶)
Na电化学梯度 k电化学梯度
Na+-K+泵——Na+-K+ATP酶
向低浓度通过细胞膜。如：K+，Na+, Ca2+等带电离 子的转运和葡萄糖、氨基酸等的转运。
一定义：亲水性物质，借助膜上载体蛋白，由高浓度
一如，葡萄糖载体对葡萄糖有很高的亲和力，1秒钟可 传送180个葡萄糖分子进入细胞。维生素D可以促进 小肠粘膜中钙离子载体的合成，所以维生素 D 可以 促进机体对钙的吸收。
通 道
白的亲水基团镶在小孔的表面，小孔能持续开
放，因而能使水和一些大小适宜的分子与带电
荷的溶质，经此小孔从膜的一侧以扩散的方式
运送到膜的另一侧。 电压闸门通道 闸门通道 配体闸门通道
所谓通道，即
细胞膜上的通道蛋
白质。它是膜蛋白
分子构型中出现的
允许某种物质迅速 通过的水相孔洞。
⑶
易化扩散（facilitated diffusion）
•Na+-K +ATP酶通过发生可逆的变构、反复的磷酸化与去磷
酸化来完成排Na+吸 K +的作用。
细胞外
细胞内
⑵ 钙泵——Ca2+ATP酶
钙泵位于细胞膜上和肌浆网膜上 肌浆网是肌肉细胞中的滑面内质网，它是肌肉细胞内Ca2+存 贮器。钙泵负责将肌肉细胞质是的Ca2+泵入肌浆网内，使肌浆 网内的Ca2+保持高浓度。若神经发生冲动，肌肉细胞膜去极化，
⑵ 钙泵
⑶ 离子浓度梯度驱动的主动运输
一、细胞膜对小分子物质和离子的运输 1、被动运输 ⑴单纯扩散 (simple diffusion)
(苯 ) (甘油) (乙醇)
(葡萄糖) (核苷)
• 非极性或脂溶性小分子物质
⑵闸门通道扩散：各种非脂溶性的极性分子，如
各种离子、葡萄糖、氨基酸等
水通道：直径为0.35～0.8nm的小孔，通道蛋
• 受体与细胞识别 • 膜抗原与免疫反应
• 受体与信息传递(参见第三节内容)
一、受体与配体
(membrane receptor)细胞膜上的糖 膜受体： 蛋白, 脂蛋白和糖脂蛋白。 (细胞核、胞内膜上) 胞内受体： 1. 膜受体的化学成分与分子结构
膜 受 体
单体型受体：由一个镶嵌蛋白分子构成。 聚合体型受体：由两个或多个镶嵌蛋白 聚合在一起 形成。
单 体 型 受 体
调节部位 （识别器）：受体蛋白向着细胞 外部分，多为糖蛋白，可识别不 同的配体，狭义受体指此部位。
催化部位 （效应器）：受体蛋白向着细胞质 部分，一般具有酶的活性，配体与 受体结合前，它是无活性的，只有 受体与配体结合后才被激活，引起 一系列变化，产生相应的生物效应。
聚 合 体 型 受 体
这种主动运输是由离子浓度梯度贮存的能 量来驱动的，不需要消耗细胞的代谢能(ATP)。
如，小肠上皮细胞摄取肠腔内的葡萄糖时
需要肠腔内高浓度的Na+驱动。(如图5-6)
二、细胞膜对大分子物质的膜泡运输
一指大分子物质或物质团块，通过复杂的膜结构
的功能改变进出细胞的过程。
吞噬作用
胞吞作用
膜泡运输
吞饮作用
细胞膜有被小窝和有被小 泡 与受体介导的胞吞作用
一 Na+-K +泵的作用： 第一、维持细胞膜内外Na+、K+的浓度梯度； 第二、维持膜电位； 第三、控制细胞的体积，并为细胞主动转运葡
萄糖和氨基酸创造条件。
一红细胞影泡的定位研究证明： 第一、 Na+、 K+的转运与ATP 的水解紧紧地偶联在 一起，缺一方，另一方就不能发生； 第二、 当Na+与ATP酶在膜内侧，K+在膜外侧时， 离子的传送和ATP的水解才可发生；
接触，在接触点两者的膜蛋白发生构象变化，
胞吐作用的简单过程：
• 细胞内的分泌蛋白是在RER上的多核糖体上合成，合成 的分泌蛋白进入RER管腔内，在管腔内运输，最后由 RER膜包裹形成转运小泡，并与RER脱离。 • 转运小泡与高尔基复合体膜融合，在扁平膜囊泡内分泌
