细胞生物学细胞 (2).ppt

还有许多神经递质受体，如γ氨基丁酸受体、甘氨酸受体、5-羟色胺受体等，都是单一肽链4次穿膜形成亚单位，5个亚单位组成跨膜离子通道；通透Na+、K+、Ca2+等阳离子2.电压门控通道膜两侧跨膜电位的改变是控制电压门控通道开放与关闭直接因素此类通道蛋白分子部分基团对跨膜电位改变敏感，可改变构象打开通道，开放时间只有几毫秒，随即自发关闭；主要分布在神经元、肌细胞、腺上皮细胞等，包括：钾通道、钙通道、钠通道、氯通道3.应力激活通道通道蛋白应力改变构象，通道开放，离子跨膜内耳毛细胞顶部的听毛，受到声波振动而弯曲，应力门控通道开放，离子跨膜进入毛细胞，声信号传递给神经元细菌与古细菌的应力激活通道均为跨膜蛋白五聚体，通透阳离子小分子物质的跨膜运输第31页，共61页，星期日，2025年，2月5日一些离子通道持续开放，大多数开放时间短暂，几个毫秒后关闭；离子通道的开放、关闭是连续相继的，以调节细胞活动离子通道活动(神经-肌肉接头处)：①神经冲动→神经末梢→细胞去极化→电压门控Ca2+通道开放→细胞外Ca2+涌入细胞→胞内突触小泡释放乙酰胆碱至突触间隙②释放的乙酰胆碱→结合突触后膜的乙酰胆碱受体→通道开放，Na+流入肌细胞→肌细胞膜局部去极化小分子物质的跨膜运输第32页，共61页，星期日，2025年，2月5日③肌细胞去极化→诱发膜上Na+通道开放→大量Na+涌入肌细胞，使整个肌细胞膜进一步去极化④肌细胞膜的去极化→使肌浆网上Ca2+通道开放→Ca2+大量释放如胞质→肌原纤维收缩小分子物质的跨膜运输第33页，共61页，星期日，2025年，2月5日载体蛋白介导的易化扩散非脂溶性/亲水性小分子，如葡萄糖、氨基酸、核苷酸、代谢物等，不能简单扩散入膜，在载体蛋白介导下，不消耗代谢能量，顺物质浓度梯度/电化学梯度进行转运，称“易化扩散”易化扩散转运特异性强，速率非常快载体蛋白对结合的溶质高度专一性，结合溶质分子后，载体构象变化，送溶质分子到膜的另一侧；然后随构象变化，载体对溶质的亲和力下降，释放溶质，载体蛋白构象恢复小分子物质的跨膜运输第34页，共61页，星期日，2025年，2月5日葡萄糖是人体最基本的最直接的能量来源，多数细胞(低浓度葡萄糖)从血流和组织液中(高浓度葡萄糖)，通过易化扩散获取葡萄糖人类基因组编码12种葡萄糖载体蛋白，均含有12次跨膜的α-螺旋，α-螺旋含有丝氨酸、苏氨酸、天冬氨酸和谷氨酸残基，其侧链与葡萄糖羟基形成氢键，是葡萄糖结合位点以红细胞为例，膜上存在5万个葡萄糖载体蛋白，占膜总蛋白5%小分子物质的跨膜运输第35页，共61页，星期日，2025年，2月5日载体蛋白介导的主动运输细胞内的K+浓度是细胞外的20倍以上；而Na+正好相反而细胞外的Ca2+浓度要高于细胞内1000倍这些浓度梯度由主动运输产生，对维持生命活动至关重要主动运输需要消耗能量，能量来源包括：ATP、光吸收、电子传递、顺浓度梯度的其他物质的流动等；可分为：ATP直接供能、ATP间接供能1.离子泵直接水解ATP进行主动运输离子泵具有专一性，水解ATP，转运特定离子Na+-K+泵：镶嵌在脂双层中，由两个α亚基两个β亚基组成四聚体α亚基胞质面有3个高亲和Na+结合位点；α亚基膜外表面有2个高亲和K+结合位点小分子物质的跨膜运输第36页，共61页，星期日，2025年，2月5日小分子物质的跨膜运输水解1分子ATP，输出3个Na+，转入2个K+多数动物细胞消耗1/3的ATP维持Na+-K+泵；胞内低Na+胞外高K+，维持渗透压、产生维持膜电位、各种新陈代谢提供必要离子浓度第37页，共61页，星期日，2025年，2月5日Ca2+泵：Ca2+-ATP酶同样有磷酸化和去磷酸化过程，并改变构象，每水解1分子ATP，逆浓度梯度转出细胞或泵人肌浆网2个Ca2+肌浆网是肌细胞特化的内质网，是Ca2+储存场所2.离子浓度驱动的协调运输细胞主动运输建立膜两侧的各种离子浓度梯度，储存了膜两侧的势能，此势能可供细胞此势能可供细胞运输小分子物质的跨膜运输Ca2+泵：Ca2+-ATP酶同样有磷酸化和去磷酸化过程，并改变构象，每水解1分子ATP，逆浓度梯度转出细胞或泵人肌浆网2个Ca2+肌浆网是肌细胞特化的内质网，是Ca2+储存场所2.离子浓度驱动的协调运输细胞主动运输建立膜两侧的各种离子浓度梯度，储存了膜两侧的势能，此势能可供细胞此势能可供细胞运输Ca2+泵：Ca2+-ATP酶同样有磷酸化和去磷酸化过程，并改变构象，每水解1分子ATP，逆浓度梯度转出