得多。非极性物质也可通过易化扩散来进行跨膜转移 5.4.3膜传递蛋白与离子运转 膜传递蛋白:细胞膜上具有转运功能的蛋白质。主要包括通道蛋白和载体蛋白两类。均 为膜上的束缚蛋白。 5.4.3.1通道蛋白:简称通道( channe1)或离子通道( ion channel)。通道蛋白的构 象可随环境变化而变化 通道蛋白在某种构象时中间会形成允许离子通过的孔道 离子通过通道取决于两方面因素:1)从通道蛋白讲,通道孔的大小及孔内表面电荷使 得通过通道的离子具有选择性(专一性):2)从将要通过通道的离子本身讲,离子带电情况与 其水合规模是其通过通道转移时通透性的限定因素。 离子经通道蛋白进行扩散为易化扩散 离子通过离子通道扩散的速率:10°~10个/s 离子通道的“门”现象:离子通道的“开”和“关”。已知该现象受跨膜电势梯度和 外界理化信号的刺激并对其作出反应 离子经离子通道跨膜转移可产生出pA级的电流,用特制的仪器可对此电流加以检测 并据此对通道特性及所通过的离子属性加以确定。 膜片-钳位技术( patch- clamp technique)与膜片-钳仪。 应用上述技术,已在植物质膜和液泡膜上发现了一系列离子通道。 5.4.3.2载体蛋白 载体蛋白:载体( carrier)、传递体( transport)、透过酶( permease, penetrate) 运输酶( transport enzyme) 溶质(离子)经载体运转的特点:选择性(专一性)、饱和效应。因此具有酶的属性 Km及Vmax值的变化及其意义。 溶质(离子)经载体进行的转运既可以是主动的(逆电化学势梯度进行),也可以是 被动的(易化扩散方式)
得多。非极性物质也可通过易化扩散来进行跨膜转移。 5.4.3 膜传递蛋白与离子运转 膜传递蛋白：细胞膜上具有转运功能的蛋白质。主要包括通道蛋白和载体蛋白两类。均 为膜上的束缚蛋白。 5.4.3.1 通道蛋白：简称通道（channel）或离子通道（ion channel）。通道蛋白的构 象可随环境变化而变化。 通道蛋白在某种构象时中间会形成允许离子通过的孔道。 离子通过通道取决于两方面因素：1）从通道蛋白讲，通道孔的大小及孔内表面电荷使 得通过通道的离子具有选择性（专一性）；2）从将要通过通道的离子本身讲，离子带电情况与 其水合规模是其通过通道转移时通透性的限定因素。 离子经通道蛋白进行扩散为易化扩散。 离子通过离子通道扩散的速率：106～108 个/s。 离子通道的“门”现象：离子通道的“开”和“关”。已知该现象受跨膜电势梯度和 外界理化信号的刺激并对其作出反应。 离子经离子通道跨膜转移可产生出 pA 级的电流，用特制的仪器可对此电流加以检测。 并据此对通道特性及所通过的离子属性加以确定。 膜片-钳位技术（patch-clamp technique）与膜片-钳仪。 应用上述技术，已在植物质膜和液泡膜上发现了一系列离子通道。 5.4.3.2 载体蛋白： 载体蛋白：载体（carrier）、传递体（transport）、透过酶（permease，penetrase）、 运输酶（transport enzyme）。 溶质（离子）经载体运转的特点：选择性（专一性）、饱和效应。因此具有酶的属性： Km 及 Vmax 值的变化及其意义。 溶质（离子）经载体进行的转运既可以是主动的（逆电化学势梯度进行），也可以是 被动的（易化扩散方式）
