氨基酸转运载体的研究
氨基酸转运载体的研究
摘要:氨基酸转运载体是介导氨基酸跨膜转运的膜蛋白,在氨基酸营养机体细胞和神经调节过程中起着重要作用;而且,其功能异常会导致严重的氨基酸吸收和代谢障碍性疾病,也具有重要的病理学意义。本文就近年来关于中性氨基酸、酸性氨基酸和碱性氨基酸转运载体家族成员及其组织分布、分子生物学特征、生理功能和病理学意义等研究进展进行了综述。
关键词:氨基酸转运载体;中性氨基酸;酸性氨基酸;碱性氨基酸
早在20世纪60年代,人们就开始通过制备膜泡和培养艾氏(Ｅｈｒｌｉｃｈ)腹水瘤细胞、红细胞等手段陆续发现了Ａ型、Ｌ型和β型等多种氨基酸转运载体[1]。虽然大多数氨基酸转运系统尚未在分子水平上阐明,但是通过克隆编码特定转运载体蛋白的ｃＤＮＡ,极大地加深了人们对氨基酸转运载体生理功能和病理学意义的了解。研究表明,氨基酸转运载体既是氨基酸作为营养素从机体胞外进入胞内的通道,也是氨基酸进出胞内完成神经细胞兴奋、抑制等重要细胞功能的通道。氨基酸转运载体也与胱氨酸尿症、范科尼(Ｆａｎｃｏｎｉ)综合症、哈氏遗传性疾病(Ｈａｒｔｎｕｐｄｉｓｏｒｄｅｒ)和家族性肾原性亚甘氨酸尿症等氨基酸吸收障碍病密切相关[2,3]。ｃＤＮＡ克隆技术是研究和认识氨基酸转运系统的有效手段,最初用于研究哺乳动物Ｎａ+依赖性高亲和性谷氨酸转运系统,即Ｘ-ＡＧ型酸性氨基酸转运载体[4],并基于与谷氨酸转运蛋白序列相似性,发现了转运丙氨酸、丝氨酸和半胱氨酸的Ｎａ+依赖性转运蛋白,即ＡＳＣ型中性氨基酸转运载体[5]。最终,发现了中性和酸性氨基酸转运载体家族。迄今,已经形成了庞大的中性、酸性和碱性氨基酸转运载体家族。以下就各转运载体系统的研究进展做一综述
1 氨基酸转运载体系统分类
氨基酸转运载体系统一般以其底物分为中性酸性和碱性氨基酸转运载体系统,或者以对Ｎａ+的依赖性分为Ｎａ+依赖性和Ｎａ+非依赖性转运系统(见表1)[3,6]。Ｎａ+依赖性转运系统利用质膜上以Ｎａ+电化学势梯度形式储存的自由能逆浓度梯度从胞外转运氨基酸底物进入胞内,因此,这些转运载体具有强大的动力从胞外转运氨基酸至胞内[3]。Ｎａ+依赖性氨基酸转运系统包括Ａ型、ＡＳＣ型、Ｂ0型、ＸＡＧ-型、Ｂ0, +型和β型等转运载体;Ｎａ+非依赖性氨基酸转运系统包括转运中性氨基酸的Ｌ型、转运小型中性氨基酸的ａｓｃ型,选择性转运芳香族氨基酸的Ｔ型、选择性转运碱性氨基酸的ｙ+型,转运碱性和中性氨基酸的ｂ0, +和ｙ+Ｌ型以及转运胱氨酸和谷氨酸的ｘｃ-型[6]等转运载体。
2 中性氨基酸转运载体家族
中性氨基酸转运载体家族成员最多,也是研最多的氨基酸转运家族,包括Ｂ0型、Ａ型、Ｎ型、
ＡＳＣ型、Ｇ型、β型、ｙ+Ｌ型等Ｎａ+依赖性转运载体和Ｌ、ａｓｃ、Ｔ、ｂ0, +等Ｎａ+非依赖性转运载体。其中以Ｂ0型、Ａ型Ｎ型转运载体研究较多。
2.1 Ｂ0型中性氨基酸转运载体
