第四章 物質(zhì)的跨膜運輸

脂雙層對絕大多數(shù)極性分子、離子以及細胞代謝產(chǎn)物的通透性都極低，這些物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運需要質(zhì)膜上的膜轉(zhuǎn)運蛋白參與。只有脂溶性、非極性或不帶電的分子才能通過簡單擴散的方式穿膜轉(zhuǎn)運。

載體蛋白和通道蛋白的異同以及介導方式

載體蛋白及其功能：高度選擇性；飽和性（競爭性抑制和非競爭性抑制），對PH有依賴性，載體蛋白不對轉(zhuǎn)運的溶質(zhì)作共價修飾。多次跨膜；通過構(gòu)象改變介導溶質(zhì)分子跨膜轉(zhuǎn)運。介導易化擴散和主動運輸。

通道蛋白及其功能：有三種類型：離子通道、孔蛋白，水孔蛋白。大多數(shù)通道蛋白是離子通道，離子通道蛋白常形成選擇性和門控跨膜通道。離子通道有3個顯著特征：轉(zhuǎn)運效率極高，沒有飽和值，高度特異性，離子通道并非連續(xù)性開放而是門控的。根據(jù)激活信號的不同，離子通道可分為電壓門控通道、配體門控通道、應力激活通道。只能介導被動運輸。

小分子物質(zhì)的跨膜運輸類型及特點：

（1）簡單擴散：小分子或離子以熱自由運動的方式順著電化學梯度或濃度梯度直接通過脂雙層進出細胞；不需要細胞提供能量；無需膜轉(zhuǎn)運蛋白的協(xié)助；脂雙層對溶質(zhì)的通透性大小主要取決于分子大小和分子的極性。

（2）易化擴散（被動運輸）：順電化學梯度或濃度梯度；不需要細胞提供代謝能量，需要膜轉(zhuǎn)運蛋白協(xié)助：載體蛋白介導，通道蛋白介導。葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白：12次跨膜a螺旋，通過構(gòu)象改變完成葡萄糖的協(xié)助擴散，轉(zhuǎn)運方向取決于葡萄糖梯度濃度。

水孔蛋白：一種通道蛋白，水分子借助質(zhì)膜上的水孔蛋白實現(xiàn)快速跨膜轉(zhuǎn)運。

（3）主動運輸：載體蛋白所介導的、逆電化學梯度或濃度梯度進行跨膜轉(zhuǎn)運的方式，根據(jù)能量來源可分為ATP驅(qū)動泵（ATP直接提供能量）和協(xié)同運輸（ATP間接提供能量，細分為共運輸和對向運輸）。消耗能量。

? 囊泡運輸按所吞物質(zhì)大小分為：吞噬作用（顆粒大） 胞飲作用（顆粒小）

? 按所吞物質(zhì)有無特異性分為：受體介導的胞吞作用 非受體介導的胞吞作用

吞噬作用和胞飲作用的異同：

? 相同點 都是細胞跨膜運輸形式? 均需要蛋白質(zhì)參與

? 不同點 吞噬泡更大；吞噬作用是間斷的過程，需要受體引導，無普遍性；胞飲作用是連續(xù)的過程，無需受體引導，有普遍性。

受體介導內(nèi)吞作用的特點及過程

?過程 胞吞物與膜表面受體結(jié)合形成配體—受體復合物，從而在受體所在質(zhì)膜內(nèi)側(cè)召集網(wǎng)格蛋白，最終形成有被小窩。隨著有被小窩不斷加深，頸部為GTP依賴性發(fā)動蛋白連接，發(fā)動蛋白水解GTP，最終使有被小泡與質(zhì)膜分離進入細胞內(nèi)。隨即網(wǎng)格蛋白脫離，形成無被小泡，無被小泡繼而與早期內(nèi)體結(jié)合。受體返回質(zhì)膜，配體與溶酶體結(jié)合被降解。?

?特點 配體與受體結(jié)合具有特異性，選擇性；要形成特殊包被的內(nèi)吞泡。

受調(diào)分泌只存在于分泌激素、酶、神經(jīng)遞質(zhì)的細胞內(nèi)。

LDL是受體介導的內(nèi)吞作用。

側(cè)向擴散最主要。

細胞膜的三種主要成分：蛋白質(zhì)、脂類和糖類。

影響膜流動性的幾種因素：1、脂肪酸鏈的飽和程度 不飽和脂肪酸越多，相變溫度越低，流動性越大。2、脂肪酸鏈的長短 脂肪酸鏈短的相變溫度低，流動性大。3、膽固醇的雙重調(diào)節(jié)作用 生理狀態(tài)下，膽固醇對膜脂流動性的影響在于增加膜脂有序性，降低膜脂流動性。靜態(tài)時有效防止低溫時膜流動性的突然降低。4、卵磷脂和鞘磷脂的比例 卵磷脂脂肪酸鏈不飽和程度大，鞘磷脂則相反。37℃時，二者均為流動狀態(tài)，但鞘磷脂比卵磷脂更黏，因而鞘磷脂含量高，膜流動性低。5、膜蛋白影響 嵌入的膜蛋白越多，膜流動性越低6、環(huán)境溫度

脂筏更有秩序，更少流動。特殊脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成微區(qū)。外層的微區(qū)主要含有鞘脂、膽固醇以及GPI-錨定蛋白。出現(xiàn)相分離。內(nèi)層與外層不完全相同，有許多?；腻^定蛋白。

單位膜暗亮暗結(jié)構(gòu)。內(nèi)外致密暗層相當于脂類分子極性頭部和蛋白質(zhì)分子，淺淡的明層為脂質(zhì)分子的疏水端。

質(zhì)膜上的蛋白質(zhì)， 據(jù)其存在的位置分為內(nèi)在膜蛋白、外在膜蛋白及脂錨定蛋白。膜內(nèi)在蛋白(整合蛋白)有的部分插入脂雙層內(nèi)，直接與脂雙層的疏水區(qū)域相互作用， 如載體蛋白。膜周邊蛋白 (外在蛋白)不直接與脂雙層疏水部分相互連接，它們通過內(nèi)在蛋白間接與膜連接，或直接與脂類分子極性頭部相結(jié)合， 例如血影蛋白。脂錨定蛋白通過共價鍵與脂雙層內(nèi)的脂分子結(jié)合。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?