第五章 物质的跨膜运输 与 信号传递

1. 第五章 物质的跨膜运输 与信号传递

2. 第一节 物质的跨膜运输 1 被动运输（passive transport） 2 主动运输（active transport） 3 胞吞作用（endocytosis）与 胞吐作用（exocytosis） 物质的跨膜运输是细胞维持正常生命活动的基础之一。

3. 物质跨膜运输： 被动运输 主动运输 胞吞与胞吐作用

4. 被动运输（passive transport） 特点： 运输方向：顺浓度梯度 能量消耗：不需要提供能量 类型： 简单扩散（simple diffusion） 协助扩散（facilitated diffusion） -------需要特异膜蛋白协助

5. 简单扩散中物质的通透性： • 极性越小越容易过膜 • 分子越小越容易过膜 • 离子不能过膜

6. 协助扩散 • 特征： • 存在膜转运蛋白； • 转运速率高； • 存在最大转运速率； • 不同物质有特异Km值

7. 协助扩散 • 膜转运蛋白： • 作用：使转运速率增加，转运特异性增强。 • 类型: 载体蛋白（carrier proteins） • 通道蛋白（channel proteins） • 电压门通道（voltage-gated channel） • 配体门通道（ligand-gated channel） • 压力激活通道（stress-activated channel）

8. 膜转运蛋白

9. 载体蛋白

10. 通道蛋白的类型

12. 被动运输与主动运输的比较

13. 主动运输（active transport） ●特点：逆浓度梯度运输；需要能量供给；膜转运蛋白参与 ●类型： 由ATP直接提供能量的主动运输—钠钾泵 钙泵、氢泵 由ATP间接提供能量的主动运输—协同运输 （cotransport） 分为共运输（同向运输）和对向运输（反向运输） 光能驱动的主动运输

14. 主动运输的类型

15. 钠钾泵的结构

16. 钠钾泵的机制及生物学意义

17. 结构：与Na+-K+泵的α亚基同源，MW=100,000Da， 10个α螺旋 Ca2+泵 功能：在细胞膜和肌质网膜上，储存Ca2+ 调节肌细胞的收缩与舒张 由ATP直接提供能量的主动运输——钙泵和质子泵 质子泵 功能：建立H+电化学梯度，驱动转运溶质进入细胞 种类： （1）P型质子泵 （2）V型质子泵 （3） H+ - ATP酶（F-型质子泵）

18. 协同运输： 由钠钾泵或氢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。

19. 共运输 对向运输 共运输和对向运输

20. 共运输（symport） Fig. 小肠上皮细胞吸收葡萄糖(Glc)示意图： 葡萄糖分子通过Na+驱动的供运输方式进入上皮细胞；再经载体介导的协助扩散方式进入血液；Na+-K+泵消耗ATP维持Na+的电化学梯度。

21. 在动物、植物细胞由载体蛋白 介导的协同运输异同点的比较

22. 运输方向 跨膜动力 能量消耗 主动运输与被动运输的比较

23. 膜电位 1.静息电位产生：（内负外正） 质膜对K+的通透性大于Na+是静息电位产生的主要原因 2.去级化：（内外相等） 细胞受到刺激，Na+内流引起的 3.反极化（内正外负） 动作电位的最大值 4.超极化： Na+内流的同时，K+通透性也加大，使得K+流出细 胞，超过原来的静息电位。

24. 离子流与动作电位示意图

25. Fig. 膜电位测定 Fig. Na+通道动作电位

26. Fig. 膜片钳技术

27. 胞吞作用与胞吐作用 作用：完成大分子与颗粒性物质的跨膜 运输，又称膜泡运输或批量运输 （bulk transport）。属于主动运输。

28. 胞吞作用与胞吐作用 Fig. 电镜观察到的胞吞作用 (A) Clathrin-coated vesicles. (B) Golgi cisternae from a cell-free system in which COPI-coated vesicles bud in the test tube. (C) COPII-coated vesicles.

29. 胞吞作用（endocytosis） 类型：胞饮作用与吞噬作用 胞吞作用与吞噬作用的区别： 1.胞吞泡的大小不同： 胞饮泡<150nm,吞噬泡>250nm 2.转运方式不同： 连续发生过程； 需要受体介导的信号触发过程 3.胞吞泡形成的机制不同： 需要网格蛋白和接合素的参与； 需要微丝及其结合蛋白的参与

30. 胞饮作用

31. 吞噬作用

32. 胞吞泡形成的机制 Fig. 通过网格蛋白有被小泡介导的选择性运输示意图

33. 受体介导的内吞作用及包被组装

34. LDL的受体介导的胞吞作用 （选择浓缩机制）

35. 包被的组装

36. 胞吐作用： 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。

37. 胞吐作用（exocytosis） ●组成型的外排途径（constitutive exocytosis pathway） 分布： 所有真核细胞 分泌特点：连续分泌过程 分泌物质：用于质膜更新 default pathway： 粗面内质网→高尔基体→分泌泡→细胞表面

38. 胞吐作用（exocytosis） ●调节型外排途径（regulated exocytosis pathway） 分布：特化的分泌细胞 分泌特点：储存—刺激—释放 产生的分泌物（如激素、粘液或消化酶）具有共同的分选机制，分选信号存在于蛋白本身，分选主要由高尔基体TGN上的受体类蛋白来决定

39. 组成型与调节型的外排途径

40. 膜流与囊泡识别 ●膜流：动态过程对质膜更新和维持细胞的生存与生长是必需的 ● 囊泡与靶膜的识别与融合

41. 膜流

42. 囊泡和靶膜的识别和融合

43. 第二节 细胞通讯与信号传递 • 1 细胞通讯与细胞识别 • 2 细胞的信号分子与受体 • 3 通过细胞内受体介导的信号传递 • 4 通过细胞表面受体介导的信号跨膜传递 • 5 由细胞表面整合蛋白介导的信号传递 • 6 细胞信号传递的基本特征与蛋白激酶的网络整合信息

44. 1.细胞通讯与细胞识别 ●细胞通讯（cell communication） ●细胞识别（cell recognition）

45. 细胞通讯（cell communication） 一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应的反应。细胞间的通讯对于多细胞生物体的发生和组织的构建，协调细胞的功能，控制细胞的生长、分裂、分化和凋亡是必须的。 ●细胞通讯方式： 分泌化学信号进行通讯 接触性依赖的通讯 间隙连接实现代谢偶联或电偶联

46. 细胞的通讯方式

47. 细胞间通过化学信号进行通讯

48. 细胞识别（cell recognition） ●概念：细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子（配体）选择性地相互作用，从而导致一系列生理生化变化，最终表现为整体的生物学效应的过程 ●信号通路（signaling pathway） 细胞接受外界信号，通过一整套特定的机制，将胞外信号转导为胞内信号，最终调节特定基因的表达，引起细胞的应答反应，这种反应系列称之为细胞信号通路。 细胞识别是通过各种不同的信号通路实现的。

49. 细胞信号通路

50. 信号通路