细胞膜动力学和跨膜信号通讯精选PPT.ppt

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1、关于细胞膜动力学和跨膜信号通讯第1页，讲稿共40张，创作于星期三一、一、一、一、细胞膜的结构细胞膜的结构细胞膜的结构细胞膜的结构液态镶嵌模型液态镶嵌模型液态镶嵌模型液态镶嵌模型 fluid mosaic modelfluid mosaic model Singer and Nicholson Singer and Nicholson，19721972 以液态的以液态的以液态的以液态的脂质双分子层脂质双分子层脂质双分子层脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有为基架，其中镶嵌着具有为基架，其中镶嵌着具有为基架，其中镶嵌着具有不同分子结构和不同生理功能的球形蛋白质。不同分子结构和不同生理功能的球形蛋白质

2、。不同分子结构和不同生理功能的球形蛋白质。不同分子结构和不同生理功能的球形蛋白质。第一节第一节 细胞膜超微结构及物质跨膜转运细胞膜超微结构及物质跨膜转运第2页，讲稿共40张，创作于星期三第3页，讲稿共40张，创作于星期三二、二、二、二、细胞膜的物质运输功能细胞膜的物质运输功能细胞膜的物质运输功能细胞膜的物质运输功能（一）单纯扩散（一）单纯扩散（一）单纯扩散（一）单纯扩散 simple transportsimple transport（二）膜蛋白介导的跨膜转运（二）膜蛋白介导的跨膜转运（二）膜蛋白介导的跨膜转运（二）膜蛋白介导的跨膜转运 protein-facilitated transpor

3、tprotein-facilitated transport（三）入胞（三）入胞（三）入胞（三）入胞 endocytosis endocytosis 和出胞和出胞和出胞和出胞 exocytosisexocytosis第4页，讲稿共40张，创作于星期三（一）（一）（一）（一）单纯扩散单纯扩散单纯扩散单纯扩散simple diffusionsimple diffusion特点特点特点特点:无饱和性无饱和性无饱和性无饱和性 不依靠特殊膜蛋白质不依靠特殊膜蛋白质不依靠特殊膜蛋白质不依靠特殊膜蛋白质转运的物质：转运的物质：转运的物质：转运的物质：HH2 2OO、O2、COCO2 2、NHNH3 3 、N

4、N2 2、尿素、乙醚、乙醇、类、尿素、乙醚、乙醇、类、尿素、乙醚、乙醇、类、尿素、乙醚、乙醇、类固醇类激素等少数几种。固醇类激素等少数几种。固醇类激素等少数几种。固醇类激素等少数几种。第5页，讲稿共40张，创作于星期三（二）膜蛋白介导的跨膜转运（二）膜蛋白介导的跨膜转运 1 1 1 1、被动运输、被动运输 passive transportpassive transport特点：特点：特点：特点：顺电顺电顺电顺电-化学梯度进行化学梯度进行化学梯度进行化学梯度进行 不耗能，依赖电不耗能，依赖电不耗能，依赖电不耗能，依赖电-化学梯度所贮存的势能化学梯度所贮存的势能化学梯度所贮存的势能化学梯度所贮存

5、的势能2 2 2 2、主动转运、主动转运、主动转运、主动转运 active transportactive transportactive transportactive transport特点：特点：特点：特点：逆电逆电-化学梯度进行化学梯度进行化学梯度进行化学梯度进行 需要消耗能量，由分解需要消耗能量，由分解ATPATP来提供来提供来提供来提供第6页，讲稿共40张，创作于星期三1 1、被动运输，被动运输，被动运输，被动运输，也称为也称为易化扩散易化扩散易化扩散易化扩散 facilitated diffusion载体介导的易化扩散载体介导的易化扩散载体介导的易化扩散载体介导的易化扩散 car

