导图社区 细胞膜与物质的穿膜运输
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细胞膜与物质的穿膜运输
细胞膜异常与疾病
载体蛋白
胱氨酸尿症
肾性糖尿
ABC转运体蛋白
囊性纤维化CF
膜受体
家族性高胆固醇血症
大分子和颗粒物质的穿膜运输
胞吞作用
吞噬作用是吞噬细胞摄入颗粒物质的过程
胞饮作用是细胞吞入液体和可溶性物质的过程
液相内吞
吸附内吞
转胞吞作用
受体介导的胞呑提高摄取特定物质的效率
过程
有被小窝和有被小泡的形成
网格蛋白
结构
3条臂（每条有1重链+1轻链）
作用
牵拉质膜向内凹陷，参与捕获特定的膜受体使其聚集于有被小窝内
衔接蛋白
结合网格蛋白
特异性结合受体
无被小泡形成并依次与内体和溶酶体融合
LDL受体介导的LDL胞吞过程
低密度脂蛋白（LDL）
酯化胆固醇
游离胆固醇
磷脂
胞吐作用
连续性分泌是不受调节持续不断的细胞分泌
受调分泌是细胞外信号调控的选择性分泌
激素，酶，神经递质
细胞膜的化学组成与生物学特性
细胞膜的化学组成
膜脂构成细胞膜的结构骨架(50%)
分类
磷脂（膜脂的主要成分）(50%)
甘油磷脂（内质网合成）
磷脂酰胆碱PC（卵磷脂）
磷脂酰乙醇胺PE（脑磷脂）
磷脂酰丝氨酸PS
磷脂酰肌醇PI
鞘磷脂SM（高尔基复合体上合成）
神经元细胞膜含量较多
鞘氨醇
胆固醇（稳定细胞膜和调节膜的流动性）
糖脂（位于质膜的非胞质面）
组成
脂类
寡糖
成分
甘油磷脂衍生物（细菌和植物细胞）
鞘氨醇衍生物（动物）→鞘糖脂
包含
脑苷脂（最简单的糖脂）—髓鞘
神经节苷脂—神经元
ABO血型苷脂—红细胞
存在形式
磷脂分子团
脂双层
脂质体
应用
膜功能研究
与特定抗体连接，靶向给药
作为DNA或体内药物运载体
屏障
连续性，受到损伤时能自动封闭
可变形性
膜蛋白以多种方式与脂双分子层结合(50%)
内在膜蛋白（穿膜蛋白）(70~80%)
包括
单次穿膜
多次穿膜
多亚基穿膜
分离方式
去垢剂
离子型
十二烷基磺酸钠SDS
非离子型
Trition X-100
方式
a-螺旋—信号传递
B-折叠片层（B筒）
孔蛋白—运输蛋白
外在膜蛋白（周边蛋白）
分布
胞质侧
外周蛋白
红细胞的血影蛋白和锚蛋白
胞外侧
与膜/内在膜蛋白结合方式
非共价键与膜脂极性头部或内在膜蛋白的亲水区
通过暴露于蛋白质表面的a螺旋的疏水面与胞质面脂单层结合
水溶性（与膜结合弱）→温和方式
改变溶液离子浓度或PH
脂锚定蛋白（脂连接蛋白）
与膜结合方式
共价键
糖基磷脂酰基醇锚定蛋白（GPI）
膜糖类覆盖细胞膜表面（2～8%）
共价键与脂或蛋白质相连
糖蛋白（大多数）
N-糖基化
天冬氨酸
0-糖基化
丝氨酸和苏氨酸
糖脂
细胞外被
定义
（大多数真核细胞表面富含糖类的边缘区）
质膜中糖蛋白和糖脂向外表面延伸出的寡糖链部分
功能
保护细胞抵御各种物理，化学性损伤
细胞膜的生物学特性
膜的不对称性决定膜功能的方向性
膜脂
各种膜脂分子在脂双分子内外层分布不同
人红细胞膜
鞘磷脂，磷脂酰胆碱大部分在外层
