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运输蛋白

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运输蛋白（transport protein），能选择性地使非自由扩散的小分子物质透过质膜。细胞膜是脂双分子层、蛋白质和少量糖组成的，是半透膜。绝大多数代谢上重要的分子和无机离子都不溶于脂，却可以有效地进出活细胞，而且有精细的控制机制，使其在细胞内外达到适度的浓度梯度，形成一定的膜电位差，这是运输蛋白选择性透过的结果。

分类

运输蛋白根据作用方式分成三类：载体蛋白(carrier protein)、通道蛋白(channel protein）、离子泵(ion pump)。

载体蛋白

糖、氨基酸，核苷酸等水溶性水分子一般由载体蛋白运载。少数情况下也可能载体与被转运分子的复合物发生180°旋转，从而把该分子送到膜的另一侧。载体蛋白运输物质的动力学曲线具有“膜结合酶”的特征，运输速度在一定浓度时达到饱和。但载体蛋白不是酶，它与被运载分子不是共价结合，此外它不仅加快运输速度，也增大物质透过质膜的量。载体蛋白与运载分子有特异的结合位点，能被竞争性抑制物占据，非竞争性抑制物亦可与载体蛋白在点之外结合，改变其构象，阻断运输。此外，载体蛋白还对pH有一定依赖作用。

载体蛋白需要同被运输的离子和分子结合,然后通过自身的构型变化或移动完成物质运输的膜蛋白。载体蛋白促进扩散时同样具有高度的特异性,其上有结合点,只能与某一种物质进行暂时性、可逆的结合和分离。而且,一个特定的载体只运输一种类型的化学物质, 甚至一种分子或离子。载体蛋白既参与被动的物质运输，也参与主动的物质运输。由载体蛋白进行的被动物质运输, 不需要ATP提供能量。载体蛋白对物质的转运过程具有类似于酶与底物作用的动力学曲线、可被类似物竞争性抑制、具有竞争性抑制等酶的特性。但与酶不同的是: 载体蛋白不对转运分子作任何共价修饰。

通道蛋白

通道蛋白可以是单体蛋白,也可以是多亚基组成的蛋白,它们都是通过疏水的氨基酸链进行重排,形成水性通道。通道蛋白本身并不直接与小的带电荷的分子相互作用, 这些小的带电荷的分子可以自由的扩散通过由脂双层中膜蛋白带电荷的亲水区所形成的水性通道。通道蛋白的运输作用具有选择性,所以在细胞膜中有各种不同的通道蛋白。通道蛋白参与的只是被动运输,在运输过程中并不与被运输的分子结合,也不会移动,并且是从高浓度向低浓度运输,所以运输时不消耗能量。

又可分为两类：水通道蛋白和离子通道蛋白。水通道与人体体液平衡的维持密切相关，例如，肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用，都与水通道的结构和功能有直接关系。离子通道是由蛋白质复合物构成的。一种离子通道只允许一种离子通过，并且只有在对特定刺激发生时才瞬间开放。离子通道与神经信息的传递、神经系统和肌肉方面的疾病密切相关。直到1998年，美国科学家麦金农才测出了钾离子通道的立体结构。

离子泵

离子泵也是膜运输蛋白之一。也看作一类特殊的载体蛋白，能驱使特定的离子逆电化学梯度穿过质膜，同时消耗ATP形成的能源，属于主动运输。离子泵本质是受外能驱动的可逆性ATP酶。外能可以是电化学梯度能、光能等。被活化的离子泵水解ATP，与水解产物磷酸根结合后自身发生变构，从而将离子由低浓度转运到高浓度处，这样ATP的化学能转变成离子的电化学梯度能。已知的离子泵有多种，每种离子泵只转运专一的离子。细胞内离子泵主要有钠钾泵、钙泵和质子泵三类。