• 加工修饰好的分泌蛋白装入分泌囊泡中与扁平膜囊泡分
激酶活性，或者可与酶结合在一起。如表皮生长因子
受体、血小板来源的生长因子、胰岛素受体等。
⑶G蛋白偶联受体：为细胞表面受体，当与相应配体结 合后激活一种结合GTP的调节蛋白(G蛋白)，活化的G 蛋白可再激活产生特异第二信使的酶类，通过第二信 使完成细胞的生物学效应。如β受体、M受体等。
离子通道偶联受体
大约1500个胆固醇分子，它们与脂肪酸结合形成胆固
醇脂，外层包绕着脂质单层，一种特异性蛋白嵌在脂 质层中。
组成细胞膜 合成胆汁酸
胆固醇用于 合成类固醇激素
• 摄取过程：
当细胞需要胆固醇时，细胞 先合成LDL受体，并将其受体镶嵌
于细胞膜的特化区—有被小窝区，LDL与其受体在有被小窝区结
合，结合后有被小窝向细胞内凹陷，与细胞膜脱离，进入细胞，
露出膜外表面，具有和配体 调节受体：
结合的功能
催化受体：朝向膜内表面，具有引发生
物学效应的功能 偶联调节受体和催化受体， 转换蛋白： 起着转换器的作用。
2.受体的特点：
1.特异性: 受体与配体两者以三维空间结构的选 择性互补结合，包括分子的几何形状、反应基团 的定位和构型等。(不绝对) 2.高亲合性：受体与配体的结合迅速敏感，即 使配体浓度很低，也能产生强大的生物效应。 3.可饱和性：细胞膜上每种受体的数目基本上 是固定的，所以受体与配体的结合是可以饱和的。
有数种蛋白质，其中最具有特征性的是网格蛋白，
它是一种高度稳定的纤维状蛋白。 • 网格蛋白是由三条较大的肽链(重链)和三条小的肽链 (轻链)形成的三脚蛋白复合体。由三脚蛋白在小泡的 表面排列成五角形或六角形的篮网状结构，包在小
泡膜的外表面形成了有被小窝与有被小泡。
冰冻蚀刻技术：将标本用液氮超低温冷 冻，真空中割断，稍升温使冰升华，细胞 内外凡空隙处或含游离水较多的地方将因
Ca2+从肌浆网释放入细胞质内，引起肌肉收缩。释放入细胞质
内的Ca2+，由肌浆网膜上的钙泵，泵入肌浆网，维持膜内外钙 离子的浓度差。 每个Ca2+ATP酶每秒钟可水解10个ATP分子，每个ATP分子可 转运2个Ca2+进入肌浆网
Na+驱动的反向Ca2+泵
(细胞膜)
(细胞液)
⑶ 离子浓度梯度驱动的主动运输
胞吐作用的形式
• 结构性分泌途径：连续地排放。
• 调节性分泌途径：分泌物质暂时贮存于分泌小
泡中，只有当细胞接受分泌指令时，才释放分
泌物。分泌指令通常是指一些化学信号，例如
激素，它们与膜受体结合，使受体活化，引起
细胞质内Cａ2+浓度暂时性升高，升高的Cａ2+
浓度启动了胞吐作用，这是调节途径。
• 受体与配体
天要清除1011个衰老的红细胞。
细胞的吞噬作用
⑵吞饮作用：
指细胞摄取液体
和溶质的过程。由细 胞膜包裹的液体内陷 而形成的小泡，称为 吞饮小泡或吞饮体。
• ⑶细胞膜有被小窝和有被小泡与受体介导的胞吞作用： 大分子与细胞表面的受体结合，通过有被小窝进入细
胞，此过程称为受体介导的胞吞作用。
有被小窝：在细胞膜表面有摄取蛋白质的特化部位，
G蛋白偶联受体
与酶偶联受体
无活性的催化结构域
二、受体与细胞识别
细胞识别(cell recognition)：是指细胞 对同种和异种细胞、对同源和异源细 胞的认识和鉴别。
1、细胞识别的普遍性：
细胞识别具有种的特异性，如受精过程；血液中的 白细胞能识别入侵的细菌，将其吞噬，但从不吞噬 血液中自体的正常细胞。 细胞识别具有组织特异性：若将同一个体的心肌细 胞与肾细胞用胰酶予以分解、扩散、制成单细胞悬 液，静置若干时间，心肌细胞就能识别出心肌细胞， 并与之聚集，肾细胞也能识别出肾细胞。
