載體蛋白

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載體蛋白英語:carrier protein)簡稱“載體”,是參與離子、小分子高分子跨越生物膜進行運輸?shù)囊活惗嗷匦郫B蛋白質(zhì)。[1]載體蛋白都是跨膜蛋白,它們能在協(xié)助擴散或主動運輸過程中將被運載物從自身所處的膜的一端轉(zhuǎn)運到另一端,有載體蛋白參與的物質(zhì)轉(zhuǎn)運機制被統(tǒng)稱為載體介導(dǎo)轉(zhuǎn)運。[2]載體蛋白的轉(zhuǎn)運機制是載體蛋白分子構(gòu)象發(fā)生可逆性變化后與被轉(zhuǎn)運分子結(jié)合,使被轉(zhuǎn)運分子隨之作跨膜運動。載體蛋白按被運載物的數(shù)量和運載方向分為三種類型,分別是單向運輸載體(uniport carrier)、同向運輸載體(symport carrier)和反向運輸載體(antiport carrier)。每種載體蛋白一般只能識別并轉(zhuǎn)運單獨一種或十分相似的一類化學(xué)物質(zhì)。

單向運輸載體(Ⅰ)、同向運輸載體(Ⅱ)和反向運輸載體(Ⅲ)的比較。

目錄

生理學(xué)

主動運輸

主條目:主動運輸
文件:Scheme sodium-potassium pump-zh (zh-cn).svg
鈉鉀泵運作的過程是初級主動運輸的一個例子。左側(cè)的兩個載體蛋白通過消耗三磷酸腺苷(ATP)水解釋放的能量將鈉離子逆濃度梯度地泵出細胞,右側(cè)的蛋白質(zhì)則以次級主動運輸的方式將鉀離子運入細胞。

主動運輸是物質(zhì)以于其濃度梯度相反的方向跨越生物膜的過程,該過程一般被用于富集某些細胞所需的物質(zhì)(如葡萄糖和各種氨基酸等)。當磷脂分子層對細胞所需的物質(zhì)不通透時,該物質(zhì)就需要以主動運輸?shù)姆绞竭M入細胞。如果運輸?shù)倪^程中消耗了化學(xué)能(如ATP中的化學(xué)能),稱為初級主動運輸;而次級主動運輸則需要與載體蛋白功能相反的通道蛋白的參與并利用電化學(xué)梯度,但并不消耗細胞中產(chǎn)生的能量。[3]

載體蛋白具有將被運載物從低濃度區(qū)域轉(zhuǎn)運到高濃度區(qū)域的能力。它們擁有能與被運載物結(jié)合的特異的受體結(jié)構(gòu)域,該結(jié)構(gòu)域?qū)Ρ贿\載物有較強的親和性,在被運載物結(jié)合之后載體蛋白會將被運載物與之固定,然后通過改變其空間結(jié)構(gòu)使得結(jié)合了被運載物的結(jié)構(gòu)域向生物膜另一側(cè)打開。[4]結(jié)合被運載物便被釋放出來。

易化擴散

主條目:易化擴散
文件:Scheme facilitated diffusion in cell membrane-zh (zh-cn).svg
易化擴散示意圖,左側(cè)的蛋白質(zhì)是離子通道,而右側(cè)的三個則是載體蛋白。

易化擴散是載體蛋白在不消耗能量的情況下將被運載物轉(zhuǎn)運通過生物膜的過程,通過易化擴散穿過生物膜的物質(zhì)一般是離子或較大的極性分子(這些水溶性微粒溶解后由于其親水性不能自由通過由含有疏水烴鏈的磷脂組成的生物膜)。參與易化擴散的載體蛋白與參與主動運輸?shù)纳杂胁煌?/p>

例子

病理

參考文獻

  1. Sadava, David, et al.. Life, the Science of Biology. 9th. Macmillan Publishers. 2009: p. 119. ISBN 1429219629 . 
  2. Thompson, Liz A.. Passing the North Carolina End of Course Test for Biology. American Book Company, Inc.. 2007: p. 97. ISBN 1598071394 . 
  3. Ashley, Ruth. Hann, Gary. Han, Seong S.. Cell Biology. New Age International Publishers: pp. 113. ISBN 8122413978 . 
  4. Kent, Michael. Advanced Biology. Oxford University Press US. 2000: pp. 157-158. ISBN 0199141959 . 

參見

參考來源

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