物质的跨膜运输：（3个途径）被动运输、主动运输和胞吞与胞吐作用。一、被动运输 [passive transport] ：（2种）简单扩散和协助扩散。 方向：高浓度到低浓度即沿着浓度梯度的方向。 动力：物质的浓度差。 特点：不需要能量。 简单扩散 [simple diffusion] ： 对象:疏水小分子或不带电荷的极性分子（O2、N2、苯、H2O、尿素（低100倍）） 方向：沿着浓度梯度的方向。 特点：不需要能量、无膜蛋白协助 通透性：取决分子大小和分子的极性。小＞大、非极＞极、带电高度不透（无载体蛋白）。 协助扩散 [facilitated diffusion] ： 对象：各种极性分子和无机离子（糖、AA、核苷酸及细胞代谢产物） 方向：顺其浓度梯度或电化学低度减小的方向 特点：不需要能量、需要膜蛋白协助（特异性） 特征：速率高、有最大值（载体数量）、特异性、膜转运蛋白。 膜转运蛋白 [membrane transport proteins] ：（2类）1.载体蛋白[carrier proteins]：可介导被动运输和主动运输。 蛋白：多次跨膜蛋白 特点：特异结合位点、构象改变介导物质过膜、不对转运分子共价修饰、可被竞争抑制。 Eg.胱氨酸尿遗传病。2.通道蛋白[channel proteins]:只能介导顺浓度梯度和化学梯度的被动运输。 蛋白：选择性开关的多次跨膜通道、不需与溶质分子结合、适宜大小分子的带电离子通过。 特点：（2个） 离子选择性：运转离子的大小和电荷的选择速率高、驱动力：浓度梯度和膜电位差（电化学梯度electrochemical gradient） 离子通道时门控：（3种）活性由通道的开或关两种构象调节，应答信号。 电压门通道[voltage-gated channel] 膜电位变化 配体门通道[ligand-gated channel] 化学信号 压力激通道[stress-activated channel] 压力刺激二、 主动运输[active transport]：（3种）ATP直接供能、间接供能以及光能驱动的主动运输方向：逆物质浓度梯度或电化学梯度。动力：与释放能量的过程偶联。特点：需载体蛋白介导，需要能量。 钠钾泵（ATP直接供能得主动运输）：维持细胞内低Na+高K+ 存在部位：一切动物细胞的细胞膜上 蛋白结构：α和β两个亚基、α具有ATP酶活性，有3个Na+结合位点和2个K+结合位点，有ATP催化位点（一个天门冬氨酸残基磷酸化）、β是具有组织特异性糖蛋白 作用机制：α亚基和Na+结合促使ATP水解，α亚基构象变化，Na+泵出，同时K和α亚基结合去磷酸化，K+泵入。（1个ATP，3个Na+,2个K+） 抑制机制：乌本苷（和K+争夺结合位点） 生物氧化剂（氰化物）（使ATP供应中断） 生物学功能：维持细胞渗透压平衡、为其他运输提供能量（高浓度的Na+） 钙泵和质子泵（ATP直接功能的主动运输）： Ca2+泵（Ca2+ATPase）：维持细胞内低浓度的Ca2 +存在部位：细胞膜和内质网蛋白结构：与Na-K泵的α亚基同源，约有10个跨膜α螺旋作用机制：与ATP水解相偶联、1个ATP-2个Ca2+生物学学功能：将Ca2+出去细胞和泵入内质网储存 肌质网储存Ca2+与肌肉收缩与舒张有关 质子泵(H+ATPase) (3种)：代替Na-K泵的作用 存在部位：植物细胞、真菌（包括酵母）和细菌的质膜（均无Na-K泵） 质子泵的类型：P型质子泵：存在生物：真核生物的细胞膜 特点：转运H+过程涉及磷酸化和去磷酸化V型质子泵：存在生物：动物细胞溶酶体膜和植物细胞液胞膜 特点：转运H+过程不形成磷酸化中间体 功能：保持细胞质基质内中性PH和细胞器内的酸性PHH+ATP酶：存在生物：线粒体内膜、植物类镶体膜和多数细菌质膜 特点和功能：H+顺浓度梯度运动，所释放能量和ATP合成偶联起来（线粒体的氧化磷酸化和叶绿体的光合磷酸化） 协同运输（cotransport）(2种)第六章 细胞质基质与细胞内膜系统细胞质基质（cytoplasmic matrix）细胞质基质的定义：1.