复旦医学细胞生物学课件07细胞物质运输

细胞物质运输activetransportmediatedbyspecifictransportproteins,againstchemicalconcentrationgradient,needmetabolicenergysupply.离子泵Na＋-K＋泵：胞内高K＋，胞外高Na＋，但细胞仍能向胞内运K＋，向胞外排Na＋，这一过程依靠Na＋-K＋泵实现。钠钾泵的作用（3Na＋，2K＋）耗能调节渗透压维持膜电位维持细胞容积物质吸收（糖、氨基酸）其他离子泵钙离子泵：可维持细胞外Ca2＋的高浓度，通常与信号转导有关。钙离子浓度的变化会使得细胞内钙离子反应蛋白激活，引起肌肉收缩或起到胞内信使的作用。H＋-K＋泵：存在于胃上皮层细胞中，使细胞能分泌酸液。H＋泵：溶酶体膜上存在直接运输H＋的载体蛋白，帮助形成溶酶体酸性环境。伴随运输co-transport肾性糖尿病：肾小管对葡萄糖的重吸收依靠Na＋-葡萄糖载体蛋白的共运输，载体蛋白功能降低将引起葡萄糖重吸收障碍，导致疾病发生。大分子与颗粒的膜泡运输大分子与颗粒性物质在跨膜转运过程中，先被单位膜包裹形成转运小囊泡，再进行转运，因此称为膜泡运输。可分为胞吞作用（endocytosis）和胞吐作用（exocytosis）。胞吞作用胞饮作用Pinocytosis吞噬作用Phagocytosis受体介导的胞吞作用receptor-mediatedendocytosispinocytosisphagocytosis受体介导的胞吞作用(receptor-mediatedendocytosis)大分子物质先和特异性受体结合，膜内陷形成有衣小窝，继而形成有衣小泡进入细胞高特异性高效性网格蛋白（clathrin）分子:先由1条重链和1条轻链形成二聚体，3个二聚体组成一个三脚蛋白复合体（triskelion）。许多三脚蛋白复合体交织在一起，形成一个具有5边形或6边形网孔的篮网状结构。三脚蛋白复合体可自发进行装配网格蛋白可引起质膜向内凹陷，最终形成有衣小泡，还能引起膜受体的聚集，LDL的内吞LDL受体的去向大部分受体可返回它们原来的质膜结构域被重新利用，如LDL受体；有些受体不能再循环而是最后进入溶酶体，在那里被消化，从而导致细胞表面受体浓度降低还有些受体通过跨细胞运输将被转运物质从一个细胞转移到另一个细胞，这是一种将内吞作用与外排作用相结合的物质跨膜转运方式LDL受体异常与疾病关系家族性高胆固醇血症、动脉粥样硬化胞吐作用exocytosis结构性分泌途径constitutiveexocytosispathway调节性分泌途径regulatedexocytosispathwayProteinsortinginsidecellAmammaliancellcontainsabout10,000differentkindsofproteins,eachofthemmustbelocalizedtothecorrectdestination.Directingnewlymadeproteinstotheircorrectorganelleiscriticaltotheorganizationandfunctionofeukaryoticcells.蛋白质在细胞内的加工、运输、分泌是根据分选信号（sortingsignals）的有无和不同性质有选择的进行的运输途径运输方式门控转运：经核孔复合体进入细胞核直接穿越细胞器膜：蛋白转位装置（proteintranslocator）；保持线性膜泡运输：转运小泡分选信号信号肽（signalpeptide）：存在于多肽链上的一段连续的氨基酸序列，通常15-30个氨基酸残基，可引导核糖体附着于RER表面。多数情况下信号肽在完成蛋白质的定向转移后被信号肽酶（signalpeptidase）切除.信号斑（signalpatch）：存在于完成折叠的蛋白质中，构成信号斑的信号序列之间可以不相邻，折叠在一起构成蛋白质分选的信号。尽管不同的蛋白质氨基酸序列有差异，但具有相同目的地的信号肽可以互换。信号假说signalhypothesisG.Blobel和D.Sabatini提出多肽链上的特殊氨基酸序列（信号肽）可指导蛋白质转至内质网上合成。进入内质网的蛋白质，其编码基因在起始密码之后有一组编码特定信号肽序列的密码。凡能先合成该蛋白序列的核糖体都与内质网靠拢并附着其上。信号肽合成→信号肽与SRP结合→肽链延伸终止→SRP与内质网上受体结合→SRP脱离信号肽→肽链在内质网上继续合成，同时信号肽引导新生肽链进入内质网腔→信号肽切除→肽链延伸至终止→核糖体分离，蛋白质释放。合成后去向RER上的蛋白质合成后根据穿膜信号的不同可进入网腔中形成游离蛋白质，也可以参与内质网膜的组建。这取决于多肽链上与穿膜相关的起始转运信号（start-transfersignal）和终止转运信号（stop-transfersignal）游离蛋白质跨膜蛋白质蛋白质的门控转运核内蛋白质运输小分子物质能较自由的穿过核孔，但蛋白质、RNA等大分子物质就要以门控转运方式运输。1982年发现核内含量丰富的核质蛋白的C端有一个信号序列即核定位信号(nuclearlocalizationsignal,NLS)，可引导蛋白质进入细胞核，入核后信号不切除。核孔运输还需要有相关的受体蛋白、接头蛋白、Ran蛋白及其调控蛋白。Ran是一种G蛋白，在细胞核内Ran-GTP的含量高，细胞质内Ran-GDP的含量高。核蛋白向细胞核的输入过程膜泡转运除胞吞作用和胞吐作用外，细胞内部内膜系统各个部分之间的物质传递也通过膜泡运输方式进行。从内质网到高尔基体的蛋白质运输由COPⅡ衣被小泡介导，加工成熟后经反面网状结构分泌。出芽移动胞内膜泡在动位蛋白（dynein）、驱动蛋白（kinesin）、肌球蛋白（myosin）牵引下运输沿微管或微丝运行。通过这些蛋白的作用，可使膜泡运抵指定区域。定位Theend