第五章物质的跨膜运输与信号传递一、物质跨膜运输:细胞膜是选择性透性膜，是能调节物质讲出的精密装置，其物质运输方式：（一）被动运输（passivetransport）不消耗细胞能量，运输方向是顺浓度梯度或电化学梯度。1.简单扩散：小分子物质（水、甘油、葡萄糖O2，N2）自由扩散过膜，不须膜蛋白协助。2.协助扩散：小分子及离子在膜转运蛋白协助下，增快跨膜转运速率：（1）Glucose,氨基酸、乳糖、核糖等由载体蛋白选择结合跨膜转运（2）离子通道蛋白选择性开启离子通道转运。图图5-15-1不同物质透过人工脂双层的能力不同物质透过人工脂双层的能力图图5-25-2缬氨霉素的分子结构缬氨霉素的分子结构图图5-35-3短杆菌肽短杆菌肽构成的通道构成的通道图图5-45-4各类膜转运蛋白各类膜转运蛋白1.ATP-泵2.离子通道3.转运器4.单向转运,5.同向转运,6.反向转运（二）主动运输（activetransport）:消耗细胞能量，运输方向是逆浓度梯度or电化学梯度。1.主动运输：靠离子泵or质子泵（钠钾泵钙泵、H+泵）直接消耗ATP运输2.协同运输：待运物质在载体蛋白上与某种离子相伴跨膜转运，是由钠钾泵（真菌、细菌的质膜中H+泵）所维持的离子浓度梯度驱动，所以是间接消耗细胞内ATP。（1）共运输：例如动物肠上皮细胞的Glucose、氨基酸需伴Na+过膜，而细菌吸收乳糖是伴H+过膜。（2）反向运输：动物细胞由Na+驱动，H+反向运输出胞外，调节PH值，靠Na+——H+交换载体（三）吞排作用：胞吞作用（endocytosis）胞吐作用（exocytosis）（消耗细胞能量，大分子和颗粒物质由膜泡来跨膜运输。）1、吞噬作用，吞食大的颗粒物质2、胞饮作用，吞饮液态物质，微胞饮作用（小的膜汇向内移动来完成）。3、跨细胞转运，由胞吞和胞吐相结合，组成穿胞吞排物质转运方式。例如：母体的抗体由blood穿过上皮细胞进入乳汁，而婴儿肠上皮细胞，再将母乳中的抗体摄入blood（抗体物质由膜泡包围，没有经过溶酶体作用，由一极胞吐，由另一极胞吞，所以是完整的）。（一）被动运输1、简单扩散通透性主要取决于分子的大小和极性，带电荷的离子不能简单扩散，（分子小，没有极性而易扩散）。2、协助扩散：载体蛋白质与其特定溶质分子结合转运：离子通道蛋白质对离子有选择性，按通道开启和关闭机制可分三类：电压门控型；配体门控型；压力门控制型。载体蛋白质在转运过程，不采取对物质分子的化学修饰，并有选择性，过膜就释放分子，相当于吊桥。通道蛋白相当于门。图图5-55-5各类离子通道各类离子通道1.泄漏通道,2.电位门通道,3.配体门通道,4.信号门通道图图5-55-5乙酰胆碱受体乙酰胆碱受体图图5-65-6钾电位门通道钾电位门通道（二）主动运输:是逆浓度梯度or逆化学梯度的跨膜物质运输方式。一般动物细胞要因此消耗1/3的总ATP,来维持细胞内低Na+高K+离子环境，而神经细胞则要消耗2/3总ATP,这对维持细胞渗透平衡，正常细胞生命活动，保证神经冲动的传递十分必要。主动运输的工具是离子泵，典型的钠钾泵(Na+-K+泵)是由多次过膜的内在膜蛋白质构成具有ATP酶活性，其大亚基（α亚基）是催化部分（α亚基称Na+-K+ATP酶），分子量120KD，小亚基（β亚基）是tissue特异性的糖蛋白质,分子量为50KD，α亚基在细胞外侧有与K+or乌本苷结合位点，其细胞内侧有与Na+和ATP结合位点。其工作模式是α亚基在膜内侧结合Na+促使ATP的水解，使α亚基Pi化，构象变化——翻转，（消耗ATP水解产生的能量），把Na+泵出细胞,同时膜外侧的K+与α-亚基结合，使其去Pi化，恢复原构象，将K+泵进细胞,每水解一个ATP分子，泵出3个Na+,泵进2个K+，钠钾泵在细胞膜上密度达103个/um3，其分子构象变化速度可达1千次/秒，所以保持K+浓度：胞内>胞外，又维持动物细胞渗透平衡，成为细胞生命活动的稳定生理微环境。图图5-75-7钠钾泵钠钾泵钠钾泵在神经细胞、肌细胞中特别活跃，但以乌本苷或氰化物就能抑制其活性。乌本苷为什么能抑制Na+-K+泵？在细胞外侧α-亚基只有一个结合位点，乌本苷与K+竞争结合。为什么CN化物也能抑制Na+-K+泵？CN化物剧毒，是生物O2化抑制剂（O2化产生ATP）故不能合成ATP，则Na+-K+泵不能工作，不能维...
