匿名
未登录
登录
医学百科
搜索
查看“主动运输”的源代码
来自医学百科
名字空间
页面
讨论
更多
更多
语言
页面选项
Read
查看源代码
历史
←
主动运输
因为以下原因,您没有权限编辑本页:
您所请求的操作仅限于该用户组的用户使用:
用户
您可以查看和复制此页面的源代码。
{{百科小图片|bk815.jpg|}} ==名称== <b>[[主动运输]]</b> <b>英语名称:active transport</b> ==主动运输的概念== 主动运输涉及物质输入和输出[[细胞]]和[[细胞器]],并且能够逆浓度梯度或[[电化学]]梯度。 主动运输是指物质逆浓度梯度,在载体的协助下,在能量的作用下运进或运出[[细胞膜]]的过程。 Na+、K+和Ca2+等离子,都不能自由地通过[[磷脂]]双[[分子层]],它们从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体[[蛋白]]的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫做主动运输{{百科小图片|bk816.jpg|主动运输}} ==主动运输的特点== 主动运输的特点是: ①逆浓度梯度(逆[[化学]]梯度)运输; ②需要能量(由ATP直接供能)或与释放能量的过程[[偶联]]([[协同运输]]),并对[[代谢]][[毒性]]敏感; ③都有载体蛋白,依赖于膜运输蛋白; ④具有选择性和特异性。 ==主动运输能量来源== 主动运输所需的能量来源主要有: 1. 协同运输中的离子梯度动力; 2. ATP驱动的泵通过水解ATP获得能量; 3. 光驱动的泵利用光能运输物质,见于[[细菌]]。 <b>直接能源</b> Na+-K+泵 Na+的输出和K+的输入 ATP 细菌[[视紫红质]] H+从细胞中主动输出 光能 [[磷酸]]化运输蛋白 细菌对[[葡萄糖]]的运输 磷酸烯醇式[[丙酮]]酸 <b>间接能源</b> Na+、葡萄糖泵协同运输蛋白 Na+、葡萄糖同时进入细胞 Na+离子梯度 F1-F0 ATPase H+质子运输, H+质子梯度驱动 近年来均以“泵”的概念来解释主动运输的机理,机体细胞中主要是通过Na+、K+ _ATP酶和Ca2+_ATP酶构成的Na+和Ca2+泵来完成主动运输。 介绍如下: ==一、钠钾泵== 实际上就是Na+-K+ATP酶,一般认为是由2个大[[亚基]]、2个小亚基组成的4聚体。Na+-K+ATP酶通过磷酸化和去磷酸化过程发生[[构象]]的变化,导致与Na+、K+的亲和力发生变化。在膜内侧Na+与酶结合,激活ATP[[酶活性]],使ATP分解,酶被磷酸化,构象发生变化,于是与Na+结合的部位转向膜外侧;这种磷酸化的酶对Na+的亲和力低,对K+的亲和力高,因而在膜外侧释放Na+、而与K+结合。K+与[[磷酸化酶]]结合后促使酶去磷酸化,酶的构象恢复原状,于是与K+结合的部位转向膜内侧,K+与酶的亲和力降低,使K+在膜内被释放,而又与Na+结合。其总的结果是每一循环消耗一个ATP;转运出三个Na+,转进两个K+。 钠钾泵的一个特性是他对离子的转运循环依赖自磷酸化过程,ATP上的一个[[磷酸基]]团转移到钠钾泵的一个[[天冬氨酸]][[残基]]上,导致构象的变化。通过自磷酸化来转运离子的离子泵就叫做P-type,与之相类似的还有钙泵和[[质子泵]]。它们组成了功能与结构相似的一个[[蛋白质]]家族。 Na+-K+泵作用是:①维持细胞的渗透性,保持细胞的体积;②维持低Na+高K+的细胞内环境,维持细胞的[[静息电位]]。 乌本苷(ouabain)、[[地高辛]](digoxin)等强心剂能抑制[[心肌细胞]]Na+-K+泵的活性;从而降低钠钙交换器效率,使内流钙离子增多,加强[[心肌]]收缩,因而具有强心作用。 ==二、钙离子泵== 钙离子泵对于细胞是非常重要的,因为钙离子通常与信号转到有关,钙离子浓度的变化会引起细胞内信号途径的反应,导致一系列的[[生理]]变化。通常细胞内钙离子浓度(10-7M)显著低于细胞外钙离子浓度(10-3M),主要是因为[[质膜]]和[[内质网]]膜上存在钙离子转运体系,细胞内钙离子泵有两类:其一是P型离子泵,其原理与钠钾泵相似,每分解一个ATP[[分子]],泵出2个Ca2+。另一类叫做钠钙交换器(Na+-Ca2+ exchanger),属于反向协同运输体系(antiporter),通过钠钙交换来转运钙离子。 位于[[肌质网]](sarcoplasmic reticulum)上的钙离子泵是了解最多的一类P型离子泵,占肌质网[[膜蛋白质]]的90%。肌质网是一类特化的内质网,形成网管状结构位于[[细胞质]]中,具有贮存钙离子的功能。[[肌细胞]]膜[[去极化]]后引起肌质网上的[[钙离子通道]]打开,大量钙离子进入细胞质,引起[[肌肉]]收缩之后由钙离子泵将钙离子泵回肌质网。 ==三、质子泵== 质子泵有三类:P-type、V-type、F-type。 1、P-type:载体蛋白利用ATP使[[自身磷酸化]](phosphorylation),发生构象的改变来转移质子或其它离子,如植物细[[胞膜]]上的H+泵、[[动物细胞]]的Na+-K+泵、Ca2+离子泵,H+-K+ATP酶(位于胃[[表皮细胞]],分泌胃酸)。 