促進(jìn)擴(kuò)散(facilitated diffusion)
親水的極性分子和離子等代謝物質(zhì)借助膜運(yùn)輸?shù)鞍醉槤舛忍荻葦U(kuò)散的過程。屬于被動運(yùn)輸。
載體蛋白 (carrier protein) 糖、氨基酸,核苷酸等水溶性水分子一般由載體蛋白運(yùn)載。載體蛋白是多回旋折疊的跨膜蛋白質(zhì),它與被傳遞的分子特異結(jié)合使其越過質(zhì)膜。其機(jī)制是載體蛋白分子的構(gòu)象可逆地變化,與被轉(zhuǎn)運(yùn)分子的親和力隨之改變而將分子傳遞過去。少數(shù)情況下也可能載體與被轉(zhuǎn)運(yùn)分子的復(fù)合物發(fā)生180°旋轉(zhuǎn),從而把該分子送到膜的另一側(cè)。載體蛋白運(yùn)輸物質(zhì)的動力學(xué)曲線具有“膜結(jié)合酶”的特征,運(yùn)輸速度在一定濃度時達(dá)到飽和。但載體蛋白不是酶,它與被運(yùn)載分子不是共價結(jié)合,此外它不僅加快運(yùn)輸速度,也增大物質(zhì)透過質(zhì)膜的量。載體蛋白與運(yùn)載分子有特異的結(jié)合位點(diǎn),能被競爭性抑制物占據(jù),非競爭性抑制物亦可與載體蛋白在點(diǎn)之外結(jié)合,改變其構(gòu)象,阻斷運(yùn)輸。
通道蛋白 (channelprotein) Ca2 、Na 、K 、Cl- 、HCO3 - 等離子能經(jīng)膜上的孔道擴(kuò)散。又名孔道蛋白。構(gòu)成跨膜的親水性通道,允許適當(dāng)大小,攜帶一定電荷的溶質(zhì)通過,故稱為“離子通道”(ionchannel)。一種離子通道只通過某種離子,選擇性較高。離子通道運(yùn)輸速度也很高,約106個離子/秒,比任何載體蛋白的運(yùn)輸速度大幾十到上百倍。它不被“飽和”,動力學(xué)曲線是一斜線,但由于孔道蛋白分子對通過的離子有一定的電吸引,限定了它的最大運(yùn)輸速度。
離子通道有兩類,一類持續(xù)開放,例如K 漏通道(K leakchannel),K 由此通道擴(kuò)散,在膜電壓—75mV時,出胞和入胞的K 一樣多,達(dá)到動態(tài)平衡,起到調(diào)節(jié)和維持一定膜電壓的作用。另一類通道間斷開放,在某些因素作用時才開放,故稱為門通道(gatedchan-nel),共有三種:
(1)電壓-門通道,對跨膜電壓的變化發(fā)生反應(yīng)。例如神經(jīng)沖動傳到神經(jīng)末梢時,末梢質(zhì)膜上的Ca2 -電壓門通道暫時開放,Ca2 涌入末梢內(nèi),促使其釋放神經(jīng)遞質(zhì)。
(2)配體-門通道,當(dāng)配體與膜表面特異受體結(jié)合后,通道開放。配體可以是神經(jīng)遞質(zhì)、離子、核苷酸等各種信號物質(zhì)。如神經(jīng)-肌肉接頭處,肌膜乙酰膽堿受體即是一個乙酰膽堿控制的Na -K 通道,神經(jīng)末梢釋放乙酰膽堿與受體結(jié)合,通道開放,Na 內(nèi)流,然后K 外流,造成肌膜去極化,如此將化學(xué)信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺詈髮?dǎo)致肌肉收縮。
(3)機(jī)械-門通道,機(jī)械性觸碰使門通道開啟,信號物離子流入引起生物體反應(yīng)。含羞草在被人觸摸時葉片迅速閉合,草履蟲碰撞異體時退縮,即是實(shí)例。
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