6、rier facilitated diffusion carrier facilitated diffusion 通道介导的易化扩散通道介导的易化扩散通道介导的易化扩散通道介导的易化扩散 channel facilitated diffusionchannel facilitated diffusion第7页，讲稿共40张，创作于星期三载体介导的易化扩散载体介导的易化扩散载体介导的易化扩散载体介导的易化扩散 载体载体载体载体carrier：膜蛋白质，有一个或数个结合位点或功能：膜蛋白质，有一个或数个结合位点或功能：膜蛋白质，有一个或数个结合位点或功能：膜蛋白质，有一个或数个结合位点或功能性性性

7、性AA残基，能选择性的与底物结合，发生构象变化，实残基，能选择性的与底物结合，发生构象变化，实残基，能选择性的与底物结合，发生构象变化，实残基，能选择性的与底物结合，发生构象变化，实现物质的转运。现物质的转运。现物质的转运。现物质的转运。特点：结构特异性高；饱和现象；竞争性抑制特点：结构特异性高；饱和现象；竞争性抑制特点：结构特异性高；饱和现象；竞争性抑制特点：结构特异性高；饱和现象；竞争性抑制第8页，讲稿共40张，创作于星期三第9页，讲稿共40张，创作于星期三通道介导的易化扩散通道介导的易化扩散通道介导的易化扩散通道介导的易化扩散 通道通道通道通道channelchannel：膜蛋白质，结构

8、可在：膜蛋白质，结构可在：膜蛋白质，结构可在：膜蛋白质，结构可在相应理化因子的作用下迅速的发生变化，相应理化因子的作用下迅速的发生变化，相应理化因子的作用下迅速的发生变化，相应理化因子的作用下迅速的发生变化，被称为被称为被称为被称为激活激活激活激活，随后迅速的，随后迅速的，随后迅速的，随后迅速的失活失活失活失活。特点：有一定特异性，可以处于开放或特点：有一定特异性，可以处于开放或特点：有一定特异性，可以处于开放或特点：有一定特异性，可以处于开放或关闭的不同功能状态，通透性变化快。关闭的不同功能状态，通透性变化快。关闭的不同功能状态，通透性变化快。关闭的不同功能状态，通透性变化快。电压门控通道电

9、压门控通道电压门控通道电压门控通道 voltage-gated channel 化学化学化学化学/配体门控通道配体门控通道 chemically/ligand-gated channel 机械门控通道机械门控通道机械门控通道机械门控通道 mechanically-gated channel第10页，讲稿共40张，创作于星期三电压门控通道电压门控通道电压门控通道电压门控通道第11页，讲稿共40张，创作于星期三化学化学化学化学/配体门控通道配体门控通道配体门控通道配体门控通道第12页，讲稿共40张，创作于星期三2 2、主动转运、主动转运、主动转运、主动转运 active transportacti

10、ve transport分类：分类：分类：分类：原发性主动转运原发性主动转运 primary active transportprimary active transport 继发性主动转运继发性主动转运 secondary active transportsecondary active transport 第13页，讲稿共40张，创作于星期三主动转运的类型：主动转运的类型：原发性主动转运原发性主动转运 （Primary active transport）能量直接来自能量直接来自ATP的分解的分解 维持细胞内外离子的不均衡分布维持细胞内外离子的不均衡分布细胞外细胞外Na+是细胞内的是细胞内的

11、10101515倍，细胞内倍，细胞内K+是细胞外的是细胞外的40405050倍倍 钠钠-钾泵钾泵(sodium-potassium pump)的主动转运的主动转运机制机制第14页，讲稿共40张，创作于星期三1.Na+-K+泵的分子结构泵的分子结构2个个亚单位和亚单位和1 1个个亚单位亚单位250 KD2.Na+-K+泵的启动和活动强度与膜内出现较多的泵的启动和活动强度与膜内出现较多的Na+和膜外出现较多的和膜外出现较多的K+有关。有关。3.Na+-K+泵活动时，泵出泵活动时，泵出Na+和泵入和泵入K+这两个过程这两个过程是同时进行或耦联在一起。是同时进行或耦联在一起。4.Na+-K+泵活动的生