溶质(离子)经载体进行的转运速率低于经通道进行的转运(约为10~105个/S) 载体的种类:单向传递体( uniporter)、同向传递体( symporter)、反向传递体 (antiporter 5.4.3.3H-ATP酶与主动转运: 1)ATP酶与主动转运ATP酶即ATP磷酸水解酶( AtP phosphohydrolase)。该酶为 跨膜的多聚蛋白体复合物,系特殊的载体。该酶既可催化ATP水解为ADP和Pi,也可催化ADP 与Pi合成为ATP。即可催化可逆反应: ATP+H20→ADP+Pi+32kJ ATP酶所催化的ATP水解为放能反应,其释放的能量可用于离子的主动转运因此ATP酶 具有“泵”的性质由于依赖ATP酶的转运会导致膜两侧电势差的形成,因此ATP酶也被称为“电 致泵( electrogenic pump) 1)ATP酶与主动转运 溶质中的H、K、Na、Ca等阳离子及C1等阴离子可利用ATP酶水解ATP时释放的能量直 接进行主动转运。转运这些离子的ATP酶相应地被称为质子(H)泵、钾泵、钠泵、钙泵等。其 中的质子泵最为重要。 2)H-ATP酶与主动转运 质子(H)是通过ATP酶进行主动转运最主要的离子这种主动转运H的ATP酶即H-ATP 酶或质子泵。 H-ATP酶(或质子泵)与钾泵、钙泵等其他离子泵的最大区别是质子泵除完成主动转 运质子(H)的功能外,还伴随着对其他溶质(离子)的主动转运。前者为质子泵的初级主动转 运( primary active transport),后者则为质子泵的次级主动转运。 质子动力:H-ATP酶利用ATP水解释放的能量将质子(H)从膜的一侧运至另一侧, 结果形成跨膜的电势梯度(△E)及化学势梯度(△pH),此二者则合称为质子电化学势梯度(Δμ △uH'=F△E-2.3RT△pH
溶质（离子）经载体进行的转运速率低于经通道进行的转运（约为 104～105 个／S）。 载体的种类：单向传递体（uniporter）、同向传递体（symporter）、反向传递体 （antiporter）等。 5.4.3.3 H+ -ATP 酶与主动转运： 1）ATP 酶与主动转运 ATP 酶即 ATP 磷酸水解酶（ATP phosphorhydrolase）。该酶为 跨膜的多聚蛋白体复合物，系特殊的载体。该酶既可催化 ATP 水解为 ADP 和 Pi，也可催化 ADP 与 Pi 合成为 ATP。即可催化可逆反应： ATP + H2O→ADP +Pi +32 kJ ATP 酶所催化的ATP 水解为放能反应，其释放的能量可用于离子的主动转运。因此ATP 酶 具有“泵”的性质。由于依赖ATP 酶的转运会导致膜两侧电势差的形成，因此ATP 酶也被称为“电 致泵（electrogenic pump）。 1）ATP 酶与主动转运 溶质中的H +、K +、Na+、Ca2+等阳离子及Cl-等阴离子可利用ATP 酶水解ATP 时释放的能量直 接进行主动转运。转运这些离子的 ATP 酶相应地被称为质子（H +）泵、钾泵、钠泵、钙泵等。其 中的质子泵最为重要。 2）H + -ATP 酶与主动转运 质子（H +）是通过 ATP 酶进行主动转运最主要的离子。这种主动转运 H +的 ATP 酶即 H + -ATP 酶或质子泵。 H + -ATP 酶（或质子泵）与钾泵、钙泵等其他离子泵的最大区别是质子泵除完成主动转 运质子（H +）的功能外，还伴随着对其他溶质（离子）的主动转运。前者为质子泵的初级主动转 运（primary acative transport），后者则为质子泵的次级主动转运。 质子动力：H + -ATP 酶利用 ATP 水解释放的能量将质子（H +）从膜的一侧运至另一侧， 结果形成跨膜的电势梯度（ΔE ）及化学势梯度（ΔpH），此二者则合称为质子电化学势梯度（Δμ H +）。 Δμ H+ = FΔE－2.3RTΔpH