Ｂ0型转运载体分布在上皮细胞刷状缘膜,主要转运中性氨基酸,具有广泛的底物选择性,在ｐＨ值低于5.5时,还能转运Ｌ-Ｇｌｕ[7]。Ｂ0型转运载体可分为Ｂ0ＡＴ1和Ｂ0ＡＴ2两个亚型。Ｂ0ＡＴ1亚型载体的基因首先从小鼠肾脏克隆得到[7],Ｂ0ＡＴ1载体能转运所有的中性氨基酸,特别对亮氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸和缬氨酸等大型脂肪族氨基酸的最大转运效率较高,而对其他亲水性氨基酸的效率则较低,仅为亮氨酸最大转运效率的一半。原位杂交结果[8]表明,Ｂ0ＡＴ1载体主要在肾脏和肠道表达,在肾脏近曲小管Ｓ1和Ｓ2段外皮层呈高表达,在小鼠空肠和回肠粘膜上皮大量表达,十二指肠表达较少,结肠则不表达。Ｂ0ＡＴ1主要在肾脏近曲小管和小肠吸收氨基酸,在肾脏近曲小管近端为中性氨基酸低亲和性转运载体,而远端则为高亲和性原位杂交结果[8]表明,Ｂ0ＡＴ1载体主要在肾脏和肠道表达,在肾脏近曲小管Ｓ1和Ｓ2段外皮层呈高表达,在小鼠空肠和回肠粘膜上皮大量表达,十二指肠表达较少,结肠则不表达。Ｂ0ＡＴ1主要在肾脏近曲小管和小肠吸收氨基酸,在肾脏近曲小管近端为中性氨基酸低亲和性转运载体,而远端则为高亲和转运载体。Ｙａｍａｓｈｉｔａ等[9]报道了Ｂ0ＡＴ1载体的蛋白质结构,该蛋白具有12个跨膜螺旋区,螺旋区1和6构成了底物转运通道的核心部分,具有多个高度保守的残基,并在螺旋区1和6发现了两个Ｎａ+结合位点,从蛋白质结构上解释了与Ｎａ+协同转运而不与Ｃｌ-协同转运的原因。
Ｂ0型转运载体与哈氏遗传性疾病密切相关,ＳＬＣ6Ａ19基因突变(517Ｇ※Ａ,718Ｃ※Ｔ)引起它编码的Ｂ0ＡＴ1载体的蛋白构象改变或功能区结构改变,使其功能减弱甚至丧失[2],从而导致哈氏遗传性疾病。据报道[10],在哈氏遗传性疾病病人体内,除了色氨酸外,其他中性氨基酸浓度没有明显变化,说明除了Ｂ0ＡＴ1外,还有其他的中性氨基酸转运载体,但Ｂ0ＡＴ1是色氨酸在小肠唯一的转运载体。Ｂ0ＡＴ1在大脑中不表达,哈氏遗传性疾病常伴随共济失调和精神病症状,可能是由于缺乏色氨酸和酪氨酸等神经活性氨基酸而造成的[11]。Ｂ0ＡＴ2蛋白的基因位于12ｑ21,由12个外显子组成,编码730个(人)或729个(小鼠)氨基酸的蛋白质。Ｂ0ＡＴ2蛋白分布于大脑,主要转运谷氨酸和γ-氨基丁酸(ＧＡＢＡ)等神经递质的底物。神经细胞自身不能合成谷氨酸和ＧＡＢＡ,必须依赖Ｂ0ＡＴ2从胞外转运。同样,神经胶质细胞内的谷氨酰胺也是由胞外转运的谷氨酸形成。Ｂ0ＡＴ2还能转运芳香族氨基酸,芳香族氨酸是合成多巴胺、5-色胺和去甲肾上腺素的底物。Ｆａｎ等[12]以谷氨酰胺为代表性氨基酸研究了猪肠道Ｂ0型Ｎａ+依赖性和Ｌ型Ｎａ+非依赖性中性氨基酸转运载体的细胞生理特点发现谷氨酰胺主要通过刷状缘Ｂ型和Ｌ型转运载体转运,而且,中性氨基酸之间互相竞争转运载体。
2.2 Ａ型与Ｎ型中性氨基酸转运载体
