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高中生物细胞膜蛋白类型分析

 论文栏目:高中生物论文     更新时间:2018/3/12 8:53:53   

【摘要】膜蛋白作为高中生物学中蛋白质的重要相关内容,一直以来都是高中生学习的重点。同时,细胞膜蛋白知识由于其复杂性,也是高中生进行生物学习的难点。本文将按功能对细胞膜蛋白进行分类,探讨不同类型膜蛋白的特征及作用,并举出部分实例。

【关键词】细胞膜蛋白;类型;作用;实例

细胞膜蛋白是高中蛋白质知识的重大分支,在高中生的日常生物学习及高考内容中都占有重要地位。然而许多高中生在学习时对膜蛋白的类型无法分清,从而对该知识点掌握不牢,严重影响对生物学科的学习。一般来说,膜蛋白按照功能的差异,主要可以分为运输蛋白、连接蛋白、受体蛋白和酶蛋白四类。

1运输蛋白

1.1载体蛋白

载体蛋白是一种多回旋折叠的跨膜蛋白质,一般参与离子,小分子或大分子的跨膜运输。载体蛋白在进行跨膜运输时,需要和被运输的离子或者分子相结合,并且依靠移动或者是自身结构变形来完成运输。载体蛋白既能参与主动运输,也能参与被动运输,其依照运输载体类型也能分为单向运输、同向运输和反向运输三种载体[1]。载体蛋白在运输时具有同一性与饱和性,其中同一性是指一种载体蛋白在运输时仅运送某一种物质或与之性质相近的物质。而饱和性是指细胞膜上载体蛋白数量是一定的,当其达到运输饱和之后,运输速度不会更快。典型的载体蛋白运输如葡萄糖进入红细胞的主动运输,在该运输过程中,载体蛋白主要是通过结构变形来完成物质运输。而在葡萄糖进入小肠上皮细胞的运输过程中,载体蛋白主要是依靠Na+的流动来进行移动并完成运输。

1.2通道蛋白

通道蛋白可分为水通道蛋白和离子通道蛋白两类。顾名思义,水通道蛋白用以控制水在细胞的运输及进出活动,而离子通道蛋白则是完成对特定离子的运输过程。通道蛋白具有选择性,因此其运输作用表现为控制水分子通过或控制特定离子通过,而不能随时对水分子或对任何离子生效。通道蛋白不能参与主动运输,而是只能参与被动运输,并且在运输过程中和载体蛋白有着本质性区别,既不与被运输分子结合,也不会移动,只是作为水或者离子运输的通道。另外通道蛋白的运输速度和载体蛋白的运输速度相比,前者要高得多,因为前者是以“门”开放的形式让分子通过,而后者是通过结构变形或者移动进行运输。通道蛋白的运输具有方向性,即由高浓度向低浓度方向运输,并在该过程中不会有能量损耗。水通道蛋白广泛存在于身体的各个部位,是非常重要的运输蛋白,如APQ2水通道蛋白。离子通道蛋白也非常常见,例如神经细胞中控制NA+、K+等离子通透性的离子通道蛋白,直接影响了Na+、K+进入神经细胞的速度。

2连接蛋白

连接蛋白通常起连接细胞的作用,是非常重要的膜蛋白类型。连接蛋白依照连接细胞的方式可以分为紧密连接、锚定连接和通讯连接三种,每种连接方式都有其各自的特点。紧密连接是指跨膜蛋白紧密细致地连接在一起,从而使连接的细胞如同粘合在一起一样,细胞膜之间几乎不存在间隙[2]。紧密连接的作用非常大,由于其封闭性良好,从而能够阻止许多物质通过细胞间隙进入人体,起到强烈的保护作用。锚定连接就像是使用铆钉进行固定连接一样,被连接的细胞通过某一部分的交叉固定,看起来就像是扣好的纽扣,有着很好的固定作用。通讯连接多发生在动物体内,相连接的细胞间由细胞质通道连通,从而能让小分子通过该通道进行通讯联系。常见的如小肠上皮细胞上的连接蛋白,其通过紧密连接使小肠上皮细胞间不存在空隙,并防止体液进入。

3受体蛋白

受体蛋白主要起细胞识别、信号传递的功能。细胞间的通讯方式以分泌并接受化学信号为主,而接受化学信号的分子通常被称为受体蛋白。受体蛋白能识别特异的信号物质并把识别和接受的信号传递到细胞内部,一般来说,受体蛋白位于细胞表面,但也有少部分受体蛋白位于细胞质和细胞核中。受体蛋白具有特异性、亲和性、饱和性与有效性,在信号传递方面有着快速、准确的特性。信号分子和受体之间不是一对一关系,而是一对多关系,意即不同的细胞可以有相同的受体,而同一细胞可以有不同的受体。典型的受体蛋白如肝细胞胰高血糖素受体,其在接受化学信号分子后会使血糖升高。

4酶

酶主要具有催化作用,是人体内不可或缺的膜蛋白类型。酶的分类形式非常多样化,既能依据反应性质分为氧化还原酶、水解酶等,也能依据化学组成分为单纯蛋白质、缀合蛋白质等,更能依据存在形式分为同工酶、修饰酶等[3]。酶进行催化作用的而原理是先和反应物结合成络合物,并通过降低反应的能来提高反应速度,从而起到催化作用。酶在催化时具有高效性、专一性、多样性和温和性,其中需要注意的是专一性和多样性。前者指一种酶只能催化一种或者一类底物,而后者指的是酶的种类很多。酶广泛存在于人体内,例如咀嚼米饭时,口腔会分泌唾液淀粉酶催化米饭中的淀粉。

5结束语

膜蛋白作为高中生物学习的重要内容,许多高中生都不能完全掌握其相关知识点,尤其是会混淆其分类。本文按照膜蛋白的功能将其分为四类,并举出相应实例,希望能对高中生明确膜蛋白类型起到帮助。

参考文献

[1]赵宇喆.高中生物蛋白质结构的知识点探讨[J].课程教育研究,2017,(20):174-175.

[2]张万明.细胞膜蛋白及其功能[J].生物学教学,2011,36(11):69-70.

[3]王小英.高中生物中的蛋白质知识小结[J].中学生数理化(学研版),2012,(01):16-16.

作者:庞梦悦 单位:湖南师范大学附属中学

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