细胞技术

真核生物细胞内膜结合细胞器与细胞内环境进行的物质交换。包括细胞核、线粒体、叶绿体、溶酶体、过氧化物酶体、高尔基体和内质网等与细胞内的物质交换。

膜运输蛋白是膜整合蛋白 或是大的跨膜分子复合物 功能是参与被动运输(促进扩散)或主动运输(运输泵)。参与促进扩散的膜运输蛋白虽然没有酶活性 但是具有酶催化的特点如可达到最高速率、具有特异性和竞争抑制等因此运输蛋白又被称为透性酶(permease)。 ...

这种运输不仅仅是物质进出细胞而是从细胞的一侧进入从另一侧出去实际上是穿越细胞的运输。在多细胞生物中整个细胞层作为半渗透性的障碍，而不仅仅是细胞质膜。如植物的根部细胞负责吸收水份和矿物盐 然后将它们运输到其他组织即是这种运输。 ...

离子载体是一些能够极大提高膜对某些离子通透性的载体分子。大多数离子载体是细菌产生的抗生素它们能够杀死某些微生物其作用机制就是提高了靶细胞膜通透性使得靶细胞无法维持细胞内离子的正常浓度梯度而死亡所以离子载体并非是自然状态下存在于膜中的运输蛋白而是人工用来研究膜运输蛋白的一个概念。根据改变离子通透性的机制不同将离子载体分为两种类型:通道形成离子载体(channel-forming ionophore) ...

一种由12个氨基酸组成的环形小肽，它是一种脂溶性的抗生素。将缬氨霉素插入脂质体后，通过环的疏水面与脂双层相连 极性的内部能精确地固定K 。它在一侧结合K 然后向内侧移动通过脂双层 在另一侧将K 释放到细胞内。缬氨酶素可使K 的扩散速率提高100，000倍，但是它不能有效地提高Na 的扩散速度。 ...

一种由15个氨基酸组成的线性肽其中8个是L-氨基酸7个是D-氨基酸 它具有疏水的侧链 两个分子在一起形成跨膜的通道 所以是一种形成通道的离子载体，它能够有选择地将单价阳离子顺电化学梯度通过膜，不过它并不显著提高运输速度。可被短杆菌肽 A离子通道运输的阳离子有∶H 〉NH4 〉K 〉Na 〉Li 。 ...

物质沿着浓度梯度从半透性膜浓度高的一侧向低浓度一侧移动的过程，通常把这种过程称为简单扩散。这种移动方式是单个分子的随机运动，无论开始的浓度有多高，扩散的结果是两边的浓度达到平衡。虽然这种移动不需要消耗能量，主要是依靠扩散物质自身的力量，但从热力学考虑，它利用的是自由能。如果改变膜两侧的条件，如加热或加压，就有可能改变物质的流动方向，其原因就是改变了自由能。所以，扩散是物质从自由能高的一侧向自由能低 ...

水分子以及溶剂通过半透性膜的扩散。水的扩散同样是从自由能高的地方向自由能低的地方移动，如果考虑到溶质的话，水是从溶质浓度低的地方向溶质浓度高的地方流动。

简单扩散是被动运输的基本方式不需要膜蛋白的帮助也不消耗ATP而只靠膜两侧保持一定的浓度差通过扩散发生的物质运输。简单扩散的限制因素是物质的脂溶性、分子大小和带电性。一般说来 气体分子（如O2、CO2、N2）、小的不带电的极性分子（如尿素、乙醇）、脂溶性的分子等易通过质膜，大的不带电的极性分子（如葡萄糖）和各种带电的极性分子都难以通过质膜。 ...

促进扩散又称易化扩散、协助扩散，或帮助扩散。是指非脂溶性物质或亲水性物质 如氨基酸、糖和金属离子等借助细胞膜上的膜蛋白的帮助顺浓度梯度或顺电化学浓度梯度 不消耗ATP进入膜内的一种运输方式。促进扩散同简单扩散相比，具有以下一些特点∶① 促进扩散需要膜蛋白的帮助并且比简单扩散的速度要快几个数量级。② 简单扩散的速率与溶质的浓度成正比，而膜蛋白帮助的促进扩散可以达到最大值 当溶质的跨膜浓度差达到一定程 ...

通道蛋白是一类横跨质膜能使适宜大小的分子及带电荷的分子通过简单的自由扩散运动 从质膜的一侧转运到另一侧。通道蛋白可以是单体蛋白也可以是多亚基组成的蛋白它们都是通过疏水的氨基酸链进行重排形成水性通道。通道蛋白本身并不直接与小的带电荷的分子相互作用 这些小的带电荷的分子可以自由的扩散通过由脂双层中膜蛋白带电荷的亲水区所形成的水性通道。通道蛋白的运输作用具有选择性所以在细胞膜中有各种不同的通道蛋白。通道 ...

