关于水通道蛋白

水进出细胞课本上说是自由扩散,但又说有一种水通道蛋白的东西,水是从通道蛋白通过的。那么问题来了,自由扩散不是不需要载体蛋白么,那么水进出细胞岂不成了协助扩散了?求大神解释。还有我对离子通道和什么钠钾泵什么的搞不懂,也一起求解释了吧。100分哦~
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回答者:网友
水通道蛋白只存在於特定的部位,它的存在是因为有特殊的需要,如在炎热的夏天浓缩尿液而不致发生脱水、在饥饿时把储存在脂肪组织的水释放出来等等。自由扩散是不需要载体蛋白,对一般细胞来说,仍是自由扩散。水通道蛋白的存在是特例,在这种特殊情况下水进出细胞为 协助扩散。

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水通过两种机制穿过膜。

一种是通过脂双层的扩散。因为脂双层虽是疏水的,其中并非没有空间,水分子可以通过氢键在其中形成类似冰的结构,从而穿过膜。
在这种情况下水进出细胞为自由扩散。在大多数细胞水进出都是通过这种方式。

第二种机制是通过专一的水通道——水通道蛋白/水孔蛋白(aquaporin)
水通道蛋白是一类膜蛋白,相对分子质量不大。植物细胞的质膜和液泡膜中各有不同的水通道蛋白。根据来自动物的水通道蛋白的研究,这类蛋白质可能是四聚体,每个亚基上各有一个小孔,水分子可以从中穿过。
水通道蛋白是一个非同寻常的发现;因为水通道是水进出细胞的关键,许多生理过程涉及体液的流动,例如出汗、排尿、发炎红肿以及流泪等等。水通道蛋白的功能使我们在炎热的夏天浓缩尿液而不致发生脱水,也能让我们在饥饿时把储存在脂肪组织的水释放出来。
***  目前有10多个水通道蛋白发现,它们存在于血液、肾脏、大脑。

在这种特殊情况下水进出细胞为 协助扩散。只在少数存在於特定的部位的细胞中发生。
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钠钾泵(sodiumpotassiumpump)又称钠钾帮浦,它会使细胞外的NA+浓度高于细胞内,当NA+顺着浓度差进入细胞时,会经由本体蛋白质的运载体将不易通过细胞膜的物质以共同运输的方式带入细胞。
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离子通道

各种无机离子跨膜被动运输的通路。生物膜对无机离子的跨膜运输有被动运输(顺离子浓度梯度)和主动运输(逆离子浓度梯度)两种方式。被动运输的通路称离子通道,主动运输的离子载体称为离子泵。生物膜对离子的通透性与多种生命活动过程密切相关。例如,感受器电位的发生,神经兴奋与传导和中枢神经系统的调控功能,心脏搏动,平滑肌蠕动,骨骼肌收缩,激素分泌,光合作用和氧化磷酸化过程中跨膜质子梯度的形成等。
活体细胞不停地进行新陈代谢活动,就必须不断地与周围环境进行物质交换,而细胞膜上的离子通道就是这种物质交换的重要途径.人们已经知道,大多数对生命具有重要意义的物质都是水溶性的,如各种离子,糖类等,它们需要进入细胞,而生命活动中产生的水溶性废物也要离开细胞,它们出入的通道就是细胞膜上的离子通道.
离子通道由细胞产生的特殊蛋白质构成,它们聚集起来并镶嵌在细胞膜上,中间形成水分子占据的孔隙,这些孔隙就是水溶性物质快速进出细胞的通道.离子通道的活性,就是细胞通过离子通道的开放和关闭调节相应物质进出细胞速度的能力,对实现细胞各种功能具有重要意义.
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