2、V-type:位于小泡(vacuole)的膜上,由许多亚基构成,水解ATP产生能量,但不发生自磷酸化,位于[[溶酶体]]膜、动物细胞的内吞体、[[高尔基体]]的[[囊泡]]膜、植物[[液泡膜]]上。 3、F-type:是由许多亚基构成的管状结构,H+沿浓度梯度运动,所释放的能量与ATP合成耦联起来,所以也叫ATP[[合酶]](ATP synthase),F是[[氧化磷酸化]]或光合磷酸化[[偶联因子]](factor)的缩写。F型质子泵位于细菌质膜,[[线粒体]]内膜和[[叶绿体]]的[[类囊体]]膜上。F型质子泵不仅可以利用质子动力势将ADP转化成ATP,也可以利用水解ATP释放的能量转移质子。 ==四、ABC 转运器== ABC转运器(ABC transporter)最早发现于细菌,是细菌质膜上的一种运输ATP酶(transport ATPase),属于一个庞大而多样的蛋白家族,每个成员都含有两个高度保守的ATP结合区(ATP binding cassette),故名ABC转运器,他们通过结合ATP发生二聚化,ATP水解后解聚,通过构象的改变将与之结合的[[底物]]转移至膜的另一侧。 在[[大肠杆菌]]中78个[[基因]](占全部基因的5%)编码ABC转运器蛋白,在动物中可能更多。虽然每一种ABC转运器只转运一种或一类底物,但是其蛋白家族中具有能转运离子、[[氨基酸]]、[[核苷酸]]、[[多糖]]、[[多肽]]、甚至蛋白质的成员。ABC转运器还可[[催化]]脂双层的[[脂类]]在两层之间翻转,这在膜的发生和功能维护上具有重要的意义。 第一个被发现的[[真核细胞]]的ABC转运器是多药抗性蛋白(multidrug resistance protein, MDR),该基因通常在[[肝癌]]患者的癌细胞中过表达,降低了化学治疗的疗效。约40%的患者的癌细胞内该基因过度表达。 ABC转运器还与病原体对药物的抗性有关,如临床常用的[[抗真菌药物]]有[[氟康唑]] 、[[酮康唑]]、[[伊曲康唑]]等,[[真菌]]对这些药物产生[[耐药性]]的一个重要机制是通过MDR蛋白降低了细胞内的[[药物浓度]]。 ==五、协同运输== 协同运输(cotransport)是一类靠间接提供能量完成的主动运输方式。物质跨膜运动所需要的能量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度,而维持这种[[电化学势]]的是钠钾泵或质子泵。动物细胞中常常利用膜两侧Na+浓度梯度来驱动,植物细胞和细菌常利用H+浓度梯度来驱动。根据物质运输方向与离子沿浓度梯度的转移方向,协同运输又可分为:同向协同(symport)与反向协同(antiport)。 <b>1、同向协同 </b> 同向协同(symport)指物质运输方向与离子转移方向相同。如动物[[小肠]]细胞对对葡萄糖的吸收就是伴随着Na+的进入,细胞内的Na+离子又被钠钾泵泵出细胞外,细胞内始终保持较低的钠离子浓度,形成电化学梯度。在某些细菌中,[[乳糖]]的吸收伴随着H+的进入,每转移一个H+吸收一个乳糖分子。 <b>2、反向协同 </b> 反向协同(antiport)物质跨膜运动的方向与离子转移的方向相反,如动物细胞常通过Na+/H+反向协同运输的方式来转运H+以调节细胞内的PH值,即Na+的进入胞内伴随者H+的排出。此外质子泵可直接利用ATP运输H+来调节细胞PH值。 还有一种机制是Na+驱动的Cl--HCO3-交换,即Na+与HCO3-的进入伴随着Cl-和H+的外流,如[[红细胞膜]]上的带3蛋白。 ==主动运输的功能== 主动运输这种物质出入细胞的方式,能够保证活细胞按照[[生命活动]]的需要,主动地选择[[呼吸]]所需要的营养物质,排除新陈代谢产生的废物和对细胞有害的物质。可见,主动运输对于活细胞完成各项生命活动有重要作用。 维持细胞内正常的生命活动,对[[神经冲动]]的传递以及对维持细胞的渗透平衡,恒定细胞的体积都是非常重要的. <b> 主动运输</b>(active transport):质膜上的<b>载体蛋白</b>将离子、营养物和[[代谢物]]等逆电化学梯度从低浓度侧向高浓度侧的耗能运输。所耗能量由具ATP酶活性的膜蛋白分解ATP提供。例如正常生理条件下,人红细胞内K+的浓度相当于[[血浆]]中的30倍,但K+仍能从血浆进入[[红细胞]]内,Na+浓度比血浆中低很多,但Na+仍由红细胞向血浆透出,呈现一种逆浓度梯度的“上坡”运输。 ==主动运输与[[被动运输]]== 有三个主要的差异:起始条件不同、运输方式不同、产生的结果不同。 主动运输消耗细胞代谢释放的能量,被动运输不消耗细胞代谢释放的能量。 主动运输和被动运输都是小分子或离子运输的方式。 [[分类:组织胚胎学]][[分类:解剖学]][[分类:细胞生物学]][[分类:细胞与细胞间质]]
该页面使用的模板:
模板:百科小图片
(
查看源代码
)
返回至
主动运输
。
导航
导航
最近更改
随机页面
Wiki工具
Wiki工具
特殊页面
页面工具
页面工具
用户页面工具
更多
链入页面
相关更改
页面信息
页面日志