Ａ型转运载体首先在艾氏腹水癌细胞中发现,主要转运小型中性氨基酸和Ｎ-甲基氨基酸,如α-(氨甲基)异丁酸(ＭｅＡＩＢ),包括ＡＴＡ1、ＡＴＡ2和ＡＴＡ3三个亚型,主要在胎盘、心脏、大脑和骨骼肌表达,对Ｌｉ+不耐受,对ｐＨ高度敏感[13]。
Ｎ型转运载体首先在大鼠肝细胞中发现,由ＳＮ1和ＳＮ2蛋白组成,属于ＳＬＣ38基因家族,主要参与谷氨酰胺、天冬酰胺和组氨酸的摄入。Ｋｉｌｂｅｒｇ等[14]研究发现Ｎ型系统与Ａ型系统区别在于其对Ｌｉ+耐受,即Ｎａ+由Ｌｉ+取代时仍具转运活性,表现出明显的ｐＨ值依赖性,ｐＨ值6.0～6.5时活性很低,而ｐＨ值6.5～8.5时活性增加数倍。Ａｈｍｅｄ等[15]进一步研究表明,根据不同的功能特征和组织分布Ｎ型转运系统可以分为Ｎｍ和Ｎｂ两个亚型,均主动转运谷氨酰胺,并可能参与其代谢。Ｎｍ亚型主要分布于骨骼肌中,对Ｌｉ+具有弱的耐受力,对ｐＨ值敏感。在大脑中存在两种亚型,星形胶质细胞与肝细胞的Ｎ系统相似,但神经细胞的Ｎ系统与肝细胞Ｎ系统和骨骼肌Ｎｍ系统均存在明显区别,被称为Ｎｂ系统,其与Ｎｍ亚型一样,对Ｌｉ+具弱的耐受力,对ｐＨ值敏感,但可被谷氨酸抑制。
2.3 ＩＭＩＮＯ中性氨基酸转运载体
ＩＭＩＮＯ转运载体的基因位于3ｑ21.3,具有11个外显子,人为单一基因,在小鼠和大鼠则为两个同源基因。在大脑中高表达的称为ＩＭＩＮＯＢ,在肾脏中高表达的称为ＩＭＩＮＯＫ。ＩＭＩＮＯＫ和ＩＭＩＮＯＢ在肾脏近曲小管均呈高表达,但在小肠和大脑仅有ＩＭＩＮＯＢ表达[11]。在大脑内ＩＭＩＮＯ转运载体转运脯氨酸进入胞内,脯氨酸作为神经毒素其毒性较大,约为谷氨酸的9倍,在生理条件下,大脑细胞外脯氨酸浓度约为3μｍｏｌ·Ｌ-1,但在Ⅱ型高脯氨酸血症病人大脑胞外脯氨酸浓度则高达30μｍｏｌ·Ｌ-1,表现为精神发育迟滞[11],Ⅰ型高脯氨酸血症病人则表现为精神分裂症,均由脯氨酸代谢失调引起,虽然已知高浓度脯氨酸的致病机制,但是对脯氨酸摄入与排出的调控机制不甚清楚,仅知道脯氨酸经脉络丛排出,但其转运的具体机制尚有待研究。
2.4 其它中性氨基酸转运载体
ＡＳＣ型转运载体在机体广泛分布,也主要转运丙氨酸、丝氨酸和苏氨酸等没有大型支链的中性氨基酸,但不转运Ｎ-甲基氨基酸,分为ＡＳＣＴ1和ＡＳＣＴ2亚型。另外,β型转运载体主要转运β-氨基酸,包括β-丙氨酸和牛磺酸[1]。 3 酸性氨基酸转运载体家族
酸性氨基酸转运载体家族包括Ｎａ+依赖性的Ｘ-ＡＧ转运载体和Ｎａ+非依赖性的ｘ-ｃ转运载体。Ｎａ+依赖性转运载体通过Ｎａ+的内流,获得能量主动转运氨基酸,而Ｎａ+非依赖性转运载体则是通过Ｋ+的外流获得能量,如大鼠大脑、人胚胎滋养层、大鼠和家兔的肾脏皮层上皮细胞的酸性氨基酸转运载体。