1、第一节被动运输与主动运输点击放大点击放大点击放大所有生物细胞都要从环境获得原材料为其生物合成和能量消耗，同时还需释放其代谢物到环境中去。质膜可以识别并允许细胞所需物如糖、氨基酸、无机离子等进入细胞，有时这些成分进入细胞是逆浓度梯度的，即它们是被泵入细胞的，同样一些分子是被泵出细胞的。小分子物质的跨膜一般是直接通过蛋白质构成的跨膜通道（channels）、载体(carriers)或泵（pumps）通过生物膜的。被动运输是顺浓度梯度运输，不会引起物质的积累。 主动运输是逆浓度梯度运输，引起物质的积累。主动运输直接或间接地依赖于一些放能过程，非热力学自动发生，往往伴随有光的吸收、氧化作用、ATP水解
2、或其他顺浓度梯度的运输。在初级主动运输中，物质的积累直接与放能反应（如ATP?ADP+Pi）相连接；次级主动运输由初级主动运输引起的离子浓度梯度驱动。光、氧化作用、ATP水解驱动Na离子或H离子的离子梯度的形成，离子梯度为次级主动运输提供能量，驱动其他物质的协同运输。两种类型的主动运输：点击放大协同运输的两种类型：点击放大被动运输是由膜蛋白促进的顺浓度梯度的扩散因膜将胞内和胞外环境分隔开来，膜是一种选择性通透屏障，生物体内的简单扩散要通过脂双分子层，极性分子或带电溶质必须解除水化膜的作用，然后透过约3nm的质膜。水是一种例外，可很快透过生物膜，机制尚不清楚，膜两侧溶质浓度差异大时，渗透压的不平
3、衡引起膜两侧水的流动，直至两侧的渗透压相等。极性溶质或离子的过膜运输由膜上的蛋白降低活化能，而对特异的物质提供过膜路径，促进其通过膜的双分子层，称作促进扩散。除去水化膜的简单扩散：亲水溶质通过生物膜脂双层的能量变化；跨膜蛋白降低溶质跨膜运输的活化能。点击放大带电物质的扩散、非带电物质的被动扩散：点击放大点击放大被动扩散和促进（易化）扩散的区别：点击放大第二节小分子物质的运输一Na离子和K离子的运输每个动物细胞与环境相比维持较低的Na和较高的K，这种不平衡由质膜上的主动运输所建立和维持，涉及NaK-ATPases，偶联ATP水解，引起Na、K的逆浓度梯度运输。每水解1ATP，偶联运输2个K进质膜
4、内，3个Na出质膜外。NaK-ATPases是一种膜蛋白，由2个跨膜蛋白亚基组成。点击放大Na+ K+ ATPase驱动的钠钾离子运输的作用机制：点击放大点击放大Na+K+ ATPase在质膜上的排列：点击放大强心甙抑制Na+K+ ATPase使血管壁细胞的钠和钙堆积，血管收缩变窄，血压升高。点击放大几种强心甙的结构，内酯环为黄色：点击放大二Ca离子的运输点击放大Ca离子ATPase在膜上的排列：点击放大三三类驱动离子运输的ATPasesNa+K+-ATPase是一种运输蛋白的典型形式（Prototype），被称为P -type ATPase（可以可逆磷酸化的）；另一类为V-type ATPa
5、se Proton pumps(V-vacuole即微囊)，通过ATP水解供能逆浓度梯度转运质子；第三种，即F-type ATPases（F-energy-coupling factors），在细菌、线粒体和叶绿体中的能量转化中起中心作用。细菌、线粒体和叶绿体可以利用电子传递（氧化反应）释放的能量使质子逆浓度跨膜运输产生浓度梯度，当质子通过F-type ATPases的质子通道由高浓度一侧流向低浓度一侧时，释放的能量用于ATP的合成。点击放大点击放大四种类型的运输ATPases：点击放大几种ATPase核苷结合结构域和磷酸化结构域的同源性：点击放大H+、K+ ATPase在胃粘膜上的作用：点击
