《生物學(xué)課件：第二章 細(xì)胞的基本功能 1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《生物學(xué)課件：第二章 細(xì)胞的基本功能 1（62頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第二章第二章 細(xì)胞的基本功能細(xì)胞的基本功能 16651665年，年，HookeHooke用用自制的顯微鏡觀察軟自制的顯微鏡觀察軟木的薄片是由許多類木的薄片是由許多類似蜂巢的小室組成似蜂巢的小室組成（細(xì)胞壁），這些?。?xì)胞壁），這些小室用拉丁文命名為室用拉丁文命名為cellarcellar，后來用英文的，后來用英文的cell cell 表示細(xì)胞表示細(xì)胞 18381838年，德國學(xué)者年，德國學(xué)者SchleidenSchleiden和和SchwannSchwann創(chuàng)立創(chuàng)立了細(xì)胞學(xué)說了細(xì)胞學(xué)說被恩格斯譽(yù)為是被恩格斯譽(yù)為是1919世紀(jì)自然世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)之一科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)之一 。 19251925

2、年，生物學(xué)大師年，生物學(xué)大師WilsonWilson提出：提出：“一切一切生命的關(guān)鍵問題都要到細(xì)胞中去尋找生命的關(guān)鍵問題都要到細(xì)胞中去尋找”。最基本的功能單位最基本的功能單位二百余種二百余種每種細(xì)胞執(zhí)行特定的功能每種細(xì)胞執(zhí)行特定的功能所有細(xì)胞都有其所有細(xì)胞都有其共同共同的特性的特性 細(xì)胞（細(xì)胞（cellcell） 細(xì)胞膜的基本化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜的基本化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu) 物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)功能物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)功能 跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能 細(xì)胞生物電現(xiàn)象和機(jī)理細(xì)胞生物電現(xiàn)象和機(jī)理 肌細(xì)胞的收縮肌細(xì)胞的收縮細(xì)胞生理學(xué)的主要內(nèi)容細(xì)胞生理學(xué)的主要內(nèi)容第一節(jié)第一節(jié)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能細(xì)胞膜

3、的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能細(xì)胞膜細(xì)胞膜(cell membrane)(cell membrane)的作用的作用 是細(xì)胞和環(huán)境之間的屏障是細(xì)胞和環(huán)境之間的屏障 (Barrier)(Barrier) 具有物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能具有物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能 (Transport)(Transport) 跨膜信息傳遞和能量轉(zhuǎn)換功能跨膜信息傳遞和能量轉(zhuǎn)換功能 (Transduction)(Transduction)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)特征細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)特征 一、組成：一、組成： 脂質(zhì)、蛋白質(zhì)（功能活躍的細(xì)胞）和糖類組成脂質(zhì)、蛋白質(zhì)（功能活躍的細(xì)胞）和糖類組成 二、液態(tài)鑲嵌模型二、液態(tài)鑲嵌模型(fluid mosaic model) 1959年，

4、年，Robertson在電鏡下觀察到膜的結(jié)構(gòu)類似三在電鏡下觀察到膜的結(jié)構(gòu)類似三 明治，是由暗明治，是由暗-明明-暗三層結(jié)構(gòu)組成，每層厚暗三層結(jié)構(gòu)組成，每層厚2.5nm 1972年，年，Singer & Nicholson提出了膜的液態(tài)鑲嵌模型提出了膜的液態(tài)鑲嵌模型 液態(tài)脂質(zhì)雙分子層為基架液態(tài)脂質(zhì)雙分子層為基架 鑲嵌著不同生理功能的蛋白質(zhì)鑲嵌著不同生理功能的蛋白質(zhì) 1. 1. 膜中脂質(zhì)的種類膜中脂質(zhì)的種類 磷脂磷脂(70%)(70%)、膽固醇、膽固醇(cholesterol, 30%)(cholesterol, 30%)和少量的糖和少量的糖脂。脂。磷脂磷脂分為分為磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺、磷脂磷

