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的一類多迴旋摺疊蛋白質[1]載體蛋白都是跨膜蛋白,它們能在協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運到另一端,有載體蛋白參與的物質轉運機制被統稱為載體介導轉運。[2]載體蛋白的轉運機制是載體蛋白分子構象發生可逆性變化後與被轉運分子結合,使被轉運分子隨之作跨膜運動。載體蛋白按被運載物的數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並轉運單獨一種或十分相似的一類化學物質。

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

主動運輸

主條目:主動運輸
File: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,右側的蛋白質則以次級主動運輸的方式將鉀離子運入細胞。

主動運輸是物質以於其濃度梯度相反的方向跨越生物膜的過程,該過程一般被用於富集某些細胞所需的物質(如葡萄糖和各種胺基酸等)。當磷脂分子層對細胞所需的物質不通透時,該物質就需要以主動運輸的方式進入細胞。如果運輸的過程中消耗了化學能(如ATP中的化學能),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並利用電化學梯度,但並不消耗細胞中產生的能量。[3]

載體蛋白具有將被運載物從低濃度區域轉運到高濃度區域的能力。它們擁有能與被運載物結合的特異的受體結構域,該結構域對被運載物有較強的親和性,在被運載物結合之後載體蛋白會將被運載物與之固定,然後通過改變其空間結構使得結合了被運載物的結構域向生物膜另一側打開。[4]結合被運載物便被釋放出來。

易化擴散

主條目:易化擴散
File:Scheme facilitated diffusion in cell membrane-zh (zh-cn).svg
易化擴散示意圖,左側的蛋白質是離子通道,而右側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運通過生物膜的過程,通過易化擴散穿過生物膜的物質一般是離子或較大的極性分子(這些水溶性微粒溶解後由於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的稍有不同。

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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