細(xì)胞膜動力學(xué)和跨膜信號通訊演示文稿1當(dāng)前第1頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)（優(yōu)選）細(xì)胞膜動力學(xué)和跨膜信號通訊2當(dāng)前第2頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)3當(dāng)前第3頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)1.脂質(zhì)(磷脂)：頭（極性，親水）尾（脂肪酸，非極性，疏水）2.蛋白質(zhì)：表面蛋白，整合蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（膜通道，載體和離子泵）受體蛋白，酶等3.糖類：糖蛋白，糖脂，被細(xì)胞外化學(xué)物質(zhì)識別并特異性結(jié)合，發(fā)揮作用。4當(dāng)前第4頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)5當(dāng)前第5頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)頭：甘油+磷酸基團(tuán)+堿基尾：兩條脂肪酸(烴鏈)—通過兩羥基與甘油連磷酸甘油酯酯鍵6當(dāng)前第6頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)二、細(xì)胞的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)(選擇通透性)（一）單純擴(kuò)散：simplediffusion物質(zhì)分子或離子遵循單純的物理學(xué)定律從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域移動的現(xiàn)象。

特點(diǎn):①無飽和性②不依靠特殊膜蛋白質(zhì)擴(kuò)散通量：取決于膜兩側(cè)該物質(zhì)的濃度梯度和該物質(zhì)的脂溶性，如O2，CO2，尿素等可自由通透細(xì)胞膜。

7當(dāng)前第7頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)

水：極性小，可自由通過磷脂雙分子層，從低滲透壓區(qū)向高滲透壓區(qū)移動。

水溶性分子：高度不通透，通過水孔蛋白特異通道進(jìn)出細(xì)胞（相對分子量超200不通過）轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)：

H2O、O2、CO2、NH3、N2、尿素、乙醚、乙醇、類固醇類激素等少數(shù)幾種。8當(dāng)前第8頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)（二）膜蛋白介導(dǎo)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)1、被動運(yùn)輸passivetransport特點(diǎn)：①順濃度或電-化學(xué)梯度進(jìn)行②不耗能，依賴電-化學(xué)梯度所貯存的勢能，但有膜蛋白參與。(如易化擴(kuò)散)2、主動轉(zhuǎn)運(yùn)activetransport特點(diǎn)：①逆濃度梯度或電-化學(xué)梯度進(jìn)行②需要消耗能量，由分解ATP來提供9當(dāng)前第9頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)1、被動運(yùn)輸，也稱為易化擴(kuò)散facilitateddiffusion①載體介導(dǎo)的易化擴(kuò)散carrierfacilitateddiffusion②通道介導(dǎo)的易化擴(kuò)散channelfacilitateddiffusion10當(dāng)前第10頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)①載體介導(dǎo)的易化擴(kuò)散:(變構(gòu),102－104分子/s）

載體carrier：膜蛋白質(zhì)，有一個或數(shù)個結(jié)合位點(diǎn)或功能性AA殘基，能選擇性的與底物結(jié)合，發(fā)生構(gòu)象變化，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)。如Gaa

特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特異性高；飽和現(xiàn)象；競爭性抑制11當(dāng)前第11頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)12當(dāng)前第12頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)②通道介導(dǎo)的易化擴(kuò)散:(門控,107－108離子/s)

通道channel：膜蛋白質(zhì)，結(jié)構(gòu)可在相應(yīng)理化因子的作用下迅速的發(fā)生變化，被稱為激活，隨后迅速的失活。特點(diǎn)：有一定特異性，可以處于開放或關(guān)閉的不同功能狀態(tài)，通透性變化快，迅速。13當(dāng)前第13頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)

電壓門控通道

voltage-gatedchannel化學(xué)/配體門控通道

chemically/ligand-gatedchannel機(jī)械門控通道

mechanically-gatedchannel14當(dāng)前第14頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)電壓門控通道15當(dāng)前第15頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)化學(xué)/配體門控通道16當(dāng)前第16頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)2、主動轉(zhuǎn)運(yùn)activetransport分類：