经典细胞学：光学显微镜下除去可见的细胞器及内含颗粒状物质的透明部分。2.细胞生物学：电子显微镜下除去可见的细胞器及亚微结构以外的细胞质部分。胞质溶胶（cytosol）：分级离心后，除去所有细胞器和颗粒余下的清夜部分。组成：成分复杂不易分析1. 与中间代谢有关的酶 2. 细胞骨架 3. 蛋白质 4. 水（多以水化物形式存在） 5. mRNA（原位杂交技术显示mRNA呈区域分布） Eg： 卵母细胞中不同的mRNA定位于细胞质基质不同的部位，形成位置信息，对子代的发育和分化起重要作用。细胞质的功能：1. 进行细胞生化活动的场所：a. 中间代谢过程（糖酵解、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径、糖原的合成与部分分解过程）; b. 蛋白质的合成与脂肪的合成2. 多种信号通路的传导3. 维持细胞器的稳定，提供适宜的内环境（离子环境）4. 细胞骨架： 维持细胞的形态，细胞运动、细胞内的物质的运输及能量传递； 基质结构的组织者，为基质中的其他成分和细胞器提供锚定位点。5. 蛋白质的修饰、选择性降解和物象修正的作用 （1）蛋白质的修饰 a. 辅基或辅基与酶的共价结合； b. 磷酸化和去磷酸化（调节蛋白的生物活性） c. 糖基化（特指：哺乳动物细胞把N-乙酰葡萄糖胺分子加到蛋白质的丝氨酸残基的羟基上） d. N端甲基化（长寿命蛋白） e. 酰基化（两类）P162 （2）控制蛋白质的寿命 蛋白质寿命信号：N端的第一个AA（Met、Ser、Thr、Ala、Val、Cys、Gly、Pro时稳定，为其余12种时不稳定） 泛素：一个由76个AA残基组成的小分子蛋白，具有多种生物活性 蛋白酶体（proteosome）：蛋白复合体、降解蛋白作用机制： 通过依赖于泛素的降解途径（ubiqutin-dependent pathway） 泛素结合到含不稳定AA的PRO的N端后，蛋白酶体将其降解。 （3）降解变形和错误折叠的蛋白 作用机制： 畸形蛋白暴露的疏水基团，启动了对PRO N端的一个残基的作用，形成不稳定的AA，被依赖于泛素降解途径彻底水解。 （4）帮助变形或错误折叠的蛋白重新折叠，形成正确的分子构象 热休克蛋白（HSP-heat shock protein）： 作用机制：温度增高或其他异常情况大量表达，保护细胞 选择性与畸形蛋白结合形合成聚合物，利用水解ATP释放能量使聚集蛋白溶解，折叠成正确构想的蛋白质。6. 物质的贮存和运输，为细胞器反映提供底物。Eg. 细胞内膜系统和细胞骨架解聚后的物质贮存在细胞质基质中，叫分子库POOL，当需重新组装时，由此提供原件。内膜系统（ES-endomembrane system）内膜系统定义：在细胞质内在形态结构、功能和发生上具有相互联系的膜相结构的总称。由内膜围成的泡状、管状、扁囊状的亚微结构和细胞器构成复杂且精密的胞内系统，主要包括内质网、高尔基体、溶酶体、过氧化物酶体及其衍生小泡和液泡。ES在细胞质中的区域分布是依靠细胞骨架和立体网络支撑。注意：线粒体和叶绿体不是内膜系统的成员内膜共同特点：1. 都是单位膜结构;2. 仅存在真核细胞中；3. 均处于动态平衡中，膜之间有转化现象。内膜和质膜的结构差别：1. 单位膜的层次区别不如质膜明显；2. 厚度稍薄6~7mm；3. 膜上的抗原不同