Ｘ-ＡＧ型分布广泛,在大脑和上皮组织呈高表达,主要转运Ｌ-Ｇｌｕ、Ｄ-/Ｌ-Ａｓｐ及其他酸性氨基酸[4],包括四个同源异构体:ＧＬＡＳＴ(ｇｌｕｔａｍａｔｅ/ａｓ-ｐａｒｔａｔｅｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒ)、ＧＬＴ-1(ｇｌｕｔａｍａｔｅｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒ-1)、ＥＡＡＣ1(ｅｘｃｉｔａｔｏｒｙａｍｉｎｏ-ａｃｉｄ ｃａｒｒｉｅｒ1)和ＥＡＡＴ4(ｅｘｃｉｔａｔｏｒｙａｍｉｎｏ-ａｃｉｄ ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒ4)ＧＬＡＳＴ蛋白首先从大鼠大脑分离得到,主要分布在大脑、肺脏、心脏、骨骼肌和胎盘,人的基因为ＳＬＣ1Ａ3,位于5ｐ11-ｐ12,编码573个氨基酸的蛋白质;ＧＬＴ-1蛋白首先从大鼠大脑分离得到,主要分布在大脑和肝脏,人的基因为ＳＬＣ1Ａ2,位于11ｐ11.2-ｐ13,编码543个氨基酸的蛋白质;ＥＡＡＣ1蛋白首先从家兔小肠分离得到,主要分布在大脑和肝脏,人的基因为ＳＬＣ1Ａ1,位于9ｐ21,编码524个氨基酸的蛋白质;ＥＡＡＴ4蛋白首先从家兔小肠分离得到,主要分布在小脑和胎盘,人的基因为ＳＬＣ1Ａ4,编码564个氨基酸的蛋白质[5]。
Ｆａｎ等[16]以肠粘膜上皮细胞分离法结合刷状缘膜泡和放射性同位素示踪及ＲＴ-ＰＣＲ技术研究了以谷氨酸为代表的酸性氨基酸经肠腔进入仔猪肠粘膜细胞的分子生物学过程,结果表明猪及其它哺乳动物肠腔粘膜酸性氨基酸主要由ＥＡＡＣ1转运载体转运,该转运载体在整个肠粘膜细胞的增殖、分化及成熟过程中表达。
4 碱性氨基酸转运载体家族
碱性氨基酸转运载体家族包括Ｎａ+依赖性Ｂ0, +转运载体和Ｎａ+非依赖性ｂ0, +、ｙ+、ｙ+Ｌ转运载体。Ｂ0, +型转运载体首先在胚泡细胞中发现,主要转运碱性和中性氨基酸[1]。ｙ+Ｌ型转运载体参与转运中性和碱性氨基酸。ｂ0, +、ｙ+和ｙ+Ｌ型转运载体基因均属于氨基酸转运载体ＳＬＣ7基因家族。
ｙ+、ｙ+Ｌ、Ｂ0, +和ｂ0, +载体均可转运Ｌ-精氨酸,ｙ+型转运载体是Ｌ-精氨酸跨膜转运的最主要转运载体,经其摄取的Ｌ-精氨酸约占细胞摄取总量的70%～75%。Ｌ-精氨酸虽然是半必需氨基酸,是尿素循环、合成蛋白质、多胺和ＮＯ的底物,但也是胎儿发育和生长所需的极其重要的氨基酸,能有效预防子宫内胎儿发育迟缓[17]。据Ｌａｓｐｉｕｒ等[18]报道,精氨酸ｙ+型转运载体ＣＡＴ1和ＣＡＴ2蛋白在母猪哺乳期间呈高表达,以满足哺乳期间仔猪对精氨酸的高需求。Ｓｈａｋｅｄ等[19]在人体内寄生的杜氏利什曼原虫(Ｌｅｉｓｈｍａｎｉａｄｏｎｏｖａｎｉ)的前鞭毛体膜上,发现了一种新的精氨酸转运蛋白,含480个氨基酸,该蛋白在酵母中表达后,对精氨酸有高亲和力,且对精氨酸高度特异,不被其他氨基酸或精氨酸类似物抑制。
谷氨酰胺代谢在胃癌能量代谢中的研究进展
Chin J Gastroenterol, 2022, Vol. 27， No. 6
· 综 述 ·
谷氨酰胺代谢在胃癌能量代谢中的研究进展
吴欣荣 王运荣 孙文琦 陈 敏*
南京大学医学院附属鼓楼医院消化科（210008）