5、脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰絲氨酸和磷脂酰肌醇；酰絲氨酸和磷脂酰肌醇； 磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇可在磷脂酶可在磷脂酶C C 的作用下生成三磷酸的作用下生成三磷酸肌醇（肌醇（IPIP3 3）和二酰甘油（）和二酰甘油（DGDG）；）；IPIP3 3 和和 DGDG是重是重要的第二信使要的第二信使（一）脂質(zhì)雙分子層（一）脂質(zhì)雙分子層2. 2. 磷脂的基本結(jié)構(gòu)磷脂的基本結(jié)構(gòu)水溶液中磷脂分子團(tuán)（水溶液中磷脂分子團(tuán)（A）和球形脂質(zhì)體（）和球形脂質(zhì)體（B）BA堿基堿基脂脂肪肪酸酸酸酸脂脂肪肪磷酸磷酸甘油甘油磷脂分子示意圖磷脂分子示意圖A：分子組成；：分子組成；B模式圖模式圖AB（親水）（親水）極性頭部極性頭部

6、（疏水）（疏水）非極性尾部非極性尾部Hydrophilic headHydrophobic tail3. 3. 脂質(zhì)的流動(dòng)性脂質(zhì)的流動(dòng)性 磷脂的熔點(diǎn)很低，在一般體溫下為磷脂的熔點(diǎn)很低，在一般體溫下為液態(tài)液態(tài)，決，決定了膜具有某種程度的定了膜具有某種程度的流動(dòng)性流動(dòng)性1 1）在受外力作用時(shí)，不易破裂）在受外力作用時(shí)，不易破裂2 2）在出現(xiàn)較小斷裂時(shí)，可自行融合、修復(fù)）在出現(xiàn)較小斷裂時(shí)，可自行融合、修復(fù)3 3）脂質(zhì)分子的流動(dòng)是有限的）脂質(zhì)分子的流動(dòng)是有限的4. 4. 不同種類脂質(zhì)的分布不同種類脂質(zhì)的分布1 1）在不同細(xì)胞或同一細(xì)胞的不同部位，）在不同細(xì)胞或同一細(xì)胞的不同部位，脂質(zhì)的成脂質(zhì)的成分和含

7、量有所不同分和含量有所不同2 2）在膜內(nèi)外兩側(cè)脂質(zhì)成分不同，在膜內(nèi)外兩側(cè)脂質(zhì)成分不同，外層以磷脂酰膽外層以磷脂酰膽堿為主，內(nèi)層以磷脂酰乙醇胺和磷脂酰絲氨酸為堿為主，內(nèi)層以磷脂酰乙醇胺和磷脂酰絲氨酸為主；磷脂酰肌醇均在胞漿側(cè)主；磷脂酰肌醇均在胞漿側(cè)3 3）膽固醇膽固醇在膜中的在膜中的含量決定膜的流動(dòng)性含量決定膜的流動(dòng)性表面蛋白質(zhì)（表面蛋白質(zhì)（peripheral proteinperipheral protein） 是是由于蛋白質(zhì)分子中帶電的氨基酸或基團(tuán)，與膜兩側(cè)表面由于蛋白質(zhì)分子中帶電的氨基酸或基團(tuán)，與膜兩側(cè)表面的極性基團(tuán)相吸引的極性基團(tuán)相吸引整合蛋白質(zhì)（整合蛋白質(zhì)（integrated pr

8、oteinintegrated protein） 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)分子的肽鏈可以一次或反復(fù)多次貫穿整個(gè)脂質(zhì)雙分分子的肽鏈可以一次或反復(fù)多次貫穿整個(gè)脂質(zhì)雙分子層；貫穿膜的肽鏈?zhǔn)亲訉?；貫穿膜的肽鏈?zhǔn)怯捎?8182121個(gè)個(gè)疏水氨基酸組成，這些疏水氨基酸組成，這些氨基酸之間可以形成一個(gè)氨基酸之間可以形成一個(gè)a- a-螺旋，螺旋，這個(gè)這個(gè)a- a-螺旋的長度和膜的螺旋的長度和膜的厚度相等厚度相等膜內(nèi)蛋白質(zhì)分子在膜脂質(zhì)分子間橫向漂移膜內(nèi)蛋白質(zhì)分子在膜脂質(zhì)分子間橫向漂移 （二）細(xì)胞膜蛋白質(zhì)（二）細(xì)胞膜蛋白質(zhì) Integral proteins Peripheral proteinsargp.ser.-+- 膜

