细胞生物学：主动运输（activetransport）
发布时间：2014-12-29 共3页
主动运输（active transport）
主动运输涉及物质输入和输出细胞和细胞器，并且能够逆浓度梯度或电化学梯度。
■ 主动运输的特点
主动运输具有四个基本的特点：①逆梯度运输；②依赖于膜运输蛋白；③需要代谢能，并对代谢毒性敏感；
④具有选择性和特异性。
● 建立浓度梯度或电化学梯度
细胞靠主动运输建立和维持各种离子在细胞内的不同浓度（表3-5），这些离子的浓度差异对于细胞的生存和行使功能至关重要。
表3-5 典型动物细胞内外离子浓度的比较
| 成份 | 细胞内浓度（mM） | 细胞外浓度（mM） |
| 阳离子 | ||
| Na+ | 5-15 | 145 |
| K+ | 140 | 5 |
| Mg2+* | 0.5 | 1-2 |
| Ca2+* | 10-7 | 1-2 |
| 阴离子 | ||
| Cl- | 5-15 | 110 |
| 固定的阴离子** | 高 | 0 |
* 表中给出的Ca2+和Mg2+的浓度是游离存在于胞质溶胶中的浓度；Mg2+在细胞中的总浓度为2mM，Ca2+则是1-2mM.但它们多是与蛋白质结合在一起的，Ca2+则存在于细胞器中。
** 指细胞内存在的带负电的有机分子，它们不能通过细胞质膜。
● 消耗能量 主动运输是消耗代谢能的运输方式，有三种不同的直接能量来源（表3-7）
表3-7 主动运输中能量来源
| 载体蛋白 | 功能 | 能量来源 |
| 直接能源 | ||
| Na+-K+泵 | Na+的输出和K+的输入 | ATP |
| 细菌视紫红质 | H+从细胞中主动输出 | 光能 |
| 磷酸化运输蛋白 | 细菌对葡萄糖的运输 | 磷酸烯醇式丙酮酸 |
| 间接能源 | ||
| Na+、葡萄糖泵协同运输蛋白 | Na+、葡萄糖同时进入细胞 | Na+离子梯度 |
| F1-F0 ATPase | H+质子运输， | H+质子梯度驱动 |
● 选择性和特异性 不同的运输泵转运不同的离子。
参与主动运输的载体蛋白常被称为泵（pump），这是因为它们能利用能量做功。由于它们消耗的代谢能多数来自ATP，所以又称它们为某某ATPase.共有四种类型的运输ATPase， 或称运输泵：
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。
V型泵（V-type pump），或称V型ATPase，主要位于小泡的膜上（ V代表vacuole或vesicle）， 如溶酶体膜中的H+泵， 运输时需要ATP供能， 但不需要磷酸化。
F型泵（F-type pump），或称F型ATPase.这种泵主要存在于细菌质膜、线粒体膜和叶绿体的膜中， 它们在能量转换中起重要作用， 是氧化磷酸化或光合磷酸化偶联因子（F即fector的缩写）。
图3-62是上述三种运输泵的结构模式图
图3-62 P型、V型和F型运输泵的结构
ABC运输蛋白（ATP-binding cassettle transportor）， 这是一类以ATP供能的运输蛋白， 已发现了100多种， 存在范围很广，包括细菌和人。 四种运输ATPase在结构、存在部位和功能上有什么不同？
