小分子物质的跨膜运输课稿.ppt

第九章小分子物质的跨膜运输Membrane Transport of Small Molecules 离子通道对电兴奋性细胞有特别重要的意义， 是神经冲动传导和肌肉收缩的基础。 突触膜上分布着离子通道 突触 synap 离子通道的作用不仅限于电兴奋性细胞。它们普遍存在于所有动物细胞质膜上，并且在植物和微生物上也有作用。 请看－ 二、几种通道蛋白 K+通道与静息电位 Na+通道与动作电位（略） K+通道与动作电位（略） Ca 2+通道与动作电位（略） 乙酰胆碱受体与神经肌接头的化学-电 信号转换 1. K+通道与静息电位 静息电位: -70mV,主要由 钾离子膜平衡电位构成 胞内高钾，化学梯度驱使其逸出 胞内多阴离子，电梯度吸引其驻留 胞质侧 K+通道与静息电位 提供K+自由跨膜的途径，其平衡电位造成膜静息电位（ -70mV ）。 使K+能被固有阴离子吸引于胞内，然后在Na+ - K+泵作用下维持在胞内的高浓度。 存在于所有细胞膜上，不需要特异刺激就可打开，所以被叫作K+逸漏通道。 K+ channel and resting potential 血糖浓度升高后脂肪细胞反应 --更多的葡萄糖载体进行被动运输, 将糖摄入 载体介导的主动运输 能量来源 sources of energy: 离子梯度驱动力 通过偶联运输使一种物质的下坡带动另一种物质的上坡—偶联载体 2. ATP驱动泵 ATP水解提供能量 3. 光驱动泵 光提供能量 细菌 载体介导的主动运输 偶联载体 ATP驱动泵 光驱动泵 二、偶联载体 coupled carrier Na+驱动的同向运输载体 H+驱动的同向运输载体 略 Na+驱动的反向运输载体 略 载体蛋白的不对称分布与上皮细胞的吸收功能 Na+驱动的同向运输载体 与 糖摄入 Na+ -driven symporter and glucose uptake 胞质侧 构象A:结合位点向胞外侧开放, 葡萄糖和Na+结合于各自位点. Na+顺其电化学梯度 糖逆其电化学梯度 构象B:载体经历构象变化,结合位点向胞质侧开放,葡萄糖和Na+离开各自位点,由此两者被运入细胞. 糖经历主动运输,能量来自Na+梯度. 小肠上皮细胞顶面Na+驱动的同向葡萄糖运输载体 肠腔 上皮下 组织间隙 偶联载体 小肠上皮细胞底侧面不依赖Na+的葡萄糖运输载体 肠腔 上皮下 组织间隙 主动运输蛋白 偶联载体 被动运输蛋白 小肠上皮细胞 载体蛋白的不对称分布与上皮细胞的吸收功能 主动运输,逆糖梯度 被动运输,顺糖梯度 肠腔 组织间液 三、ATP驱动泵 ATP-driven pump Na+-K+泵 Ca 2+泵 H+泵 许多载体蛋白依赖Na+离子梯度驱动力完成主动运输, 那么Na+离子梯度 又是如何建立起来并得到维持的呢? Na+离子不停地进入细胞,怎样把它们送回细胞 外呢? Na+ -K+泵 Na+ -K+ pump 存在于几乎所有动物细胞膜上, 利用ATP水解供应能量, 建立和维持Na+梯度。又称Na+ -K+ ATP酶 Na+ -K+ ATPase Na+ 我是大力士 K+ 泵 细胞能量1/3~2/3耗费于此! 问题：为什么Na+ -K+泵 又叫 Na+ -K+ATP酶 Na+ -K+泵 组成和作用 Composition and effect 3个Na+出细胞 2个K+入细胞 逆电化学梯度运输! Na+ -K+泵 组成和作用 组成: 一个大的多次跨膜蛋白,为催化亚基,自身是ATP酶, 能将ATP水解成ADP 一个小的糖蛋白 功能未明 催化亚基的胞质面有Na+和ATP结合位点, 外表面有K+或乌本苷结合位点 整个分子能可逆地磷酸化和去磷酸化 作用: 每水解1分子ATP, 泵出3个Na+, 泵入2个K+ Na+ -K+泵 作用机制 胞外侧 胞质侧 Na+ -K+泵 作用机制 1. Na+结合至催化亚基 2. ATP水解成ADP, 催化亚基被磷酸化 3. 催化亚基构象变化, Na+被运出细胞 4. K +结合至催化亚基 5. 催化亚基去磷酸化 6. 催化亚基构象恢复, K +被运入细胞 箭毒杀人 -对ATP酶的抑制偶联对排钠摄钾的抑制,细胞胀破 ATP酶能将ATP水解成ADP 乌本苷是一种箭毒苷, 是ATP酶抑制剂 在催化亚基的胞外面有结合位点, 与K +竞争性结合至催化亚基。 乌本苷的ATP酶抑制作用发生在依赖K +的去磷酸化步骤。 排钠摄钾运输与ATP水解紧密偶联 Na+ -K+泵 又叫 Na+ -K+ATP酶 Na+ -K+泵 作用的直接效应 建立和维持 细胞外高钠、细胞内高钾 的特殊离子梯度 Na+ -K+泵 作用的