细胞生物学,翟中和版本,复习重点
渗透平衡;同时利用胞外高浓度的Na+所储存的能量,通过协同运输从胞外摄取营养。植物细胞、真菌和细菌质膜上没有Na+/K+-泵而具有P-型H+泵,将H+泵出细胞,建立跨膜H+的电化学势,驱动细胞的协同运输。 Ca2+-泵每消耗1分子ATP泵出2个Ca2+。Ca2+-泵将Ca2+-泵出细胞或泵入细胞内钙库(内质网、线粒体等),维持细胞内低浓度的Ca2+。
离子载体大多是微生物合成的小的疏水分子,溶于膜的脂双层中,能保护带电离子被动通过脂双
层。可分为通道形成离子载体(短杆菌肽)和可动离子载体(缬氨霉素)。
物质的跨膜运输分为简单扩散、被动运输与主动运输。简单扩散是小分子物质以热自由运动方式
顺电化学梯度或浓度梯度通过脂双层进出细胞。
被动运输(协助扩散)指溶质在膜蛋白协助下,顺电化学梯度或浓度梯度通过细胞膜进出细胞。
需载体蛋白参与,具有运输物质的选择性和转运饱和性,比简单扩散高几个数量级。
主动运输是由载体蛋白所介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度由浓度低的一侧向浓度高的一侧进
行跨膜转运的方式。主动运输需要与某种释放能量的过程相耦联,主动运输可分为ATP直接提供能量(ATP驱动泵)、ATP间接提供能量(协同运输)和光能驱动3种类型。
ATP直接提供能量的主动运输可分为4类:P-型离子泵、 V-型离子泵、F-型离子泵和ABC超家
族。前3种只转运离子,后一种主要转运小分子。
P-型离子泵包括:Na+/K+-泵、Ca2+-泵、P-型H+泵等。 在转运离子过程中, P-型离子泵发生磷
酸化与去磷酸化引起构象改变,实现离子跨膜转运。
Na+/K+-泵每个循环消耗1个ATP泵出3个Na+泵入2个K+。动物细胞借助Na+/K+-泵维持细胞
渗透平衡;同时利用胞外高浓度的Na+所储存的能量,通过协同运输从胞外摄取营养。植物细胞、真菌和细菌质膜上没有Na+/K+-泵而具有P-型H+泵,将H+泵出细胞,建立跨膜H+的电化学势,驱动细胞的协同运输。 Ca2+-泵每消耗1分子ATP泵出2个Ca2+。Ca2+-泵将Ca2+-泵出细胞或泵入细胞内钙库(内质网、线粒体等),维持细胞内低浓度的Ca2+。
V-型离子泵、F-型离子泵结构相似但功能不同。 V-型离子泵分布于动物细胞胞内体、溶酶体和植
物细胞液泡膜上等,是利用ATP水解供能从细胞质基质中逆H+电化学梯度泵出H+进入细胞器,以维持基质pH中性和细胞器内pH酸性;F-型离子泵又称为H+-ATP合酶,分布于细菌质膜、线粒体内膜和叶绿体类囊体膜上,利用H+顺浓度梯度运动所释放的能量合成ATP。
ABC超家族由2个跨膜结构域(T)和2个胞质侧ATP结合域(A)构成,T结构域形成运输分子的跨
膜通道。正常生理条件下,ABC蛋白是细菌质膜上糖、氨基酸、磷脂和肽的转运蛋白;是哺乳类细胞亲脂性药物、胆固醇和其他小分子的转运蛋白。
协同转运是一类由Na+/K+泵(或H+-泵)与载体蛋白协同作用,靠间接消耗ATP所完成的主动
运输方式。可分为同向转运和反向转运。
真核细胞通过胞吞作用和胞吐作用完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输,又称为批量运输。
胞吞作用又可分为吞噬作用和胞饮作用。吞噬作用是某些特化的细胞具有的信号触发过程,摄入
大的颗粒性物质,需要微丝及其结合蛋白的帮助。胞饮作用是所有真核细胞都具有的一个连续发生的过程,摄入溶液和分子;主要有网格蛋白依赖的胞吞、胞膜窖依赖的胞吞、大型胞饮作用及非网格蛋白/胞膜窖依赖的胞吞作用等类型。
胞吐作用是将细胞内的分泌泡或其他某些膜泡中的物质通过细胞质膜运出细胞的过程,可分为组成
型胞吐途径和调节型胞吐途径。组成型胞吐是所有真核细胞都有的胞吐,其缺省途径是:粗面内质网→高尔基体→分泌泡→细胞表面。调节型胞吐是特化的分泌细胞受到信号刺激是,储存于细胞内的分泌泡与质膜融合释放内含物的途径。
胞吞作用与胞吐作用均涉及膜的融合,需要细胞提供为此提供能量,因此属于主动运输。 胞吞作用与胞吐作用的动态过程对质膜更新(膜流)和维持细胞的生存与生长是必要的。 难点与重点
膜转运蛋白的类型和功能
被动运输的主要类型和各自特点
主动运输的3种主要类型