12、理意义：泵活动的生理意义：形成和保持细胞内外形成和保持细胞内外Na+、K+不均衡分布及建立一种势能不均衡分布及建立一种势能储备。储备。为某些物质的继发性主动转运提供势能差。为某些物质的继发性主动转运提供势能差。第15页，讲稿共40张，创作于星期三其他较为重要的主动转运机制其他较为重要的主动转运机制钙泵（钙泵（Ca+-Mg+依赖式依赖式ATP酶）酶）H+泵（泵（H+-K+依赖式依赖式ATP酶）酶）第16页，讲稿共40张，创作于星期三原发性主动转运原发性主动转运原发性主动转运原发性主动转运第17页，讲稿共40张，创作于星期三第18页，讲稿共40张，创作于星期三继发性主动转运继发性主动转运 seco

13、ndary active transport 小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞对葡萄糖，小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞对葡萄糖，氨基酸等营养物质的转运。氨基酸等营养物质的转运。转运机制：转运机制：定义：不直接利用定义：不直接利用ATP分解释放的能量，而分解释放的能量，而是利用膜内外其它离子的势能差所进行的主动是利用膜内外其它离子的势能差所进行的主动转运。转运。go第19页，讲稿共40张，创作于星期三CavitymembraneSidemembraneBasementmembraneEnteric cavityCellinterspace第20页，讲稿共40张，创作于星期三High K+i iHigh

14、 Na+o o 第21页，讲稿共40张，创作于星期三继发性主动转运继发性主动转运继发性主动转运继发性主动转运同向转运同向转运同向转运同向转运symportsymport第22页，讲稿共40张，创作于星期三逆向转运逆向转运逆向转运逆向转运antiport第23页，讲稿共40张，创作于星期三(三三)入入胞胞 和和出出胞胞第24页，讲稿共40张，创作于星期三 入胞和出胞式物质转运入胞和出胞式物质转运 endocytosis and exocytosis大分子物质或固态、液态的物质团块。大分子物质或固态、液态的物质团块。第25页，讲稿共40张，创作于星期三入胞入胞l细胞外某些大分子物质或物质团块（如细

15、胞外某些大分子物质或物质团块（如侵入体内的细菌、病毒、异物或血浆中侵入体内的细菌、病毒、异物或血浆中脂蛋白颗粒、大分子营养物质等）进入脂蛋白颗粒、大分子营养物质等）进入细胞的过程。细胞的过程。受体介导式入胞：受体介导式入胞：是一种最重要的入胞形式，通过这种方是一种最重要的入胞形式，通过这种方式入胞的物质有式入胞的物质有50多种，包括多种，包括血浆低密血浆低密度脂蛋白颗粒、运铁蛋白、度脂蛋白颗粒、运铁蛋白、VitB12 运输运输蛋白、多种生长调节因子、胰岛素、抗蛋白、多种生长调节因子、胰岛素、抗体和某些细菌毒素、病毒等。体和某些细菌毒素、病毒等。第26页，讲稿共40张，创作于星期三Primary

16、lysosomeendosomecoated pit第27页，讲稿共40张，创作于星期三入胞的基本过程：入胞的基本过程：转运物质被转运物质被细胞膜识别细胞膜识别与转运物质相接触的膜发与转运物质相接触的膜发生内陷，并逐渐将其包绕生内陷，并逐渐将其包绕转运物质和包绕它转运物质和包绕它的膜进入胞浆内形的膜进入胞浆内形成吞食泡成吞食泡吞食泡与溶酶吞食泡与溶酶体融合，其内体融合，其内容被酶消化容被酶消化第28页，讲稿共40张，创作于星期三出胞出胞 一些大分子物质或固态、液态的物质团一些大分子物质或固态、液态的物质团块由细胞排出的过程。块由细胞排出的过程。主要见于细胞的分泌活动，如内分泌腺主要见于细胞的分