9、上糖類的量：少膜上糖類的量：少 存在的形式：糖脂或糖蛋白存在的形式：糖脂或糖蛋白 存在的部位：細(xì)胞膜外側(cè)存在的部位：細(xì)胞膜外側(cè) 作用作用（三）細(xì)胞膜糖類（三）細(xì)胞膜糖類 作為抗原決定簇，表示某種免疫信息作為抗原決定簇，表示某種免疫信息 ABOABO血型系統(tǒng)抗原血型系統(tǒng)抗原 作為受體識(shí)別部位，能特異性與配體結(jié)合作為受體識(shí)別部位，能特異性與配體結(jié)合 霍亂毒素受體霍亂毒素受體細(xì)胞膜的物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)細(xì)胞膜的物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn) 哪些物質(zhì)可以通過細(xì)胞膜進(jìn)出細(xì)胞？哪些物質(zhì)可以通過細(xì)胞膜進(jìn)出細(xì)胞？ 各種營養(yǎng)物質(zhì)各種營養(yǎng)物質(zhì) 中間代謝產(chǎn)物和尾產(chǎn)物中間代謝產(chǎn)物和尾產(chǎn)物 維生素維生素 氧和二氧化碳氧和二氧化碳 一些離子一些

10、離子 被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) Passive transport 單純擴(kuò)散單純擴(kuò)散 易化擴(kuò)散易化擴(kuò)散 主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) Active transport 原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) 繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) 出胞和入胞出胞和入胞常見的轉(zhuǎn)運(yùn)形式常見的轉(zhuǎn)運(yùn)形式（一）單純擴(kuò)散（一）單純擴(kuò)散（Simple diffusionSimple diffusion） 1. 現(xiàn)象：一杯清水中加一滴墨水？現(xiàn)象：一杯清水中加一滴墨水？2. 概念：是一種簡單的概念：是一種簡單的物理擴(kuò)散，物理擴(kuò)散，沒有生物學(xué)機(jī)沒有生物學(xué)機(jī)制的參與。制的參與。3. 轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)：轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)：脂溶性脂溶性物質(zhì)物質(zhì)/不帶電荷不帶電荷的極性小分的極

11、性小分子子4. 特點(diǎn)：特點(diǎn)：順順濃度梯度進(jìn)行的膜內(nèi)外的凈轉(zhuǎn)移濃度梯度進(jìn)行的膜內(nèi)外的凈轉(zhuǎn)移5. 影響因素：影響因素： 濃度差、通透性（分子的大小、分子的極性）濃度差、通透性（分子的大小、分子的極性） 擴(kuò)散的面積和距離、溫度等擴(kuò)散的面積和距離、溫度等一、被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)一、被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) 6. 6. 例子：例子：COCO2 2、O O2 2 、N N2 2 ( (脂溶性脂溶性) ) 乙醇、尿素、甘油乙醇、尿素、甘油( (不帶電荷極性分子）不帶電荷極性分子） 水水 ( (滲透）滲透）（二）易化擴(kuò)散（二）易化擴(kuò)散 (Facilitated diffusion)(Facilitated diffusion)概念：概念