摘要 胃癌是消化系统常见恶性肿瘤之一，由于目前临床缺乏早期诊断方法，死亡率较高。为满足自身需求，
肿瘤细胞可对新陈代谢进行重编程，而谷氨酰胺代谢对肿瘤细胞的生长和增殖起着重要作用。因此需迫切阐明胃癌新的潜在分子机制，并发现与谷氨酰胺代谢相关的潜在生物学标志物，为胃癌的诊断和治疗提供全新的靶点和方案。本文就谷氨酰胺代谢在胃癌能量代谢中的研究进展作一综述。关键词 胃肿瘤； 谷氨酰胺； 氨基酸转运子； 非编码RNA； 谷氨酰胺酶； 能量代谢
Progress in Research on Glutamine Metabolism in Energy Metabolism of Gastric Cancer WU Xinrong, WANG
Yunrong, SUN Wenqi, CHEN Min. Department of Gastroenterology, Nanjing Drum Tower Hospital, the Affiliated Hospital of Nanjing University Medical School, Nanjing (210008) Correspondence to: CHENMin,Email:********************.cnAbstract Gastric cancer is one of the most common malignant tumors of digestive system. Due to lack of early diagnosis methods, the mortality rate of gastric cancer is relatively high. For meeting their own needs, the tumor cells can reprogram their metabolism, and glutamine metabolism plays an important role in tumor cell growth and proliferation. Therefore, it needs to elucidate the new potential molecular mechanisms of gastric cancer and to discover the potential biomarkers related to glutamine metabolism, so as to provide new targets and schemes for the diagnosis and treatment of gastric cancer. This article reviewed the progress in research on glutamine metabolism in energy metabolism of gastric cancer.