原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)primaryactivetransport

繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)secondaryactivetransport

17當(dāng)前第17頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)：直接利用代謝產(chǎn)生的能量逆濃度和電勢梯度跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。－－離子泵能量直接來自ATP的分解維持細(xì)胞內(nèi)外離子的不均衡分布細(xì)胞外Na+是細(xì)胞內(nèi)的10～15倍，細(xì)胞內(nèi)K+是細(xì)胞外的40～50倍鈉-鉀泵(sodium-potassiumpump)的主動轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制18當(dāng)前第18頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)19當(dāng)前第19頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)Na+-K+泵的分子結(jié)構(gòu)2個α亞單位和1個β亞單位250KD分解1個ATP，排出3Na+，攝入2個K+Na+-K+泵的啟動和活動強(qiáng)度與膜內(nèi)出現(xiàn)較多的Na+和膜外出現(xiàn)較多的K+有關(guān)。Na+-K+泵活動時，泵出Na+和泵入K+這兩個過程是同時進(jìn)行或耦聯(lián)在一起。Na+-K+泵活動的生理意義：形成和保持細(xì)胞內(nèi)外Na+、K+不均衡分布及建立一種勢能儲備。為某些物質(zhì)的繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)提供勢能差。20當(dāng)前第20頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)21當(dāng)前第21頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)22當(dāng)前第22頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)Glu23當(dāng)前第23頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)2）Ca2+－ATPase:鈣泵（Ca+-Mg+依賴式ATP酶）質(zhì)膜：從胞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)至胞外；在細(xì)胞器膜:從胞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞器內(nèi)（如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)）3）H+－ATPase:質(zhì)膜中，將H+移出細(xì)胞4）H+/K+－ATPase:分解1個ATP，將泵出1個H+泵回1個K+24當(dāng)前第24頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)25當(dāng)前第25頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)：(轉(zhuǎn)運(yùn)能量不直接來源ATP)離子從高濃度向低濃度轉(zhuǎn)運(yùn)為被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)逆濃度的主動轉(zhuǎn)運(yùn)提供能量的轉(zhuǎn)運(yùn)方式。（不直接利用ATP分解釋放的能量，而是利用膜內(nèi)外其它離子的勢能差所進(jìn)行的主動轉(zhuǎn)運(yùn)）

同向轉(zhuǎn)運(yùn)：離子與被轉(zhuǎn)運(yùn)分子向同一方向移動。如腎小管中G,aa和Cl-與Na+的同向轉(zhuǎn)運(yùn)。

反向轉(zhuǎn)運(yùn)：如腎小管分泌H+、K+與Na+的反向轉(zhuǎn)運(yùn)。26當(dāng)前第26頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)同向轉(zhuǎn)運(yùn)symport27當(dāng)前第27頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)逆向轉(zhuǎn)運(yùn)antiport28當(dāng)前第28頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)（三）胞呑和胞吐1.胞呑（入胞）細(xì)胞外某些大分子物質(zhì)或物質(zhì)團(tuán)塊（如侵入體內(nèi)的細(xì)菌、病毒、異物或血漿中脂蛋白顆粒、大分子營養(yǎng)物質(zhì)等）進(jìn)入細(xì)胞的過程。