12、：膜蛋白膜蛋白介導(dǎo)的介導(dǎo)的順濃度差順濃度差的跨膜擴(kuò)散的跨膜擴(kuò)散分類：分類：經(jīng)載體經(jīng)載體(via carrier)(via carrier) 經(jīng)通道經(jīng)通道(via ion channel)(via ion channel) Carrier：是指在蛋白質(zhì)分子上存在有一個(gè)或多是指在蛋白質(zhì)分子上存在有一個(gè)或多個(gè)能與被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)結(jié)合的位點(diǎn)或結(jié)構(gòu)域個(gè)能與被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)結(jié)合的位點(diǎn)或結(jié)構(gòu)域1. Facilitated diffusion via carrier1. Facilitated diffusion via carrier特點(diǎn)特點(diǎn)高度特異性高度特異性 ： 右旋葡萄糖的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于左旋葡萄糖右旋葡萄糖的

13、跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于左旋葡萄糖 木糖不能通過木糖不能通過飽和性飽和性競爭抑制性競爭抑制性 葡萄糖葡萄糖 & & 半乳糖半乳糖經(jīng)載體經(jīng)載體易化擴(kuò)散易化擴(kuò)散簡單擴(kuò)散簡單擴(kuò)散VmaxVmax2轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 運(yùn)運(yùn) 速速 率率是一類蛋白質(zhì)是一類蛋白質(zhì) 在某種條件下變構(gòu)在某種條件下變構(gòu) 出現(xiàn)一條貫通細(xì)胞膜內(nèi)外的水相孔道出現(xiàn)一條貫通細(xì)胞膜內(nèi)外的水相孔道 離子順濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)離子順濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)速率快：轉(zhuǎn)運(yùn)速率快：10106 6個(gè)離子個(gè)離子/s, /s, 離子選擇性和門控特性離子選擇性和門控特性2. Facilitated diffusion via ion channel 化學(xué)門控通道化學(xué)門控通道(chemicall

14、y-gated channel)(chemically-gated channel) 電壓門控通道電壓門控通道(voltage-gated channel)(voltage-gated channel) 機(jī)械門控通道機(jī)械門控通道(mechanically-gated channel)(mechanically-gated channel)離子通道離子通道電壓門控電壓門控 化學(xué)門控化學(xué)門控 化學(xué)門控化學(xué)門控 壓力激活壓力激活 ( (胞外配體胞外配體) () (胞內(nèi)配體胞內(nèi)配體) )通道關(guān)閉通道關(guān)閉通道開放通道開放（1）電壓門控）電壓門控Na通道通道CO2HOutsideNH2+InsideIII

15、IIIIVRVIRLARIGRILRLIKGAKGIR+ + + + + + + +IFMIVS4 Voltage SensorNH2CO2Hb b1 1- Inactivation “Gate”I異亮氨酸；異亮氨酸；F苯丙氨酸；苯丙氨酸；M甲硫氨酸甲硫氨酸ConductingconformationNon-conductingconformation(s)(at negative potentials)(shortly after more depolarized potentials)Another Non-conductingconformation(a while after more

16、depolarized potentials)IFMIFMIFMClosedOpenInactivatedOutsideInside Ach (acetylcholine) Ach (acetylcholine) （N2型受體）型受體） （nicotinic receptor） 存在部位：神經(jīng)肌肉接頭處存在部位：神經(jīng)肌肉接頭處（2 2）化學(xué)門控通道）化學(xué)門控通道五聚體，即五聚體，即 2 2bb每個(gè)亞單位每個(gè)亞單位- -四次跨膜四次跨膜 螺旋螺旋通道的通道的“內(nèi)壁內(nèi)壁”是由每個(gè)亞單位的第二環(huán)組成是由每個(gè)亞單位的第二環(huán)組成兩個(gè)兩個(gè) - -亞單位上有亞單位上有AChACh結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合位點(diǎn)通道開放后允

17、許通道開放后允許NaNa+ +內(nèi)流、內(nèi)流、K K+ +外流，形成終板電位外流，形成終板電位 促離子型受體促離子型受體NH2COOHACh ACh 特點(diǎn)：特點(diǎn)：對(duì)牽張刺激敏感對(duì)牽張刺激敏感（3 3）機(jī)械門控性通道）機(jī)械門控性通道 When sound waves move the basilar membrane it moves the hair cells that are connected to it, but the tips of the hair cells are connected to the tectorial membrane the hair cell get bent