聚氨基酸胶束作为肿瘤靶向药物载体的研究进展
聚氨基酸胶束作为肿瘤靶向药物载体的研究进展
贾纳;刘佳;马琛;顾艳丽;赛那;吕晓洁
【摘 要】聚氨基酸作为一种毒副作用低、生物相容性好的高分子材料，被广泛应用于肿瘤以及基因治疗。聚氨基酸链的活性基团丰富，可通过多种反应途径与目的基团连接，从而实现药物的主动靶向性。同时又因为聚合物胶束的粒径为1～100纳米，而肿瘤组织毛细血管壁与正常组织血管壁相比间隙较宽，可以形成“渗透滞留”效应（EPR效应），使载药纳米粒在肿瘤组织中不断蓄积，进而实现药物在肿瘤中的被动靶向性，本文简要综述了载药聚天冬氨酸、聚谷氨酸以及聚赖氨酸聚合物胶束的理化性质及优势，如肿瘤靶向性、缓释性等，并对近年来聚氨基酸胶束的研究进展进行综述。%Poly amino acids as a low toxicity, good
biocompatibility of polymer materials, has been widely applied to gene
therapy of cancer, and so on. Poly amino acid chain reactive group rich,
more reactive way to connect with the destination group through in order
to achieve active drug targeting. While since the polymer micelle particle
size of about 1 to 100 nm, and the tumor tissue and normal tissue wall of
the capillary gap is wider compared to the blood vessel wall, may be
formed“permeate retention” effect(EPR effect), so that drug loaded
氨基酸和葡萄糖的吸收机制-概述说明以及解释
氨基酸和葡萄糖的吸收机制-概述说明以及解释
1.引言
1.1 概述
概述部分的内容:
引言部分旨在介绍本文的主题——氨基酸和葡萄糖的吸收机制，并提供读者对该主题的整体认识。本文将探讨在消化系统中，氨基酸和葡萄糖的吸收过程，重点介绍它们在胃内、小肠和肾小管中的吸收机制。该主题的研究对于理解养生和消化系统的正常功能至关重要，同时还有助于对各种相关疾病的预防和治疗。通过深入了解氨基酸和葡萄糖的吸收机制，人们能更好地选择合适的饮食和进行营养补充。
在本文中，我们将首先介绍氨基酸和葡萄糖的化学结构和基本功能，为读者构建必要的背景知识。接着，我们将详细阐述氨基酸的吸收机制，包括在胃内的吸收过程、小肠的吸收机制以及肾小管的吸收过程。然后，我们将转移到葡萄糖的吸收，涵盖胃内、小肠和肾小管中该过程的机制。最后，我们将总结氨基酸和葡萄糖的吸收机制，并进行对比和讨论，以进一步深化我们对这些过程的理解。
通过对氨基酸和葡萄糖的吸收机制进行系统的分析和探讨，本文旨在提供有关这些重要营养物质在消化系统中的吸收过程的全面了解。我们希望读者通过阅读这篇文章，能够更好地理解氨基酸和葡萄糖的吸收机制，并能够在日常生活中做出更健康的饮食选择。最终，我们希望通过这篇文章为相关领域的进一步研究提供有益的参考和启发。
1.2 文章结构
文章结构部分的内容可以包括以下内容：
文章结构是指文章的整体框架和组织方式。本文将分为引言、正文和结论三个部分。下面将详细介绍各个部分的内容和目的。
