[细胞生物学]细胞膜-大分子运输及细胞表面.ppt
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1、生生物物膜膜的的化化学学组组成成和和分分子子结结构构化学组成化学组成生物膜的生物膜的特性特性结构结构模型模型脂类脂类: :磷脂磷脂、胆固醇胆固醇、糖脂、糖脂蛋白质蛋白质:外在和内在蛋白:外在和内在蛋白糖类糖类流动性流动性不对称性不对称性膜蛋白的运动膜蛋白的运动膜脂的运动膜脂的运动侧向侧向旋转旋转左右左右翻转翻转夹层学说夹层学说、单位膜模型、单位膜模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型脂伐模型脂伐模型小分子物质的跨膜运输小分子物质的跨膜运输帮助扩散帮助扩散被动运输被动运输主动运输主动运输l小分子物质的运输形式:小分子物质的运输形式:单纯扩散单纯扩散-被动运输被动运输膜蛋白介导的运输:膜蛋白介导的运输:l载
2、体蛋白载体蛋白 主动运输主动运输 被动运输被动运输( (载体扩散载体扩散):):葡萄糖载体蛋白葡萄糖载体蛋白l通道蛋白:通道蛋白:全部被动。闸门通道:配体闸门全部被动。闸门通道:配体闸门通道,电压闸门通道通道,电压闸门通道离子泵:离子泵:ATP供能供能伴随运输伴随运输(离子梯度驱动的离子梯度驱动的主动主动 运输运输):Na+-K+-ATP酶酶Ca2+-ATP酶酶H+- ATP酶酶葡萄糖葡萄糖- -NaNa+ +NaNa+ +- Ca- Ca2+2+NaNa+ +- H- H+ +p疏水疏水(脂溶性脂溶性)的小分子的小分子p不带电的极性小分子不带电的极性小分子单纯扩散强p不需要膜蛋白不需要膜蛋白
3、的帮助的帮助p不消耗不消耗ATPATPp细胞膜两侧有细胞膜两侧有一定的浓度差一定的浓度差通道扩散通道扩散需要通道蛋白的帮助需要通道蛋白的帮助p不消耗不消耗ATPATPp细胞膜两侧有一定的浓度差细胞膜两侧有一定的浓度差载体蛋白介导的被动运输载体蛋白介导的被动运输载体扩散载体扩散v载体蛋白在胞外结合葡萄糖分子载体蛋白在胞外结合葡萄糖分子构象变化构象变化结合位点结合位点转至胞内侧转至胞内侧释放葡萄糖分子释放葡萄糖分子构象恢复。构象恢复。载体扩散的特点载体扩散的特点(1 1)载体蛋白具有高度的特异性。)载体蛋白具有高度的特异性。(2 2)通过载体易位机制转运)通过载体易位机制转运, ,不耗能。不耗能。
4、(3 3)载体蛋白的饱和性。)载体蛋白的饱和性。主动运输主动运输(active transport)p在载体蛋白的帮助下,在载体蛋白的帮助下,离子泵(离子泵(ion pump)伴随运输(伴随运输(co-transport)伴随运输伴随运输单向运转单向运转同向运转同向运转逆向运转逆向运转伴随运输伴随运输小肠上皮细胞转运葡萄糖入血小肠上皮细胞转运葡萄糖入血2 个钠离子,运输一分子葡萄糖个钠离子,运输一分子葡萄糖l小分子物质的运输形式:小分子物质的运输形式:单纯扩散单纯扩散-被动运输被动运输膜蛋白介导的运输:膜蛋白介导的运输:l载体蛋白载体蛋白 主动运输主动运输 被动运输被动运输( (载体扩散载体扩
5、散):):葡萄糖载体蛋白葡萄糖载体蛋白l通道蛋白:通道蛋白:全部被动。闸门通道:配体闸门全部被动。闸门通道:配体闸门通道,电压闸门通道通道,电压闸门通道离子泵:离子泵:ATP供能供能伴随运输伴随运输(离子梯度驱动的离子梯度驱动的主动主动 运输运输):Na+-K+-ATP酶酶Ca2+-ATP酶酶H+- ATP酶酶葡萄糖葡萄糖- -NaNa+ +NaNa+ +- Ca- Ca2+2+NaNa+ +- H- H+ +穿膜运输穿膜运输大分子和颗粒物质的膜泡运输大分子和颗粒物质的膜泡运输膜内外物质的运输膜内外物质的运输膜内外物质的运输膜内外物质的运输小分子运输小分子运输大分子运输大分子运输被被 动动 运