18、 . There are mechanical gated channels on each hair cell that open when they are bent. K+ goes into the cell and Depolarizes the hair cell. （4 4）水通道）水通道 (Aquaporin, AQP)(Aquaporin, AQP)AQP1 (AQP1 (紅細(xì)胞、近端小管紅細(xì)胞、近端小管) )AQP2 (AQP2 (集合管集合管) )紅細(xì)胞紅細(xì)胞低滲溶液低滲溶液卵母細(xì)胞卵母細(xì)胞膨脹破裂膨脹破裂無膨脹無膨脹 1988 1988 年年 Peter Agre Pe

19、ter Agre 作為血液病學(xué)家，當(dāng)時(shí)正在研究作為血液病學(xué)家，當(dāng)時(shí)正在研究 Rh Rh 血型抗原，血型抗原，在分離在分離 Rh Rh 多肽（多肽（ 32kD 32kD ）時(shí)，同時(shí)得到了一個(gè)分子量稍小的）時(shí)，同時(shí)得到了一個(gè)分子量稍小的 28kD 28kD 蛋白蛋白 (CHIP28)(CHIP28)。 1992 1992 年，年， Peter Agre Peter Agre 將實(shí)驗(yàn)卵母細(xì)胞注射將實(shí)驗(yàn)卵母細(xì)胞注射 2ng 2ng 的的 CHIP28 CHIP28 的的 cRNA cRNA 。三天后，將其轉(zhuǎn)移到蒸餾水中，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞像爆米花一。三天后，將其轉(zhuǎn)移到蒸餾水中，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞像爆米花一樣膨脹。這個(gè)蛋白

20、因此被命名為水通道蛋白，后來被正式命名樣膨脹。這個(gè)蛋白因此被命名為水通道蛋白，后來被正式命名為為 AQP1 AQP1 。20032003年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)二、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（二、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（active transportactive transport）（一）原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（一）原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) 定義：利用分解定義：利用分解ATP產(chǎn)生的能量，產(chǎn)生的能量，將某種物質(zhì)逆將某種物質(zhì)逆濃度梯度或電位梯度進(jìn)行的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)方式。濃度梯度或電位梯度進(jìn)行的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)方式。特點(diǎn)特點(diǎn) 1 1）必須有蛋白質(zhì)介導(dǎo)）必須有蛋白質(zhì)介導(dǎo)2 2）逆濃度梯度或電化學(xué)梯度）逆濃度梯度或電化學(xué)梯度3 3）消耗能量）消耗能量Na+/K

21、+ Pump通道轉(zhuǎn)運(yùn)與鈉通道轉(zhuǎn)運(yùn)與鈉- -鉀泵轉(zhuǎn)運(yùn)模式圖鉀泵轉(zhuǎn)運(yùn)模式圖鈉泵的生理意義鈉泵的生理意義維持細(xì)胞內(nèi)高維持細(xì)胞內(nèi)高K K+ +濃度：是許多代謝反應(yīng)進(jìn)行的濃度：是許多代謝反應(yīng)進(jìn)行的必需條件必需條件 核糖體合成蛋白核糖體合成蛋白維持胞內(nèi)滲透壓和細(xì)胞容積：維持胞內(nèi)滲透壓和細(xì)胞容積：鈉泵造成的跨膜離子濃度梯度是細(xì)胞產(chǎn)生生物鈉泵造成的跨膜離子濃度梯度是細(xì)胞產(chǎn)生生物電信號(hào)的前提條件電信號(hào)的前提條件維持細(xì)胞外高維持細(xì)胞外高NaNa+ + 濃度：為繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)提濃度：為繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)提供勢能儲(chǔ)備供勢能儲(chǔ)備 鈉泵活動(dòng)是生電性的，影響膜電位鈉泵活動(dòng)是生電性的，影響膜電位鈣泵（鈣泵（CaCa+- ATP-