6、放大H+ ATPase将H+转运到破骨细胞膜和骨表面之间促进骨骼的矿物质溶解：点击放大四阴离子运输氯化物和碳酸氢盐跨红细胞膜的运输为协同运输（Cotransport）。红细胞存在另一种促进扩散系统-阴离子交换体，这对于肌肉及肝脏中二氧化碳回到肺中的运输是必需的。呼吸组织产生的废气二氧化碳由血浆进入红细胞，在红细胞中转化为HCO3-，HCO3-重新回到血浆中被运输到肺组织。因HCO3-比二氧化碳的溶解度大，这种变化增加了二氧化碳由组织到肺的运输量，在肺中HCO3-重回红细胞被转化为二氧化碳，被缓慢呼出。氯化物-碳酸氢盐交换体也被称为阴离子交换蛋白，可增加红细胞膜的HCO3-透过量，这一系统也被称
7、为协同运输系统。红细胞膜膜上氯-碳酸氢盐交换体：点击放大五糖和氨基酸的运送1红细胞葡萄糖渗透酶（Glucose Permease）调控的被动运输红细胞中产生能量的代谢，依赖于葡萄糖不断地由血浆中进入红细胞，葡萄糖通过渗透酶由促进扩散进入细胞，这一膜蛋白（Mr=45000）有12个疏水区域，可能跨膜12次，它可使葡萄糖进入细胞内的速度增大约50000倍。葡萄糖转运蛋白的结构模式图：点击放大2葡萄糖运输进入红细胞的模型D-Glc与T1特异结合降低构象改变的活化能；T1转变为T2改变Glc跨膜通道的结构；Glc由T2释放到胞质；T2构象变回T1。点击放大3葡萄糖在肠内皮细胞的协同运输点击放大Na+或
8、K+梯度驱动的协同运输：点击放大4葡萄糖的基团运输点击放大点击放大六格兰氏阴性菌的膜孔蛋白大肠杆菌的膜孔蛋白PhoE跨膜区-折叠片的排布，这些-折叠片形成桶状，疏水一侧在外围与双分子膜结合，亲水一侧在桶状结构内侧，可以使小分子物质通过，有些膜孔蛋白可以使多种小分子物质通过称作通用型膜孔蛋白，另有一些膜孔蛋白对小分子物质有选择性，称作选择型膜孔蛋白。点击放大七哺乳动物细胞膜的间隙连接Rhyodobacter capsuulatus膜孔蛋白为三聚体，每个单体由-折叠片形成桶状，桶状结构内侧可以使小分子物质通过。点击放大点击放大八乙酰胆碱受体离子通道的结构点击放大点击放大九链霉的K+通道（Ion C
9、hannel）点击放大十ATP/ADP交换体点击放大第三节生物大分子的跨膜运输第四节离子载体抗生素和特异性的膜孔蛋白离子载体抗生素的两种类型：移动型离子载体、通道型离子载体。缬氨霉素为移动型离子载体：短杆菌肽为通道型离子载体，通道由双螺旋或头-头相连的单螺旋构成，单螺旋每圈6.3个残基，为左手螺旋。蜂毒素(26肽)的结构，-螺旋可以聚集成跨膜孔道，蚕的杀菌肽具有类似的结构 。The umbrella model of membrane channel protein insertion.The structure of the heptameric（七聚体） chennel formed by -hemolysin（溶血素）.each of the seven subunits contributes a -sheet hairpin to the transmembrane channel.第五节生物膜运输的分子机制一移动载体模型二通道模型发现于神经元、肌肉细胞，许多其他细胞的质膜中，原核、真核中也有，不同的刺激引起神经元及肌细胞质膜跨膜电势的迅速改变，引起离子通道的快速打开和关闭，对信号传导起重要作用。三构像变化假设