6、运 输输主动主动 运运 输输胞吐作用胞吐作用胞吞作用胞吞作用穿膜运输穿膜运输膜泡运输膜泡运输大分子和颗粒物质的跨膜运输大分子和颗粒物质的跨膜运输 胞吞作用胞吞作用 (endocytosis)胞吐作用胞吐作用 (exocytosis)胞吐作用胞吐作用吞噬作用吞噬作用吞噬体吞噬体phagosome胞饮作用胞饮作用吞饮体吞饮体pinosome膜泡运输膜泡运输胞吞和胞吐的过程胞吞和胞吐的过程(1)膜泡形成:膜泡形成:物质包裹在膜泡内。物质包裹在膜泡内。(2)膜融合:膜融合:膜泡与特定部位的膜膜泡与特定部位的膜(靶膜靶膜)相接相接触并融合。触并融合。(3)膜循环:膜循环:胞吞:质膜面积减小;胞吞:质膜面
7、积减小;胞吐:质膜面积增大。胞吐:质膜面积增大。两者相辅相成,使质膜面积恒定两者相辅相成,使质膜面积恒定细胞内膜的循环细胞内膜的循环交流交流胞吞作用胞吞作用 (endocytosis)胞吐作用胞吐作用 (exocytosis)一、胞吞作用(内吞作用)一、胞吞作用(内吞作用) (endocytosis)概念:概念:p吞噬作用吞噬作用p胞饮作用胞饮作用p受体介导的受体介导的 胞吞作用胞吞作用胞吞作用胞吞作用 (endocytosis)p吞入较大的固体颗粒吞入较大的固体颗粒和大分子复合物和大分子复合物p形成吞噬体或吞噬泡形成吞噬体或吞噬泡250nm吞噬作用吞噬作用(phagocytosis)“专职专
8、职”的的吞噬细胞吞噬细胞如吞噬细胞表面如吞噬细胞表面Fc受体与病原体表面抗体衣受体与病原体表面抗体衣Fc段段结合触发的吞噬活动。结合触发的吞噬活动。病原体与特异抗体结合后表面产生抗体衣,其病原体与特异抗体结合后表面产生抗体衣,其主干部分为主干部分为Fc段段。吞噬细胞表面有吞噬细胞表面有Fc受体受体(阳离子易化扩散酶阳离子易化扩散酶)。 FcFc段段引发引发FCFC受体被活化受体被活化FcFc受体受体质膜内陷、伪足产生质膜内陷、伪足产生 、细胞运动等。、细胞运动等。NaNa+ +、K K+ +流入流入巨噬细胞正在吞噬衰老的红细胞巨噬细胞正在吞噬衰老的红细胞 p吞噬作用吞噬作用p胞饮作用胞饮作用p
9、受体介导的受体介导的 胞吞作用胞吞作用胞吞作用胞吞作用 (endocytosis)胞饮作用胞饮作用(pinocytosis)p液体或小分子物质液体或小分子物质 p形成胞饮体形成胞饮体250nm吞噬作用吞噬作用(phagocytosis)p吞噬作用吞噬作用p胞饮作用胞饮作用p受体介导的受体介导的 胞吞作用胞吞作用胞吞作用胞吞作用 (endocytosis)p与细胞表面的特异性与细胞表面的特异性受受体体结合,触发质膜凹陷结合,触发质膜凹陷形成形成有被小窝,有被小有被小窝,有被小泡,泡,将细胞外蛋白和其将细胞外蛋白和其它化合物摄入细胞内的它化合物摄入细胞内的过程过程受体介导的胞吞作用受体介导的胞吞作
10、用(recepter-mediated endocytosis)n一条重链和一条轻链构成二聚体,一条重链和一条轻链构成二聚体,n三个二聚体形成三个二聚体形成三腿蛋白复合物三腿蛋白复合物。网格蛋白:笼形蛋白,网格蛋白:笼形蛋白,n许多三腿蛋白复合物聚合成许多三腿蛋白复合物聚合成五五边边或六边形网格样结构覆盖有衣小或六边形网格样结构覆盖有衣小泡或有衣小窝的胞质面形成包被。泡或有衣小窝的胞质面形成包被。P58 衔接蛋白衔接蛋白n激素、激素、n转运蛋白、转运蛋白、n低密度脂蛋白低密度脂蛋白等大分子等大分子 通过通过受体受体介导的胞吞作用介导的胞吞作用进进入细胞。入细胞。n低密度脂蛋白低密度脂蛋白LDL
11、 (low density lipoprotein) 磷脂胆固醇脂游离胆固醇载脂蛋白B100l低密度脂蛋白低密度脂蛋白 LDL(low density lipoprotein)密度较低(1.0191.063 g/cm3)的血浆脂蛋白,约含25%蛋白质与49%胆固醇及胆固醇酯 。LDL水平过高能致动脉粥样硬化,使个体处于易患冠心病的危险 l高密度脂蛋白高密度脂蛋白 HDL(high density lipoprotein)密度为1.21 g/cm3,含有6%胆固醇、13% 胆固醇酯与50% 蛋白质,是一种抗动脉粥样硬化的血浆脂蛋白,是冠心病的保护因子。俗称“血管清道夫”。 细胞质细胞质LDL颗粒
