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1、Biochemistry生物化学生物化学 硕士研究生入学考试硕士研究生入学考试 国家教育部指定考试科目国家教育部指定考试科目 教材：王镜岩主编（第三版）教材：王镜岩主编（第三版）高教出版社高教出版社主讲主讲:杨卫民教授杨卫民教授Chapter21 生物膜与物质运送生物膜与物质运送Membrane&Transportationn生生物物膜膜具具有有保保护护、转转运运、能能量量转转换换、信信息传递、运动和免疫等生物功能。息传递、运动和免疫等生物功能。n细细胞胞或或细细胞胞器器需需要要经经常常与与外外界界进进行行物物质质交交换换以以维持其正常的功能。维持其正常的功能。n细细胞胞或或细细胞胞器器通通过
2、过生生物物膜膜，从从膜膜外外选选择择性性地地吸吸收所需要的养料，同时也要排出不需要的物质。收所需要的养料，同时也要排出不需要的物质。n在在各各种种物物质质跨跨膜膜转转运运过过程程中中，细细胞胞膜膜起起着着重重要要的调控作用。的调控作用。生物膜的功能生物膜的功能转运功能转运功能一、被动运送与主动运送一、被动运送与主动运送根据物质运送自由能变化的情况分：根据物质运送自由能变化的情况分：（一）被动运输（一）被动运输（passive transport）即顺浓度梯度的方向跨膜运送的过程。特点是：物质的运即顺浓度梯度的方向跨膜运送的过程。特点是：物质的运送速率即依赖于膜两侧运送物质的浓度差，又与被运送物
3、质的送速率即依赖于膜两侧运送物质的浓度差，又与被运送物质的分子大小、电荷和在脂双层中的溶解性有关。分子大小、电荷和在脂双层中的溶解性有关。不需供能，自发进行（自由能减少，熵增加）。不需供能，自发进行（自由能减少，熵增加）。（二）主动运送（二）主动运送（active transport）即逆浓度梯度（或电荷梯度或电化学梯度）的方向跨膜运即逆浓度梯度（或电荷梯度或电化学梯度）的方向跨膜运送的过程。特点是送的过程。特点是（1）专一性专一性(膜转运蛋白膜转运蛋白)；（；（2）运送速度）运送速度可以达到饱和状态；（可以达到饱和状态；（3）方向性；（）方向性；（4）选择性抑制。）选择性抑制。需要供给能量，
4、不能自发进行（自由能增加，熵减少）需要供给能量，不能自发进行（自由能增加，熵减少）。转运通道转运通道载体蛋白载体蛋白和和通道蛋白通道蛋白二、小分子物质的运送二、小分子物质的运送运送蛋白；单向运送和协同运送（同向运送和反向运送）运送蛋白；单向运送和协同运送（同向运送和反向运送）小分子运送主要通过运送蛋白体系来实现：小分子运送主要通过运送蛋白体系来实现：（一）（一）“Na+K+泵泵”与与“Na+，K+ATP 酶酶”是一个四聚体膜蛋白，乌本苷是特异性抑制剂。是一个四聚体膜蛋白，乌本苷是特异性抑制剂。（二）（二）“Ca+泵泵”与与“Ca+ATP 酶酶”是一个四聚体膜。是一个四聚体膜。其活性受钙调蛋白影
5、响，因此调蛋白可刺激细胞对其活性受钙调蛋白影响，因此调蛋白可刺激细胞对Ca+的吸收。的吸收。运送蛋白；单向运送和协同运送（同向运送和反向运送）运送蛋白；单向运送和协同运送（同向运送和反向运送）（三）阴离子的运送、糖和氨基酸的运送、基团（三）阴离子的运送、糖和氨基酸的运送、基团运送（自学运送（自学53页）页）（四）（四）ATP/ADP交换体（线粒体膜上）交换体（线粒体膜上）是一个分子量为是一个分子量为30000的多肽，在膜上是以二的多肽，在膜上是以二聚体的形式存在聚体的形式存在“两态闸门两态闸门孔道机制假说孔道机制假说”ATP/ADP交换体易交换体易于向外运输于向外运输ATP，向内运输向内运输A
6、DP。三、生物大分子的跨膜运送（三、生物大分子的跨膜运送（5555页）页）（一）胞吐作用（一）胞吐作用（endocytosis）囊泡的囊泡的形成形成与细胞与细胞膜融合膜融合释放外释放外排物质排物质（二）胞吞作用（二）胞吞作用（exocytosis）摄入大摄入大分子物分子物质质细胞膜细胞膜内陷内陷囊泡的囊泡的形成形成作作用用：完完成成大大分分子子与与颗颗粒粒性性物物质质的的跨跨膜膜运运输输，又又称称膜膜泡泡运运输输或或批量运输（批量运输（bulk transport）。属于主动运输。）。属于主动运输。质膜代谢的一种重要方式质膜代谢的一种重要方式（三）蛋白质的跨膜运送（三）蛋白质的跨膜运送 1、分泌蛋白质通过内质网膜的运送、分泌蛋白质通过内质网膜的运送信号肽假说信号肽假说 2、线粒体蛋白的跨膜运送、线粒体蛋白的跨膜运送导肽的功能导肽的功能本章其它部分自学本章其它部分自学四、生物膜运送的分子机理四、生物膜运送的分子机理移动性载体模型和孔道或通道模型移动性载体模型和孔道或通道模型构象变化假说构象变化假说