湖北医药学院生物教研室曾凡龙2011 细胞生物学第七章跨膜运输
（一）离子载体（ionophore）
• 是疏水性的小分子，可溶于双脂层，多为微生物合成，
是微生物防御或与其它物种竞争的武器。
• 分为两类：
- 可 动 离 子 载 体 （ mobile ion carrier ）
：如缬
氨 霉 素（valinomycin）是一种由三个重复部分构成的环
Gramicidin A an antibiotic that acts as an ion pore.
短杆菌肽由15个疏 水氨基酸构成的短 肽，2 分子形成一个 跨膜通道
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短杆菌肽A离子载体作用机制
短杆菌肽 A(gramicidin A)是一种形成通道的离子载体，它具有疏水的侧链， 两个分子在一起形成跨膜的通道。 它能 够有选择地将单价阳离子顺电化学梯度通过膜，可被短杆菌肽 A离子通道运输的阳离子有∶H+ 〉NH4+〉K+
形分子，能顺浓 度梯度转运K+。 DNP和FCCP可转运H+。
- 通 道 离 子 载 体 （ channel former ） ： 如 短 杆 菌
肽 A（granmicidin），是由15个疏水氨基酸构成的短肽，
2分子形成一 个跨膜通道，有选择的使单价阳离子如H+、
Na+、K+按化学梯度通过膜。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ湖北医药学院生物教研室曾凡龙2011 细胞生物学第七章跨膜运输
• 细胞膜上存在两类主要的转运蛋白，即：载体蛋 白（ carrier protein ） 和 通 道 蛋 白 （ channel protein）。 - 载体蛋白又称做载体（carrier）、通透酶（ permease）和转运器 （transporter），有的需要能 量驱动，如：各 类ATP驱动的离子泵；有的则不需要 能量，如：缬氨酶素。 - 通道蛋白能形成亲水的通道，允许特定的溶质通过 ，所有通道蛋白均以自由扩散的方式运输溶质
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Membrane Transport Proteins
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第一节 被动运输
非电解质通过扩散跨过细胞质膜必须具备两个条 件:第一，该物质在细胞外的浓 度很高;第二，细 胞质膜必须对这种物质具有通透性。 膜对某种溶质具有透性，必须满足两个条件之一 ：(1)这种物质能够直接穿过 脂双层，或是(2)膜 中有可允许该溶质通过的跨膜孔道。
离子运载的离子 载体的作用机制
缬氨霉素(valinomycin)是一种由12个氨基酸组成的环形小肽。将缬氨霉素插入脂 质 体后，通过环的疏水面与脂双层相连， 极性的内部能精确地固定K+。它在一 侧结合 湖北K+医，药然学后院向生内物侧教研移室动曾通凡过龙脂20双11层，细胞在生另物学一第侧七章将跨K膜+运释输放到细胞
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据估计细胞膜上与物质转运有关的蛋白占核基因编 码蛋白的15~30%，细胞用在物质转运方面的能量达 细胞总消耗能量的2/3。
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物质运输的范畴
细胞进行的物质运输有三种不同的范畴: • 细胞运输(cellular transport) - 这种运输主要是细胞与环境间的物质交换; • 胞内运输(intracellular transport) - 是真核生物细胞内膜结合细胞器与细胞内环境 进行的物质交换; • 转细胞运输(transcellular transport) - 这种运输是物质穿越细胞的运输。
第七章 细胞膜的物质运输
MEMBRANE TRANSPORT
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第一节、被动运输 一、简单扩散 二、协助扩散
第二节 主动运输 一、钠钾泵 二、钙离子泵 三、质子泵 四、ABC 转运器 五、协同运输
第三节、膜泡运输的 基本概念
一、吞噬作用 二、胞饮作用 三、外排作用 四、穿胞运输 五、胞内膜泡运输
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（二）通道蛋白（channel protein） • 是跨膜的亲水性通道，允许适当大小的离子顺 浓度梯度通 过，故又称离子通道。 • 有些通道蛋白长期开放，如钾泄漏通道； • 有些通道蛋白平时处于关闭状态，仅在特定刺 激下才打开，又称为门通道（gated channel）。 主要有4类：电位门通道、配体门通道、环核苷 酸门通道、机械门通道。
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• 细胞质膜具有两个基本的 特性∶允许小分子物质通过 扩散穿过细胞质膜，也可以 让水通过渗透进出细胞质膜 。但是扩散和渗透是两个不 同的概念 • 扩散(diffusion)是指物质沿 着浓度梯度从半透性膜浓度 高的一侧向低浓度一侧移动 的过程，通常把这种过程称 为简单扩散。 • 渗透(osmosis)的含义则是 指水分子以及溶剂通过半透 性膜的扩散。
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二、协助扩散 •也称促进扩散（facilitated diffusion）。 •特点 ①比自由扩散转运速率高； ②运输速率同 物质浓度成非线性关系；③特异性；饱和性。 •载体：离子载体和通道蛋白两种类型。
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一、简单扩散
• 也叫自由扩散（free diffusion）特点： - ①沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散； - ②不 需要提供能量； - ③没有膜蛋白的协助。 • 某种物质对膜的通透性（P）可以根据它在油和 水中的分 配系数（K）及其扩散系数（D）来计 算： • P=KD/t • t为膜的厚度。
Valinomycin 缬氨霉素是一种 由三个重复部分构成的环形 分子，能顺浓度梯度转运K+ 。 DNP 和FCCP可转运H+。（
2,4-二硝基酚，Carbonyl cyanide p-(trifluoromethoxy) phenylhydrazone羰基氰化物p-三氟甲氧基苯腙）
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