这类通道的构型变化依据细胞内外带电离子的状态，主要是通过膜电位的变化使其构型发生改变 从而将“门”打开。在很多情况下 门通道有其自己的关闭机制 它能快速地自发关闭。开放往往只有几毫秒时间。在这短暂瞬息时间里一些离子、代谢物或其它溶质顺着浓度梯度自由扩散通过细胞膜。电位-门控通道在神经细胞的信号传导中起主要作用 电位门控通道也存在于其他的一些细胞包括肌细胞、卵细胞、原生动物和植物细胞。 ...

这种通道的打开受一种力的作用，听觉毛状细胞的离子通道就是一个极好的例子。声音的振动推开协迫门控通道，允许离子进入毛状细胞，这样建立起一种电信号，并且从毛状细胞传递到听觉神经，然后传递到脑。

这类通道在其细胞内或外的特定配体（ligand）与膜受体结合时发生反应 引起门通道蛋白的一种成分发生构型变化 结果使“门”打开。因此这类通道被称为配体-门控通道，它分为细胞内配体和细胞外配体两种类型。 ...

载体蛋白需要同被运输的离子和分子结合然后通过自身的构型变化或移动完成物质运输的膜蛋白。载体蛋白促进扩散时同样具有高度的特异性其上有结合点只能与某一种物质进行暂时性、可逆的结合和分离。而且一个特定的载体只运输一种类型的化学物质 甚至一种分子或离子。载体蛋白既参与被动的物质运输，也参与主动的物质运输。由载体蛋白进行的被动物质运输 不需要ATP提供能量。载体蛋白对物质的转运过程具有类似于酶与底物作用的动 ...

一种水的分子通道。在动物和植物细胞中已经发现有几种不同的水通道蛋白。在动物细胞中已经鉴定了水通道蛋白家族中的六个成员在植物中发现了具有类似功能的蛋白质。膜的水通道蛋白 AQP1是1988年发现的开始将这种蛋白称为通道形成整合蛋白(CHIP)是人的红细胞膜的一种主要蛋白。它可以使红细胞快速膨胀和收缩以适应细胞间渗透性的变化。AQP1蛋白也存在于其他组织的细胞中。AQP1及它的同系物能够让水自由通过( ...

能够水解ATP并利用ATP水解释放出的能量驱动物质跨膜运输的运输蛋白称为运输ATPase 由于它们能够进行逆浓度梯度运输 所以有称为泵。共有四种类型的运输ATPase:① P型离子泵(P-type ion pump)或称P型ATPase 。此类运输泵运输时需要磷酸化(P是phosphorylation的缩写)包括Na -K 泵、Ca2 离子泵。② V型泵(V-type pump)或称V型ATPas ...

该运输方式最早发现于细菌中，后在动物细胞中也发现有类似的跨膜运输方式，又称为基团转运。其机理是通过对被转运到细胞内的分子进行共价修饰（主要是进行磷酸化）使其在细胞中始终维持“较低”的浓度 从而保证这种物质不断地沿浓度梯度从细胞外向细胞内转运。在这种运输系统中，涉及几种酶和一个被称为HPr小分子蛋白；被转移的基团是磷酸烯醇式丙酮酸的高能磷酸键上的磷酸基团，运输中所需要的能量则由磷酸烯醇式丙酮酸的高能 ...

协同运输又称偶联主动运输它不直接消耗ATP，但要间接利用自由能并且也是逆浓度梯度的运输。运输时需要先建立电化学梯度，在动物细胞主要是靠钠泵，在植物细胞则是由H 泵建立的H＋质子梯度。动物细胞中，质膜上的钠泵和载体协作完成葡萄糖、氨基酸等的逆浓度梯度的协同运输。运输的机理是: 载体蛋白有两个结合位点 可分别与细胞外的Na 、糖(氨基酸)等结合。Na 和葡萄糖分别与载体结合后 载体蛋白借助Na /K ...

细胞表面是一个具有复杂结构的多功能体系。在结构上包括细胞被(cell coat)和细胞质膜。动、植物细胞间的连接结构、细菌与植物细胞的细胞壁以及表面的特化的结构 如鞭毛等都可看成是表面结构的组成部分。在功能上细胞表面是细胞质膜功能的扩展它保护细胞使细胞有一个相对稳定的内环境；负责细胞内外的物质交换和能量交换并通过表面结构进行细胞识别、信息的接收和传递、进行细胞运动 以及维护细胞的各种形态并且与免疫 ...