17、泌活动，如内分泌腺把把激素激素分泌到细胞外液中，外分泌腺把分泌到细胞外液中，外分泌腺把酶酶原颗粒原颗粒和和黏液黏液分泌到腺管的管腔中，以及分泌到腺管的管腔中，以及神经细胞的轴突末梢把神经细胞的轴突末梢把神经递质神经递质分泌到突分泌到突触间隙中。触间隙中。出胞的基本过程：出胞的基本过程：第29页，讲稿共40张，创作于星期三EndoplasmicreticulumGolgi bodySecretivevesicleNucleusMitochondria第30页，讲稿共40张，创作于星期三第二节第二节 细胞间通讯和信号转导细胞间通讯和信号转导跨膜信号转导的两种高效机制跨膜信号转导的两种高效机制:电信

18、号电信号电信号电信号 化学信号化学信号化学信号化学信号大体有以下三类信号传递方式大体有以下三类信号传递方式大体有以下三类信号传递方式大体有以下三类信号传递方式(P20)(P20)(P20)(P20)电电电电 or or or or 化学化学化学化学 细胞间隙直接或间接传递细胞间隙直接或间接传递细胞间隙直接或间接传递细胞间隙直接或间接传递 自分泌自分泌自分泌自分泌 旁分泌局部通讯旁分泌局部通讯旁分泌局部通讯旁分泌局部通讯 电电电电 and and 化学化学化学化学 第31页，讲稿共40张，创作于星期三（2 2）受体作用）受体作用受体（受体（receptor）(P20)(P20)存在于细胞膜上或细

19、胞内的能与特定的存在于细胞膜上或细胞内的能与特定的化学物质如神经递质、激素、药物等进化学物质如神经递质、激素、药物等进行特异性结合并引起生物学效应的特殊行特异性结合并引起生物学效应的特殊蛋白质。蛋白质。第32页，讲稿共40张，创作于星期三ExtracellularsignalIntracellularReceptor第33页，讲稿共40张，创作于星期三跨膜信号转导主要涉及跨膜信号转导主要涉及跨膜信号转导主要涉及跨膜信号转导主要涉及三个环节三个环节三个环节三个环节：胞外信号的识别与结合胞外信号的识别与结合胞外信号的识别与结合胞外信号的识别与结合 信号转导信号转导信号转导信号转导 胞内效应胞内效应

20、胞内效应胞内效应大体有以下三类方式大体有以下三类方式大体有以下三类方式大体有以下三类方式 离子通道介导的信号转导离子通道介导的信号转导 G G G G蛋白偶联受体介导的信号转导蛋白偶联受体介导的信号转导 酶偶联受体介导的信号转导酶偶联受体介导的信号转导酶偶联受体介导的信号转导酶偶联受体介导的信号转导第34页，讲稿共40张，创作于星期三离子通道介导的信号转导离子通道介导的信号转导离子通道介导的信号转导离子通道介导的信号转导第35页，讲稿共40张，创作于星期三G蛋白偶联受体介导的信号转导蛋白偶联受体介导的信号转导第36页，讲稿共40张，创作于星期三第37页，讲稿共40张，创作于星期三第38页，讲稿共40张，创作于星期三酶偶联受体介导的信号转导酶偶联受体介导的信号转导酪氨酸激酶受体酪氨酸激酶受体 生长因子生长因子|与酪氨酸激酶受体结合与酪氨酸激酶受体结合|膜外膜外N端：端：识别、结合第一信使识别、结合第一信使 膜内膜内C端：端：具有酪氨酸激酶活性具有酪氨酸激酶活性|细胞内生物效应细胞内生物效应第39页，讲稿共40张，创作于星期三感谢大家观看第40页，讲稿共40张，创作于星期三