Màng sinh học và quá trình trao đổi qua màng(NLU)

Báo cáo môn sinh hoá học ứng dụng

MÀNG SINH HỌC VÀ QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI QUA MÀNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA KHOA HỌC SINH HỌC

GIẢNG VIÊN: PGS TS Trần Thị Lệ Minh Nhóm 4

DANH SÁCH THÀNH VIÊN

Nhóm 4

 Nguyễn Lan Anh – 21126009

 Phan Minh Ngọc – 21126426

 Lê Trần Đại Hiệp – 21126341

 Nguyễn Trần Tuyết Nhi -

181261172

NỘI DUNG

Giới Thiệu

Cấu trúc và chức năng màng sinh học

Các hình thức vận chuyển vật chất qua màng

Hiện tượng nhập bào và xuất bào

GIỚI THIỆU

4

Màng tế bào đóng nhiều vai trò quan trọng trong cấu trúc và chức năng của tế bào Màng tế bào chất định hình Màng tế bào chất định hình tế bào và ngăn cách bên trong với bên ngoài tế bào

Dựa vào sự trao đổi thông tin và vật chất với môi trường bên ngoài, một số hình thức trao đổi chất là:

- Khuếch tán

- Vận chuyển tích cực

- Nhập bào và xuất bào

Cấu trúc và chức năng

màng sinh học

CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG

Lớp lipid kép

- Tất cả các loại phospholipid đều là những phân tử lưỡng vùng, gồm: “đuôi”

hydrocarbon dạng acid béo (acyl béo) kị và “đầu”phosphate ưa nước

- Ngoài phospholipid, còn có lượng nhỏ các lipid lưỡng vùng khác như glycolipid và cholesterol

CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG

Lớp lipid kép

Thành phần lipid ảnh hưởng đến tính chất vật

d kép tạo thành một khoang kín chứa nước

Hỗn hợp

phospholipd

tự hình thành

lớp kép

Là những protein nằm trong hoặc

8

CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG

Protein Màng

Protein tương tác với màng theo ba cách khác

nhau:

- Miền cấu trúc xuyên màng

- Protein neo vào lipid màng liên kết cộng hóa trị

với một hoặc nhiều phân tử lipid

- Protein bám ngoài màng không tương tác trực

tiếp với lõi kị nước của lớp phospholipid kép, mà

gắn trực tiếp với protein xuyên màng hoặc

protein xuyên màng neo bởi lipid, hoặc tương tác

trực tiếp với đầu lipid

CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG

Protein Màng

- Phần lớn các protein xuyên màng có các xoắn alpha xuyên màng.

- Một số protein neo lên màng bằng cách liên kết cộng hóa trị với lipid

10

CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG

Protein Màng

CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG

Protein Màng

- Chất tẩy hoặc dung dịch muối nồng độ cao có thể tách protein ra khỏi màng

Các hình thức vận chuyển

vật chất qua màng

Các hình thức vận chuyển vật chất qua màng

Vận chuyển thụ động

Vận chuyển thụ động

Khuếch tán đơn thuần

qua lớp lipid kép Khuếch tán đơn thuần qua các kênh protein Khuếch tán được thuận hóa nhờ protein mang

Các hình thức vận chuyển vật chất qua màng

Khuếch tán đơn thuần qua lớp lipid kép

- Đặc điểm: vận chuyển vật chất thuận chiều bậc thang điện hóa lấy năng lượng từ chuyển động nhiệt, không cần cung ATP

- Nước: qua màng rất nhanh do kích thước phân tử nhỏ, động năng lớn

- Các phân tử không tan trong mỡ nhưng có kích thước rất nhỏ (urê): Tốc độ khuếch tán tỷ lệ nghịch với kích thước phân tử

Các hình thức vận chuyển vật chất qua màng

Khuếch tán đơn thuần qua các kênh protein

- Có tính thấm chọn lọc cao: phụ thuộc vào đặc điểm hình dáng, đường kính và điện tích ở mặt trong của kênh

- Cổng đóng - mở của kênh protein theo điện thế và theo chất kết nối

- Đóng mở do chất kết nối (ligand): Khi có chất kết nối gắn với protein kênh làm thay đổi hình dạng và làm đóng hoặc mở cổng

- Là hình thức vận chuyển của các đường đơn như glucose, fructose, mannose, galactose, xylose, arabinose và phần lớn các acid amin.