磷脂酰乙醇胺，磷脂酰丝氨酸，磷脂酰肌醇大部分在内层
胆固醇内外层分布相等
不同膜性细胞器中脂类成分的组成和分布不同
膜蛋白
血影蛋白分布于红细胞膜内表面
酶和受体位于质膜外表面
（腺苷酸环化酶位于质膜内表面）
膜糖
膜的流动性是膜功能活动的保证
脂双层为液晶态二维流体
相变
运动方式
侧向扩散
翻转运动
旋转运动
弯曲运动
影响膜脂流动性的因素
脂肪酸链的饱和程度（越不饱和→相变温度低，流动性大）
脂肪酸链的长短（短→相变温度低，流动性大）
胆固醇的双重调节作用
卵磷脂和鞘磷脂比值（鞘磷脂多则流动性降低）
膜蛋白的影响（蛋白越多，流动性越小）
膜脂的极性基团，环境温度，ph，离子强度
荧光漂白恢复技术FPR
细胞膜的分子结构模型
片层结构模型具有三层夹板式结构特点
单位膜模型体现膜形态结构的共同特点
流动镶嵌模型被普遍接受
脂筏模型深化了对膜结构和功能的认识
微区/脂筏
胆固醇
鞘磷脂
蛋白质（GPI锚定蛋白）
小分子物质和离子的穿膜运输
膜的选择性通透和简单扩散
条件
浓度差
溶质必须能透过膜
脂溶性
非极性或不带电小分子
速率影响因素
物质本身特性
温度
膜的有效面积
膜运输蛋白介导的穿膜运输
膜运输蛋白
类型
多次穿膜蛋白
载体蛋白（转运体）
被动运输（易化扩散）
特点
结构特异性
饱和现象
Vmax
米氏常数Km(扩散速率为Vmax一半时的底物浓度)
Km越小→亲和力和转运效率越高
竞争性抑制
葡萄糖转运体（GLUT）蛋白家族
GLUT3
脑内神经元细胞
高亲和力
GLUT2
肝细胞和胰岛B细胞
亲和力低于GLUT1
GLUTA4
肌细胞和脂肪细胞
胰岛素受体
当胰岛素缺乏或GLUT数量/功能下降→2型糖尿病
主动运输
通道蛋白（被动运输）
离子通道
被动运输
高度选择性
转运速率高
闸门
配体门控
乙酰胆碱受体（AChR）
Na，K，Ca
电压门控
神经元，肌细胞，腺上皮细胞
K，Ca，Na，Cl
应力激活
水通道
持续开放
渗透压差
大多数极性和水溶性物质细胞
运输方式
非电解质
顺浓度梯度
电解质
电-化学驱动力
膜电位有利于正离子进入
ATP
逆浓度梯度
ATP驱动泵
P型离子泵
Na-K（Na-K-ATP酶）
抑制剂
乌苯苷
氰化物
Ca
存在于质膜，肌浆网和内质网膜上
钙调蛋白（CaM）
胞质基质，内质网膜，质膜
V型质子泵
存在
真核细胞膜性酸性区室（H+逆浓度运进）
不形成磷酸化和去磷酸化
F型质子泵（H+ATP合成酶）
细菌质膜，线粒体内膜，叶绿体膜（顺浓度梯度）
偶联质子转运和ATP合成
ABC转运体
排毒自我保护，免疫监视
协同运输
能量来源
通过钠钾泵或氢泵消耗ATP所实现的膜两侧离子的电化学梯度中的能量
共运输
Na-葡萄糖转运体
葡萄糖在小肠粘膜上皮的吸收
葡萄糖在近端肾小管上皮的重吸收
对向运输
Na-Ca交换体
Na-H交换体
Cl-HCO3
物质转运能力
膜运输蛋白活性和在细胞膜上的数目
细胞外调控因素
激素，神经递质，被运物质的电化学梯度
细胞内因素
酶，G蛋白，信号蛋白
通道蛋白
膜电位的变化
通道的数量