29當(dāng)前第29頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)1.胞吞1)呑噬：物質(zhì)大，膜內(nèi)陷成小泡2)胞飲：液體或小物質(zhì)A.胞吮(無選擇性允許外液入胞)B.胞膜窖胞吮(受體介導(dǎo)，選擇性，小面積膜內(nèi)陷，能濃縮和內(nèi)質(zhì)化小分子物質(zhì))C.受體介導(dǎo)式胞呑：網(wǎng)格蛋白-有被小窩形式入胞是一種最重要的入胞形式，通過這種方式入胞的物質(zhì)有50多種，包括血漿低密度脂蛋白顆粒、運(yùn)鐵蛋白、VitB12運(yùn)輸?shù)鞍?、多種生長調(diào)節(jié)因子、胰島素、抗體和某些細(xì)菌毒素、病毒等。30當(dāng)前第30頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)Primarylysosomeendosomecoatedpit31當(dāng)前第31頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)入胞的基本過程：轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)被細(xì)胞膜識別與轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)相接觸的膜發(fā)生內(nèi)陷，并逐漸將其包繞轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)和包繞它的膜進(jìn)入胞漿內(nèi)形成吞食泡吞食泡與溶酶體融合，其內(nèi)容被酶消化32當(dāng)前第32頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)2.胞吐（出胞）一些大分子物質(zhì)或固態(tài)、液態(tài)的物質(zhì)團(tuán)塊由細(xì)胞排出的過程。囊泡膜成為質(zhì)膜，內(nèi)容物排出細(xì)胞主要見于細(xì)胞的分泌活動，如內(nèi)分泌腺把激素分泌到細(xì)胞外液中，外分泌腺把酶原顆粒和黏液分泌到腺管的管腔中，以及神經(jīng)細(xì)胞的軸突末梢把神經(jīng)遞質(zhì)分泌到突觸間隙中。33當(dāng)前第33頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)EndoplasmicreticulumGolgibodySecretivevesicleNucleusMitochondria出胞的基本過程：34當(dāng)前第34頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)35當(dāng)前第35頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)總結(jié)：跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)膜的轉(zhuǎn)運(yùn)被動運(yùn)輸主動運(yùn)輸簡單擴(kuò)散：高濃度－低濃度：CO2O2易化擴(kuò)散載體介導(dǎo)：Gaa通道介導(dǎo)：K＋Na＋Ca2＋

滲透擴(kuò)散：水從溶質(zhì)濃度低－濃度高原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)（離子泵）胞呑出胞（胞吐）呑噬胞飲：胞吮胞膜窖胞吮受體介導(dǎo)式胞呑繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)：靠間接提供能量的主動運(yùn)輸同向轉(zhuǎn)運(yùn)反向轉(zhuǎn)運(yùn)36當(dāng)前第36頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)主動轉(zhuǎn)運(yùn)協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)離子通道K37當(dāng)前第37頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)第二節(jié)細(xì)胞間通訊和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的兩種高效機(jī)制:電信號化學(xué)信號信號傳遞方式：電化學(xué)信號通過細(xì)胞間連接在胞質(zhì)間直接傳遞通過旁分泌自分泌或神經(jīng)調(diào)質(zhì)進(jìn)行局部化學(xué)通訊電化學(xué)信號相結(jié)合的長距離通訊38當(dāng)前第38頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)

受體：是鑲嵌在細(xì)胞膜表面或存在于細(xì)胞內(nèi)的特異蛋白，能與化學(xué)信號（配體）特異性結(jié)合并引起生物學(xué)效應(yīng)的特殊蛋白質(zhì)。靶細(xì)胞：能與化學(xué)信號分子作用的細(xì)胞。39當(dāng)前第39頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)主要涉及三個環(huán)節(jié)：胞外信號的識別與結(jié)合信號轉(zhuǎn)導(dǎo)胞內(nèi)效應(yīng)大體有以下三類方式離子通道介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)酶偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)40當(dāng)前第40頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)一、離子通道受體介導(dǎo)的跨膜信號傳遞(一)化學(xué)門控通道受化學(xué)分子控制，與膜電位變化沒直接關(guān)系如ACh作用于ACh受體(二)電壓門控通道對跨膜電位變化敏感41當(dāng)前第41頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)化學(xué)門控通道：nAChR谷氨酸受體天冬氨酸受體

γ-氨基丁酸受體甘氨酸受體ATP受體5-HT受體42當(dāng)前第42頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)電壓門控過程：膜去極化通道蛋白構(gòu)象變化通道開放離子跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)結(jié)構(gòu)：α:四個結(jié)構(gòu)域β1β243當(dāng)前第43頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)一、離子通道介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)44當(dāng)前第44頁\共有48頁\編于星期四\7點(diǎn)二、G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)含氮類激素作用機(jī)制膜表面受體與膜內(nèi)G蛋白偶聯(lián)啟動的。

三種特殊蛋白：受體蛋白：識別并結(jié)合外來化學(xué)因子(7次跨膜α螺旋)G蛋白：αβγ三亞單