- Tốc độ khuếch tán tăng dần đến mức tối đa (Vmax) thì dừng lại dù nồng độ chất khuếch tán vẫn tiếp tục tăng

Nguyên nhân: số lượng các vị trí trên phân tử protein mang có hạn, có thời gian để

protein mang gắn, thay đổi hình dạng

1

6

Các hình thức vận chuyển vật chất qua màng

- Là quá trình di chuyển của một chất từ môi trường có nồng độ thấp qua màng sinh học sâng môi trường có nồng độ cao (nghịch gradient nồng độ) Quá trình vận chuyển này cần cung ứng năng lượng.

Các hình thức vận chuyển vật chất qua màng

Vận chuyển tích cực

Là hình thức vận chuyển của ion Na+, K+, Ca2+, Fe2+, H+, Cl-, I-, urat, một số đường đơn và phần lớn acid amin.

- Ngược chiều bậc thang điện hóa

- Cần phải có chất mang và cần cung cấp năng lượng từ bên ngoài

18

Các hình thức vận chuyển vật chất qua màng

Vận chuyển tích cực

Vận chuyển tích cực nguyên phát: Bơm natri – kali

Các hình thức vận chuyển vật chất qua màng

- Là protein mang có 2 phân tử protein dạng cầu, 1 to (100.000 dalton) -1 nhỏ (55.000 dalton) Protein nhỏ chưa rõ chức năng, protein to:

 Mặt trong có 3 receptor đặc hiệu Na+, gần đó có ATPase

 Mặt ngoài có 2 receptor đặc hiệu K+

- Hoạt động:

 Khi 3 Na+ gắn mặt trong + 2 K+ gắn mặt ngoài → ATPase hoạt hóa, phân giải

1 phân tử ATP giải phóng năng lượng → biến dạng phân tử protein mang đưa 3 Na+ ra ngoài + 2 K+ vào trong tế bào

Các hình thức vận chuyển vật chất qua màng

- Kiểm soát thể tích tế bào

- Tạo điện thế nghỉ của màng: Đóng vai trò quan trọng nhất, mỗi khi hoạt động bơm đã đưa 1 ion dương ra ngoài, tạo điện tích âm ở bên trong màng khi tế bào nghỉ ngơi

- Bơm calci, bơm proton

Vận chuyển tích cực nguyên phát: Bơm natri – kali

Các hình thức vận chuyển vật chất qua màng

 Đồng vận chuyển tích cực Na+ và K+

 Đồng vận chuyển cùng chiều: Na+- glucose hoặc Na+- acid amin,

Na+- K+- Cl-, K+ và Cl-, ion iodua, sắt, urat

 Đồng vận chuyển ngược chiều (vận chuyển đổi chỗ): Đổi chỗ

Ca2+ và H+, Na+- H+/ống lượn gần của thận, Ca2+ /Na+ và ion

Mg2+ /ion K+ Cl- và HCO3- /sulfat

Vận chuyển tích cực thứ phát: Đồng vận chuyển

Hiện tượng nhập bào

và xuất bào

- Là phương thức đưa các chất vào bên trong tế bào

bằng cách làm biến dạng màng sinh chất

- Nhập bào gồm 2 loại:

+ Thực bào: là phương thức các tế bào động vật

“ăn” các loại thức ăn có kích thước lớn như vi khuẩn,

mảnh vỡ tế bào…

Diễn biến: Màng tế bào lõm vào bọc lấy thức ăn →

đưa thức ăn vào trong tế bào → Lizôzim và enzim có

tác dụng tiêu hóa thức ăn

+ Ẩm bào: là phương thức vận chuyển các giọt dịch

vào trong tế bào

Hiện tượng nhập bào và xuất bào

Nhập bào

Bera, Indrani, and Jeffery B Klauda

"Molecular simulations of mixed lipid bilayers with sphingomyelin,