12、颗粒LDL受体受体有被小窝有被小窝有被小泡有被小泡无被小泡无被小泡胞内体胞内体受体与大分子颗粒分开受体与大分子颗粒分开受体部分受体部分胞内体部分胞内体部分 初级溶酶体初级溶酶体吞吞噬噬溶溶酶酶体体受体再循环受体再循环细胞质细胞质LDL受体遗传缺陷受体遗传缺陷,细胞摄取,细胞摄取LDL障碍,患者障碍,患者血液中胆固醇浓度过高,过早发生动脉粥样硬血液中胆固醇浓度过高,过早发生动脉粥样硬化,引发心脑血管疾病而死亡。化,引发心脑血管疾病而死亡。受体缺陷类型受体缺陷类型 受体能与受体能与LDL结合但不能固定在有被小窝。结合但不能固定在有被小窝。 受体进入细胞后不能与受体进入细胞后不能与LDL分离。分离。
13、 不能合成受体。不能合成受体。B.受体受体异异常常不能固定在有被小窝不能固定在有被小窝A.正常正常受体受体遗传性高胆固醇血症遗传性高胆固醇血症膜上低密度脂蛋白(膜上低密度脂蛋白(low density lipoprotein, LDL) 受体异常引起的。受体异常引起的。是一种常染色体显性疾病,是一种常染色体显性疾病,发病率近发病率近1/500,LDL受体的基因突变所致受体的基因突变所致临床表现临床表现n主要是冠状动脉粥样硬化早发且主要是冠状动脉粥样硬化早发且发展快快n黄色瘤黄色瘤受体介导的内吞作用受体介导的内吞作用1 受体介导的内吞作用受体介导的内吞作用是细胞是细胞特异特异地摄地摄取细胞外蛋白
14、或其他化合物的过程。取细胞外蛋白或其他化合物的过程。膜上有相应受体膜上有相应受体配体与受体特异性结合触发内吞过程配体与受体特异性结合触发内吞过程在质膜的特化区域进行在质膜的特化区域进行产生有被小窝和有被小泡产生有被小窝和有被小泡2 2特点特点胞吞作用胞吞作用 (endocytosis)胞吐作用胞吐作用 (exocytosis)胞吐作用胞吐作用 (exocytosis)p结构性分泌途径结构性分泌途径p调节性分泌途径调节性分泌途径n细胞细胞内内物质有膜包围形物质有膜包围形成小泡,膜泡与质膜融合,成小泡,膜泡与质膜融合,把物质排出细胞外。把物质排出细胞外。n如细胞的分泌活动:激如细胞的分泌活动:激素
15、、酶等素、酶等p结构性分泌途径结构性分泌途径p调节性分泌途径调节性分泌途径结构性分泌途径结构性分泌途径(constitutive pathway of secretion)p大多细胞可见大多细胞可见p不需要信号调节不需要信号调节p持续分泌持续分泌p只见于特化细胞只见于特化细胞p需要细胞外信号刺激需要细胞外信号刺激p通过通过Ca2+浓度瞬间增高来启动胞吐作用浓度瞬间增高来启动胞吐作用调节性分泌途径调节性分泌途径(regulaed pathway of secretion)Regulated and constitutive exocytosis膜内外物质的运输膜内外物质的运输膜内外物质的运输膜内
16、外物质的运输小分子运输小分子运输大分子运输大分子运输被被 动动 运运 输输主动主动 运运 输输胞吐作用胞吐作用胞吞作用胞吞作用穿膜运输穿膜运输膜泡运输膜泡运输名词与复习题名词与复习题l胞吞作用胞吞作用l受体介导的内吞作用受体介导的内吞作用1.细胞对大分子物质的运输方式有哪些细胞对大分子物质的运输方式有哪些?2.简述受体介导的内吞的过程(以简述受体介导的内吞的过程(以LDL为例)为例).Section4 cell surface细胞表面细胞表面一、细胞表面的结构与功能一、细胞表面的结构与功能二、细胞连接二、细胞连接1.1.掌握细胞外被、细胞连接的概念;掌握细胞外被、细胞连接的概念; 2.2.掌握
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