引言部分将首先对本文要讨论的主题进行概述，即氨基酸和葡萄糖的吸收机制。通过对这两种营养物质的吸收过程进行分析，可以更好地理解人体对营养的吸收和利用过程。接着，将介绍本文的结构和组织方式，让读者对全文的内容和逻辑有一个清晰的了解。最后，明确本文的目的，即通过对氨基酸和葡萄糖吸收机制的讨论，深入探究其在人体内的作用和影响。
正文部分将分为两个主要部分：氨基酸的吸收机制和葡萄糖的吸收机制。在氨基酸的吸收机制部分，将分别介绍胃内吸收、小肠吸收和肾小管吸收的过程和机制。通过对这些过程的描述和解析，可以了解氨基酸在不同部位的吸收方式和相关的调控机制。同样地，在葡萄糖的吸收机制部分，也将按照胃内吸收、小肠吸收和肾小管吸收的顺序描述其具体的过程和机制。
葡萄糖与氨基酸的跨膜转运机制
葡萄糖与氨基酸的跨膜转运机制
物质的跨膜运输是高考的一个高频考点，统计发现：近5年在新课标全国卷中出现的频率为0.8，刚好最近正在指导学生的“物质跨膜方式”的相关复习，感觉学生对这方面的理解没有一个很好的逻辑，判断跨膜输运方式纯粹靠背诵记忆，非常机械，不能站在生命系统的范围去理解，缺乏生命观念和科学思维。为了让学生在复习后对跨膜运输有个清晰的认识和理解，彻底突破瓶颈，备课时我特意查阅了一些知网上的文献。先说一下我的总体思路：
生物膜的成分——生物膜的结构（流动镶嵌模型）——物质的跨膜运输。
一、举例分析：
①氧气、二氧化碳、氮气、水、乙醇（共性：比磷脂分子的缝隙小，自由穿过）
②苯、 甘油（共性：脂溶性，与磷脂互溶，也自由穿过）
③氨基酸、葡萄糖、核苷酸（较大（比缝隙大）：需借助蛋白质）
④钠离子、钾离子（离子很小，但溶液中水合离子较大（比缝隙大）：需借助蛋白质）
⑤大分子物质（大过膜蛋白：需借助囊泡）
二、归纳：
1.很小的分子和脂溶性物质：自由扩散。比如①②
2.不大不小的：借助蛋白质（载体蛋白和通道蛋白），比如③④
3.很大很大的：借助囊泡（胞吞和胞吐），比如⑤
提示：水分子跨膜运输的方式：自由扩散和水通道蛋白介导的协助扩散（做题时，如题干没有信息提示，一般认为水分子跨膜运输的方式是自由扩散）。
三、摆事实（资料）
小肠上皮细胞靠近肠腔一端的细胞膜呈“刷”状，这大大增加了细胞膜的表面积，有人经过计算，发现小肠的吸收面积如果全部展开，足有400平方米之大。这么大的吸收面积，足以导致食物分解后在局部形成的葡萄糖浓度比小肠上皮细胞中的要低。还有肾小管上皮细胞对葡萄糖的重吸收也是如此。（方式：主动运输）
由于主动运输的原因，小肠上皮细胞的葡萄糖浓度明显大于组织液中的葡萄糖浓度。（方式：协助扩散）
葡萄糖是体内的主要供能物质，通过在细胞内氧化磷酸化生成ATP供组织细胞利用。因此，全身的组织细胞均具有摄取葡萄糖的能力。由于摄取进细胞内的葡萄糖马上被氧化磷酸化成6-磷酸葡萄糖，使细胞内的葡萄糖浓度要低于血糖浓度，因此葡萄糖被细胞摄取是顺浓度差的过程。（方式：协助扩散）
氨基酸进出细胞方式探究
氨基酸进出细胞方式探究
重庆市大足第一中学校于春江
摘要：本文据高中新课标教材中的一道课后习题展开研究，对物质跨膜运输方式中的协助扩散和主动运输两种方式进行比较分
析。并对高中教学中的相关疑问进行了说明。
关键词：高中生物 氨纂酸 运输载体 能量扩散 浓度梯度
随着重庆高中课程实验改革的强势推行，为了进一步做好
２０１４年高考的复习备考工作，笔者反复研究对比了高中生物不 同版本教材以及老教材的内容和课后习题，其中高中新课标
（人教版）必修一第四章《细胞的物质输入和输出》自我检测
中的思维拓展题引起了我的注意，原题如下：
