細胞物質運輸

1、細胞物質運輸,,active transport,mediated by specific transport proteins, against chemical concentration gradient, need metabolic energy supply.,離子泵,Na＋-K＋泵：胞內高K ＋ ，胞外高Na＋，但細胞仍能向胞內運K＋ ，向胞外排Na＋，這一過程依靠Na＋-K＋泵實現。,,,鈉鉀泵的作用（3Na＋ ， 2

2、K＋ ）耗能調節(jié)滲透壓維持膜電位維持細胞容積物質吸收（糖、氨基酸）,,,其他離子泵,鈣離子泵：可維持細胞外Ca2＋的高濃度，通常與信號轉導有關。鈣離子濃度的變化會使得細胞內鈣離子反應蛋白激活，引起肌肉收縮或起到胞內信使的作用。,,H＋-K＋泵：存在于胃上皮層細胞中，使細胞能分泌酸液。H＋泵：溶酶體膜上存在直接運輸H＋的載體蛋白，幫助形成溶酶體酸性環(huán)境。,伴隨運輸co-transport,腎性糖尿?。耗I小管對葡萄糖的重吸

3、收依靠Na＋-葡萄糖載體蛋白的共運輸，載體蛋白功能降低將引起葡萄糖重吸收障礙，導致疾病發(fā)生。,,大分子與顆粒的膜泡運輸,大分子與顆粒性物質在跨膜轉運過程中，先被單位膜包裹形成轉運小囊泡，再進行轉運，因此稱為膜泡運輸?？煞譃榘套饔茫╡ndocytosis）和胞吐作用（exocytosis）。,胞吞作用,胞飲作用Pinocytosis吞噬作用Phagocytosis受體介導的胞吞作用receptor-mediated endocyto

4、sis,pinocytosis,phagocytosis,,受體介導的胞吞作用(receptor-mediated endocytosis)大分子物質先和特異性受體結合，膜內陷形成有衣小窩，繼而形成有衣小泡進入細胞,,,高特異性高效性,,網格蛋白（clathrin ）分子:先由1條重鏈和1條輕鏈形成二聚體，3個二聚體組成一個三腳蛋白復合體（triskelion）。許多三腳蛋白復合體交織在一起，形成一個具有5邊形或6邊形網孔的籃網狀結

5、構。三腳蛋白復合體可自發(fā)進行裝配,,,網格蛋白可引起質膜向內凹陷，最終形成有衣小泡，還能引起膜受體的聚集，,,LDL的內吞,LDL,,,受體的去向,大部分受體可返回它們原來的質膜結構域被重新利用，如LDL受體；有些受體不能再循環(huán)而是最后進入溶酶體，在那里被消化，從而導致細胞表面受體濃度降低還有些受體通過跨細胞運輸將被轉運物質從一個細胞轉移到另一個細胞，這是一種將內吞作用與外排作用相結合的物質跨膜轉運方式,LDL受體異常與疾病關系,

6、家族性高膽固醇血癥、動脈粥樣硬化,胞吐作用,exocytosis結構性分泌途徑constitutive exocytosis pathway調節(jié)性分泌途徑regulated exocytosis pathway,,,Protein sorting inside cell,A mammalian cell contains about 10,000 different kinds of proteins, each of them m

7、ust be localized to the correct destination.Directing newly made proteins to their correct organelle is critical to the organization and function of eukaryotic cells.,,蛋白質在細胞內的加工、運輸、分泌是根據分選信號（sorting signals）的有無和不同性質有選擇

8、的進行的,運輸途徑,運輸方式,門控轉運：經核孔復合體進入細胞核直接穿越細胞器膜：蛋白轉位裝置（protein translocator）；保持線性膜泡運輸：轉運小泡,分選信號,信號肽（signal peptide）：存在于多肽鏈上的一段連續(xù)的氨基酸序列，通常15-30個氨基酸殘基，可引導核糖體附著于RER表面。多數情況下信號肽在完成蛋白質的定向轉移后被信號肽酶（signal peptidase）切除.,,,信號斑（signal p

9、atch）：存在于完成折疊的蛋白質中，構成信號斑的信號序列之間可以不相鄰，折疊在一起構成蛋白質分選的信號。,,盡管不同的蛋白質氨基酸序列有差異，但具有相同目的地的信號肽可以互換。,信號假說signal hypothesis,G. Blobel和D. Sabatini提出多肽鏈上的特殊氨基酸序列（信號肽）可指導蛋白質轉至內質網上合成。,,進入內質網的蛋白質，其編碼基因在起始密碼之后有一組編碼特定信號肽序列的密碼。凡能先合成該蛋白序列的核糖

10、體都與內質網靠攏并附著其上。,,,,,信號肽合成→信號肽與SRP結合→肽鏈延伸終止→SRP與內質網上受體結合→SRP脫離信號肽→肽鏈在內質網上繼續(xù)合成，同時信號肽引導新生肽鏈進入內質網腔→信號肽切除→肽鏈延伸至終止→核糖體分離，蛋白質釋放。,,,合成后去向,RER上的蛋白質合成后根據穿膜信號的不同可進入網腔中形成游離蛋白質，也可以參與內質網膜的組建。這取決于多肽鏈上與穿膜相關的起始轉運信號（start-transfer signal）和

11、終止轉運信號（stop-transfer signal ）,游離蛋白質,跨膜蛋白質,蛋白質的門控轉運,核內蛋白質運輸,小分子物質能較自由的穿過核孔，但蛋白質、RNA等大分子物質就要以門控轉運方式運輸。1982年發(fā)現核內含量豐富的核質蛋白的C端有一個信號序列即核定位信號(nuclear localization signal, NLS) ，可引導蛋白質進入細胞核，入核后信號不切除。,,核孔運輸還需要有相關的受體蛋白、接頭蛋白、Ran蛋白

12、及其調控蛋白。Ran是一種G蛋白，在細胞核內Ran-GTP的含量高，細胞質內Ran-GDP的含量高。,核蛋白向細胞核的輸入過程,膜泡轉運,除胞吞作用和胞吐作用外，細胞內部內膜系統(tǒng)各個部分之間的物質傳遞也通過膜泡運輸方式進行。,,從內質網到高爾基體的蛋白質運輸由COPⅡ衣被小泡介導，加工成熟后經反面網狀結構分泌。,出芽,,移動,胞內膜泡在動位蛋白（dynein）、驅動蛋白（kinesin）、肌球蛋白（myosin）牽引下運輸沿微管或微絲