22、 ATP酶）酶） 分布在骨骼肌和心肌細(xì)胞的肌漿網(wǎng)上分布在骨骼肌和心肌細(xì)胞的肌漿網(wǎng)上質(zhì)子泵質(zhì)子泵 H H+ +- K- K+ +ATPATP酶酶 分布在胃粘膜壁細(xì)胞分布在胃粘膜壁細(xì)胞 腎小管閏細(xì)胞腎小管閏細(xì)胞 H H+ +- ATP- ATP酶酶 分布在溶酶體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、突觸囊泡膜分布在溶酶體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、突觸囊泡膜2. 2.其它原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)形式其它原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)形式 : : （二）繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（二）繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) Secondary active transport Secondary active transport概念概念：利用利用NaNa+ +泵活動(dòng)造成的膜內(nèi)外泵活動(dòng)造成的膜內(nèi)外NaNa+

23、 +的的 勢能，而逆濃度勢能，而逆濃度/ /電位梯度進(jìn)行的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)電位梯度進(jìn)行的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：鈉泵形成的勢能貯備是繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的鈉泵形成的勢能貯備是繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的必要條件必要條件需要轉(zhuǎn)運(yùn)體需要轉(zhuǎn)運(yùn)體 (transporter) (transporter) 的幫助的幫助 經(jīng)載體易化擴(kuò)散經(jīng)載體易化擴(kuò)散 + + 原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)小管液小管液 內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)皮細(xì)胞 血液血液Na+K+Na+2Cl髓袢升支粗段繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)髓袢升支粗段繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)K+2ClK+呋喃苯胺酸呋喃苯胺酸 Na+-K+-2Cl- - Na+glucoseH+out inout in co-trans

24、port counter-transport (symport) (antiport)Co-transporters will move one moiety, e.g. glucose, in the same direction as the Na+.Counter-transporters will move one moiety, e.g. H+, in the opposite direction to the K+.K+Type of transportActive or PassiveCarrier-mediatedUses energyDependent on Na+ grad

25、ientSimple diffusionPassiveNoNoNoFacilitated diffusionPassiveYesNoNoPrimary active transportactiveYesYes, directNoCo-transportSecondary activeYesYes, indirectYesCounter-transportSecondary activeYesYes, indirectYesSummary of membrane transport（三）出胞與入胞式物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)（三）出胞與入胞式物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn) 1. 1. 出胞（出胞（exocytosisexocytosi

26、s） 常見于細(xì)胞的常見于細(xì)胞的分泌活動(dòng)和神經(jīng)分泌活動(dòng)和神經(jīng)末梢釋放神經(jīng)遞末梢釋放神經(jīng)遞質(zhì)質(zhì) 粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成蛋白分泌物，成蛋白分泌物，在高爾基體上加在高爾基體上加包膜，然后移行包膜，然后移行于膜內(nèi)側(cè)。于膜內(nèi)側(cè)。 2. 2. 入胞（入胞（endocytosisendocytosis） （1 1）概念：概念：是指大分子物質(zhì)或物質(zhì)團(tuán)塊（如細(xì)菌、是指大分子物質(zhì)或物質(zhì)團(tuán)塊（如細(xì)菌、 組織碎片等）進(jìn)入細(xì)胞的過程組織碎片等）進(jìn)入細(xì)胞的過程（2 2）分類：分類：吞噬（吞噬（phagocytosisphagocytosis） 吞飲（吞飲（pinocytosispinocytosis）吞噬吞噬: : 是

27、指物質(zhì)顆粒或團(tuán)塊進(jìn)入細(xì)胞的過是指物質(zhì)顆?；驁F(tuán)塊進(jìn)入細(xì)胞的過 程，形成的吞噬包直徑在程，形成的吞噬包直徑在1-2 1-2 m m吞飲吞飲: : 是指液體物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的過程，形成是指液體物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的過程，形成 的吞噬包直徑在的吞噬包直徑在0.1-0.2 0.1-0.2 m m吞飲中最常見的是受體介導(dǎo)入胞吞飲中最常見的是受體介導(dǎo)入胞。 血漿低密度脂蛋白（血漿低密度脂蛋白（LDLLDL）顆粒）顆粒 結(jié)合鐵離子的運(yùn)鐵蛋白結(jié)合鐵離子的運(yùn)鐵蛋白 結(jié)合維生素結(jié)合維生素B B1212的特殊運(yùn)輸?shù)鞍椎奶厥膺\(yùn)輸?shù)鞍?多種生長調(diào)節(jié)因子，胰島素等一部多種生長調(diào)節(jié)因子，胰島素等一部分多肽類激素分多肽類激素 抗體和某些細(xì)

