细胞生物学物质跨膜运输

这是一篇关于细胞生物学物质跨膜运输的思维导图，包含膜转运蛋白与小分子物质的跨膜运输、离子泵与模电位等。

物质跨膜运输

• 膜转运蛋白与小分子物质的跨膜运输
  • 脂双层的不透性与膜转运蛋白
    • 脂双层的不透性
      • 钠离子，钾离子
      • 离子浓度差异
        • 膜转运蛋白
        • 脂双层的疏水性
      • 通透性
    • 膜转运蛋白
      • 载体蛋白
        • 机制
          • 自身构象改变
        • 特点
          • 所有类型生物膜 多次跨膜蛋白
          • 高度选择性
          • 酶与底物饱和动力学特征，不作共价修饰
        • 功能
          • 被动运输与主动运输
      • 通道蛋白
        • 机制
          • 亲水通道
        • 特点
          • 离子通道蛋白(电压门通道、配体门、应力激活通道) 孔蛋白 水孔蛋白
          • 极高转运速率
          • 无饱和值
          • 非连续开放 门控
        • 功能
          • 被动运输
  • 小分子跨膜运输类型
    • 简单扩散
      • 1.小分子物质顺浓度梯度或电化学梯度从版透性膜浓度高的一侧想浓度低的一侧移动，不消耗能量，无需转运蛋白2.分子大小与分子极性决定通透性大小 3.疏水性及不带电荷的小分子容易通过
    • 被动运输（协助扩散）
      • 1.顺浓度或电化学梯度，不需能量，需膜转运蛋白 2.极性小分子无机离子通过协助扩散进出细胞 3.葡萄糖转运蛋白家族 4.水孔蛋白
    • 主动运输
      • 逆化学浓度差，消耗能量，需载体蛋白
        • ATP驱动泵
          • ATP酶直接水解ATP提供跨膜的能量
        • 协同转运蛋白
          • 协同转运：一类有钠钾泵或离子泵与载体蛋白相协同作用，间接消耗能量完成主动运输过程。直接动力来自于膜两侧的电化学梯度，而维持这种离子电化学梯度是通过钠钾泵或氢泵消耗atp实现的。分为同向协同转运与反向协同转运。物质运输方向与离子移动方向。
        • 光驱动泵
• 离子泵与模电位
  • P型质子泵
    • 钠钾泵
      • 两个α催化亚基有ATP结合位点，发生磷酸化与去磷酸化。两个起催化作用的β亚基
      • 机制：1.细胞内测α亚基与钠结合促使ATP水解，α亚基上的一个天冬氨酸残基磷酸化引起α亚基构象发生变化，将钠离子泵出细胞 2.同时胞外的钾离子与α亚基另一位点结合，使其去磷酸化，α亚基构象再度发生变化将钾离子泵入细胞
      • 功能：1.维持细胞膜电位2.维持动物细胞渗透平衡3.吸收营养
    • 钙离子泵
      • 1.维持细胞质基质低浓度的钙离子2.泵入肌质网调节肌细胞的收缩运动
    • P型氢泵
      • 植物细胞，真菌，细菌建立氢电化学梯度
  • V型泵与F型质子泵
    • V型：动物细胞胞内体膜，植物细胞液泡膜，逆氢电化学梯度将H泵入细胞器，维持细胞质基质PH中性和细胞器PH酸性 2.F型细菌质膜、线粒体内膜和叶绿体类囊体膜，利用质子势能合成ATP 3.共同点：都只转运质子，不形成磷酸化中间体
  • ABC超家族
    • 结构
      • 6个α螺旋组成的跨膜结构域，形成底物运输通路并决定底物特异性。
      • ATP活性的ATP结合域，凸向胞质
    • 机制
      • atp分子与abc转运蛋白结合，诱导两个atp结构与二聚化，转运蛋白构象改变，底物结合部位暴露于质膜胞质一侧2.atp水解及adp解离导致atp结合域解离，转运蛋白恢复原有构象
    • 功能与疾病
      • 1.排除天然毒物与代谢产物，肝肾小肠分布丰富2.将抗生素于抗癌药物泵出细胞，赋细胞抗药性3.功能改变于一些人类遗传病有关，囊性纤维化
• 胞吞与胞吐
  • 胞吞
    • 定义：细胞质膜内陷形成囊泡，将细胞外的物质摄取到细胞内，维持细胞正常生命活动
    • 分类
      • 吞噬作用
        • 直径大于250纳米，发生在特化的吞噬细胞中，被吞噬物与吞噬细胞表面结合并激活受体，将信号传至胞内并引起细胞应答反应，信号触发的过程。 功能：摄取营养物，清除病原体和细胞。
      • 胞饮作用
        • 直径小于150nm，真核细胞通过胞饮连续摄入溶液及可溶性分子 功能：网格蛋白依赖的胞吞作用，胞膜窖，非网格蛋白/胞膜窖，大型胞饮
    • 胞吞作用与细胞信号转导
      • 下调:表皮生长因子及其受体的胞吞作用
      • 激活：Notch通路
  • 胞吐
    • 定义：细胞内合成的物质以分泌泡的形式与质膜融合而将内含物分泌到细胞表面或细胞外的过程
    • 分类
      • 持续合成蛋白质和脂质以囊泡的形式不断供应质膜更新，可溶性蛋白持续分泌到细胞外的胞吐途径
      • 调节型胞吐分泌物储存在分泌泡内，外界需要时与质膜融合将内含物释放出去
    • 意义
      • 物质有序跨膜运输
      • 使质膜各个区域面积增加或减少达到动态平衡，质膜的更新和维持细胞的生存与生长

中心主题

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