路基回填土:什么叫水分子通道

来源:百度文库 编辑:神马品牌网 时间:2024/04/30 00:38:10

物质进出细胞通过不同途径进行:
小分子脂溶性物质顺着电化学梯度进行转运,采用单纯扩散方式;
小分子非脂溶性物质借助细胞膜上蛋白质的帮助顺电化学梯度进行转运,采用易化扩散方式;
易化扩散分为两种:
1、离子、水分子:借助通道蛋白进出细胞,为通到介导的易化扩散
2、葡萄糖、氨基酸:借助载体蛋白进出细胞,为载体介导的易化扩散
小分子物质借助细胞膜上蛋白质的帮助逆着电化学梯度进出细胞,采用主动转运。

水分子通道就是水分子进出细胞膜所经由的蛋白质。

电化学梯度:浓度差与电场力构成的合力

虽然长篇累赘 但是比较有趣

引用:http://post.baidu.com/f?kz=30299584
长期以来, 普遍认为细胞内外的水分子是以简单扩散的方式透过脂双层膜。后来发现某些细胞在低渗溶液中对水的通透性很高, 很难以简单扩散来解释。如将红细胞移入低渗溶液后,很快吸水膨胀而溶血,而水生动物的卵母细胞在低渗溶液不膨胀。因此,人们推测水的跨膜转运除了简单扩散外, 还存在某种特殊的机制, 并提出了水通道的概念。
1988年Agre在分离纯化红细胞膜上的Rh血型抗原时,发现了一个28 KD 的疏水性跨膜蛋白,称为CHIP28 (Channel-Forming integral membrane protein),1991年得到CHIP28的cDNA 序列,Agre将CHIP28的mRNA注入非洲爪蟾的卵母细胞中,在低渗溶液中,卵母细胞迅速膨胀,并于5 分钟内破裂,纯化的CHIP28置入脂质体,也会得到同样的结果。细胞的这种吸水膨胀现象会被Hg2+抑制,而这是已知的抑制水通透的处理措施。这一发现揭示了细胞膜上确实存在水通道,Agre因此而与离子通道的研究者Roderick MacKinnon共享2003年的诺贝尔化学奖。
20世纪80年代中期,美国科学家彼得·阿格雷研究了不同的细胞膜蛋白,经过反复研究,他发现一种被称为水通道蛋白的细胞膜蛋白就是人们寻找已久的水通道。为了验证自己的发现,阿格雷把含有水通道蛋白的细胞和去除了这种蛋白的细胞进行了对比试验,结果前者能够吸水,后者不能。为进一步验证,他又制造了两种人造细胞膜,一种含有水通道蛋白,一种则不含这种蛋白。他将这两种人造细胞膜分别做成泡状物,然后放在水中,结果第一种泡状物吸收了很多水而膨胀,第二种则没有变化。这些充分说明水通道蛋白具有吸收水分子的功能,就是水通道。
2000年,阿格雷与其他研究人员一起公布了世界第一张水通道蛋白的高清晰度立体照片。照片揭示了这种蛋白的特殊结构只允许水分子通过。
水通道的发现开辟了一个新的研究领域。目前,科学家发现水通道蛋白广泛存在于动物、植物和微生物中,它的种类很多,仅人体内就有11种。它具有十分重要的功能,比如在人的肾脏中就起着关键的过滤作用。通常一个成年人每天要产生170升的原尿,这些原尿经肾脏肾小球中的水通道蛋白的过滤,其中大部分水分被人体循环利用,最终只有约1升的尿液排出人体。

早在1890年,威廉·奥斯特瓦尔德(1909年诺贝尔化学奖获得者)就推测离子进出细胞会传递信息。20世纪20年代,科学家证实存在一些供离子出入的细胞膜通道。50年代初,阿兰·霍奇金和安德鲁·哈克斯利发现,离子从一个神经细胞中出来进入另一个神经细胞可以传递信息。为此,他们获得了1963年诺贝尔生理学或医学奖。不过,那时科学家并不知道离子通道的结构和工作原理。

1988年,罗德里克·麦金农利用X射线晶体成像技术获得了世界第一张离子通道的高清晰度照片,并第一次从原子层次揭示了离子通道的工作原理。这张照片上的离子通道取自青链霉菌,也是一种蛋白。麦金农的方法是革命性的,它可以让科学家观测离子在进入离子通道前的状态,在通道中的状态,以及穿过通道后的状态。对水通道和离子通道的研究意义重大。很多疾病,比如一些神经系统疾病和心血管疾病就是由于细胞膜通道功能紊乱造成的,对细胞膜通道的研究可以帮助科学家寻找具体的病因,并研制相应药物。另外,利用不同的细胞膜通道,可以调节细胞的功能,从而达到治疗疾病的目的。中药的一个重要功能是调节人体体液的成分和不同成分的浓度,这些成分可以通过不同细胞膜通道调节细胞的功能。有专家认为,对细胞膜通道的研究可以为揭示中医药的科学原理提供重要的途径。