28、菌毒素及病毒抗體和某些細(xì)菌毒素及病毒 經(jīng)受體介導(dǎo)式入胞方式轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)經(jīng)受體介導(dǎo)式入胞方式轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì) 第二節(jié)第二節(jié)細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)一、細(xì)胞外的信號(hào)一、細(xì)胞外的信號(hào)1. 1. 化學(xué)因素（受體）化學(xué)因素（受體） 內(nèi)源性的內(nèi)源性的：如激素、神經(jīng)遞質(zhì)和調(diào)質(zhì)、細(xì)胞：如激素、神經(jīng)遞質(zhì)和調(diào)質(zhì)、細(xì)胞因子、抗原、抗體和代謝產(chǎn)物因子、抗原、抗體和代謝產(chǎn)物 外源性的外源性的：某些藥物和毒物：某些藥物和毒物2. 2. 非化學(xué)性刺激信號(hào)（感受器動(dòng)作電位）非化學(xué)性刺激信號(hào)（感受器動(dòng)作電位）如機(jī)械的，電的和一定波長的電磁波如機(jī)械的，電的和一定波長的電磁波 概念概念受體受體(receptor)(receptor)

29、是細(xì)胞表面或細(xì)胞內(nèi)的一種天然蛋是細(xì)胞表面或細(xì)胞內(nèi)的一種天然蛋白質(zhì)，可以識(shí)別并特異地與有生物活性的化學(xué)信白質(zhì)，可以識(shí)別并特異地與有生物活性的化學(xué)信號(hào)物質(zhì)（配體）結(jié)合，從而激活或啟動(dòng)一系列生號(hào)物質(zhì)（配體）結(jié)合，從而激活或啟動(dòng)一系列生物化學(xué)反應(yīng)，最后導(dǎo)致該信號(hào)物質(zhì)特定的生物效物化學(xué)反應(yīng)，最后導(dǎo)致該信號(hào)物質(zhì)特定的生物效應(yīng)應(yīng)配體配體( (ligand) ligand) 是指能與受體結(jié)合，并能產(chǎn)生生物效是指能與受體結(jié)合，并能產(chǎn)生生物效應(yīng)的生物大分子。應(yīng)的生物大分子。二、跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的共同特性二、跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的共同特性1. 1. 除少數(shù)物質(zhì)外（除少數(shù)物質(zhì)外（類固醇激素類固醇激素/ /維生素維生素D/D/甲狀

30、腺激甲狀腺激素）素），外界信號(hào)不進(jìn)入細(xì)胞或直接影響細(xì)胞內(nèi)過，外界信號(hào)不進(jìn)入細(xì)胞或直接影響細(xì)胞內(nèi)過程程 2. 2. 信號(hào)作用于受體分子，引起一系列信號(hào)分子的激信號(hào)作用于受體分子，引起一系列信號(hào)分子的激活，引發(fā)細(xì)胞功能的改變?；?，引發(fā)細(xì)胞功能的改變。 將外界的信息傳遞到膜內(nèi)，稱跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)將外界的信息傳遞到膜內(nèi)，稱跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) （transmembrane signal transductiontransmembrane signal transduction）3. 不同的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通過少數(shù)不同的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通過少數(shù)幾種類似的幾種類似的途徑途徑或方式實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程或方式實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程4. 跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)