失水而下陷，膜和其它一些结构被显露出
来。
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网格蛋白的功能：
第一、从有被小窝处选择或排除分子； 第二、为细胞膜Hale Waihona Puke Baidu陷提供结构支架。
细胞对胆固醇的摄取
食物 • 肝细胞内合成胆固醇→血液→LDL→组织细胞 • 低密度脂蛋白(LDL)：血液中的胆固醇与蛋白质结合而 成，其形状为圆形颗粒，直径约22nm，颗粒核心含有
2、细胞识别的的分子基础 是细胞表面受体之间或
受体与大分子之间互补形式的相互作用。
三、膜抗原与免疫反应
• 膜抗原：细胞膜中的糖蛋白。具有特定的抗原性。 • 细胞免疫：细胞表面抗原与抗体相互识别并产生免 疫应答的过程。 • 免疫应答：指机体免疫系统受抗原刺激后，淋巴细 胞特异性识别抗原分子，发生活化、增生、分化、 凋亡，进而表现出一定生物学效应的全过程。
胞吐作用
1、胞吞作用:
是指颗粒或液体借形成小泡通过细胞膜，被 成批摄取的过程。其过程是被吞入的物质与细 胞膜表面接触，即该物质与膜上某些蛋白质有
特殊的亲和力，附着在膜上，两边的膜向外突
起，接触处的膜向内凹陷、收缩并与细胞膜脱
离，形成一个包含摄入物的小泡，称为胞吞小
泡。
• ⑴ 吞噬作用：细胞摄取大颗粒的过程，如吞噬细菌 和细胞碎片。 吞噬作用广泛存在于生物体内。原生动物草履虫等
第五章 细胞膜的功能
●细胞膜对物质的运输功能
●细胞膜受体 ●细胞膜受体与信号转导
●细胞膜与疾病
第一节 细胞膜对物质的运输功能
一、细胞膜对小分子物质和离子的运输 二、细胞膜对大分子物质的膜泡运输
一、细胞膜对小分子物质和离子的运输
1、被动运输
⑴ 单纯扩散
⑵ 闸门通道扩散
⑶ 易化扩散
2、主动运输
⑴ 钠钾泵
该部位细胞膜向内凹陷，在膜的细胞质面覆盖了一层
与有被小泡相似的包被结构，此特化区域称为有被小 窝。 有被小泡：直径约50～250nm之间，其细胞质面覆盖 了毛刺状的包被，故称为有被小泡。有被小泡由细胞
膜或高尔基复合体形成。
网格蛋白
• 从冰冻蚀刻技术观察有被小窝与有被小泡的衣被呈 多角形网状结构。将衣被分离提纯，发现小泡膜含
形成有被小泡。有被小泡很快失去衣被，成为无被小泡，与细胞 内体融合，形成较大的内吞小体。内吞小体在细胞内移动的过程 中逐渐酸化，使受体与LDL解离，各自形成小泡。装有受体的小 泡又返回到细胞膜的有被小窝区，再次被利用；而装有LDL的小
泡则与溶酶体融合，形成吞噬性溶酶体，LDL在其内被分解成游
离的胆固醇和蛋白质。如果细胞内胆固醇的量已过剩，这时，胆 固醇即可抑制LDL受体的合成，细胞停止对胆固醇的摄取。
LDL受体缺陷有两种表现
• ①受体对LDL连接部位的缺失；
• ②受体有被小窝结合部位的缺失。
2．胞吐作用
胞吐作用 : 主要见于内分泌细胞的激素分泌 和神经末梢的递质释放以及细胞内代谢产物 的排出。其过程是在细胞内形成由膜包被的 小泡，逐渐移动到细胞膜的内表面与细胞膜 膜互相融合，产生通道，使物质排出。
第三、一个ATP酶分子每秒钟可水解100个ATP分子， 水解一个ATP分子可排出3个Na+，泵入2个K+。
●转运过程：Na+-K+ATP酶是由一个跨膜催化亚单位和一个 糖蛋白组成，前者在细胞质面有Na+和ATP的连接部位， Na+
在膜内侧与酶结合，促使ATP水解，释放能量的同时，使酶
在膜内侧磷酸化，引起酶的变构，即与Na+结合的部位转向 膜外侧，将Na+排出细胞，同时即与K+结合转向膜内侧， K+ 与酶结合后，促进酶的去磷酸化，使酶恢复原来的构象， K+ 泵入细胞内。