31、導(dǎo)具有信號(hào)跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)具有信號(hào)放大作用放大作用 三三 跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的幾種途徑跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的幾種途徑（一）一）離子通道型離子通道型受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（二）（二）G G蛋白耦聯(lián)受體蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（三）（三） 酶聯(lián)型受體酶聯(lián)型受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（一）（一）離子通道型離子通道型受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)化學(xué)門控通道化學(xué)門控通道(chemically-gated channel)(chemically-gated channel)Ion Channel receptor Ionotropic receptor第二信使學(xué)說的建立（第二信使

32、學(xué)說的建立（1965，Sutherland）（二）（二）G G蛋白耦聯(lián)受體蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)介導(dǎo)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)19711971年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)激激素素受受體體復(fù)復(fù)合合物物腺腺苷苷酸酸環(huán)環(huán)化化酶酶ATPMg+cAMPIPIP3 3和和DGDG、cGMPcGMP、cAMPcAMP、NONO、CaCa2+2+1）受體肽鏈反復(fù)貫穿膜）受體肽鏈反復(fù)貫穿膜7次次（7次跨膜受體）次跨膜受體）1. G-1. G-蛋白耦聯(lián)受體蛋白耦聯(lián)受體 G- protein coupled receptor G- protein coupled receptor，GPCRGPCR2）膜外側(cè)肽鏈）膜

33、外側(cè)肽鏈N-末端較長，與三個(gè)跨膜螺旋識(shí)別或結(jié)合外來化末端較長，與三個(gè)跨膜螺旋識(shí)別或結(jié)合外來化學(xué)信號(hào)學(xué)信號(hào)3）膜內(nèi)側(cè)第三環(huán)可和）膜內(nèi)側(cè)第三環(huán)可和G蛋白結(jié)合，蛋白結(jié)合，-末端有蛋白磷酸化位點(diǎn)末端有蛋白磷酸化位點(diǎn)G COOH G- G-蛋白由蛋白由 、b b 和和 亞單位組成的一個(gè)三聚體，亞單位組成的一個(gè)三聚體， 亞單位有亞單位有GTPGTP結(jié)合位點(diǎn)和結(jié)合位點(diǎn)和GTPGTP酶的活性，起催化作用酶的活性，起催化作用 2. G-蛋白蛋白（鳥苷酸結(jié)合蛋白鳥苷酸結(jié)合蛋白） guanine nucleotide-binding protein3. G3. G蛋白效應(yīng)器蛋白效應(yīng)器 受受G-G-蛋白作用后，自身被

34、激活，并在膜內(nèi)可產(chǎn)生第二信蛋白作用后，自身被激活，并在膜內(nèi)可產(chǎn)生第二信使的一類蛋白質(zhì)使的一類蛋白質(zhì) ATP ATP 腺苷酸環(huán)化酶腺苷酸環(huán)化酶(adenylate cyclase，AC) cAMPcAMP 磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇 磷脂酶磷脂酶C（phospho- lipase C，PLC） IPIP3 3+DG+DG GDPGTPGDPGTPGTPATPcAMPGDP由由G-G-蛋白耦聯(lián)受體實(shí)現(xiàn)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程蛋白耦聯(lián)受體實(shí)現(xiàn)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程 共同通路共同通路生物放大生物放大反應(yīng)緩慢反應(yīng)緩慢G-G-蛋白耦聯(lián)受體的信號(hào)跨膜傳遞過程蛋白耦聯(lián)受體的信號(hào)跨膜傳遞過程配體配體受體受體G G蛋白蛋白腺苷酸環(huán)化酶腺苷酸環(huán)化酶ATPATPcAMPcAMP蛋白激酶蛋白激酶蛋白磷酸化蛋白磷酸化酶活性酶活性生物效應(yīng)生物效應(yīng)鳥苷酸環(huán)化酶鳥苷酸環(huán)化酶GTPGTPcGMPcGMP磷脂酶磷脂酶C C磷脂磷脂酰肌酰肌醇醇IPIP3 3DGDG肌漿網(wǎng)肌漿網(wǎng)CaCa+ CaCa+調(diào)蛋白調(diào)蛋白