在顺浓度梯度情况下，葡萄糖、氨基酸等分子可以通过协
助扩散进人细胞。当细胞外葡萄糖或氨基酸的浓度低于细胞内
时，细胞还能吸收这些营养物质吗？
该题是有关物质出入细胞不同方式的探究。相对于老教
材，该题立意新颖，其中“氨基酸等分子可以通过协助扩散进
入细胞”的表述引发了老师们的不同意见。因为在平常教学 中，老师们都遵循以往各种教材及资料中的表述，认定各种离
子、氨基酸等物质是以主动运输的方式出入细胞。结合如今新 教材的说法，产生疑问很是正常。那么，氨基酸等分子到底能
不能通过协助扩散进入细胞呢？ 在高中教材中，物质的跨膜运输方式涉及到三种方式，被
动运输、主动运输、内吞和外排（又称胞吞和胞吐）。被动运
输只依据于膜两侧的浓度差进行，在运输过程中不需要载体称 为自由扩散，需要载体为协助扩散；主动运输是指在逆浓度差
的情况下的运输，需要载体，需要能量，是物质跨膜运输的主 要方式，一些重要的物质的运输都涉及到这种方式；蛋白质等
大分子物质跨膜运输的方式是通过胞吞和胞吐的方式，需要注 意的是，胞吞和胞吐也需要能量。
新旧教材对自由扩散、内吞和外排这两种运输方式的描述
都是一样的，但对协助扩散和主动运输的描述是有一定差异
的。 按旧版本教材的描述，我们可以这样理解：
判断小分子或离子出入细胞膜的方式是协助扩散还是主动
兔抗鸡碱性氨基酸转运载体bo'+AT多克隆抗体的制备及其效价和特异性分析
动物营养学报２０１３，２５（５）：１０２５—１０３６ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｎｉｍａｌ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－２６７ｘ．２０１３．０５．０１８
兔抗鸡碱性氨基酸转运载体ｂｏ，＋ＡＴ多克隆抗体的
制备及其效价和特异性分析
孙育平甘鲁飞 夏伟光冯定远左建军
（华南农业大学动物科学学院，广州５１０６４２）
摘 要：为了获得兔抗鸡碱性氨基酸转运载体ｂ ＡＴ多克隆抗体，并对多克隆抗体进行特异
性分析，本试验利用鸡ｂ ＡＴ ｃＤＮＡ全序列（ＧｅｎＢａｎｋ登录号ＨＱ３３８７１３）进行生物信息学分
析，预测其蛋白质理化性质、跨膜区域、二级结构及抗原表位，并设计出１段抗原多肽；构建鸡
ｐＥＴ－３２ａ（＋）一ｂ ＡＴ质粒，原核表达融合蛋白经纯化后，注射于新西兰大白兔，经３次加强免疫
后，制备兔抗鸡ｂ ＡＴ多克隆抗体，并采用酶联免疫分析（ＥＬＩＳＡ）和蛋白质免疫印迹（Ｗｅｓｔｅｒｎ
ｂｌｏｔ）技术分析其效价和特异性。结果如下：１）鸡肠道ｂ ＡＴ分子质量为５３．８ ｋｕ，等电点为
８．２７，编码４９３个氨基酸，其中含３３个强碱性氨基酸残基（Ｋ、Ｒ）、２８个强酸性氨基酸残基（Ｄ、
Ｅ）、２３５个疏水性氨基酸残基（Ａ、Ｉ、Ｌ、Ｆ、Ｗ、Ｖ）、１２２个极性氨基酸残基（Ｎ、Ｃ、Ｑ、Ｓ、Ｔ、Ｙ）；经推
测，ｂ ＡＴ有１２个跨膜螺旋结构，由３２．０５％ｏ【一螺旋、２５．９６％延伸链和４１．９９％无规则卷曲
组成。２）成功构建了鸡ｐＥＴ－３２ａ（＋）一ｂ Ａ 质粒并获得兔抗鸡ｂ ｕ１ ＡＴ多克隆抗体，抗体效价
可达到ｌ：２０４ ８００，且特异性较好。３）利用制备的兔抗鸡ｂ ＡＴ多克隆抗体作为一抗，肠道组
织膜蛋白为抗原，采用Ｗｅｓｔｅｒｎ ｂｌｏｔ验证获得预期的特异性条带，一抗稀释比例为１：４ ０００。结果
提示，本试验成功制备了与膜蛋白ｂ ｕＩ ＡＴ特异性较好的多克隆抗体，同时其在鸡肠道组织中具
氨基酸跨膜运输
- 1 - 氨基酸跨膜运输
氨基酸跨膜运输是指氨基酸在细胞膜上通过跨膜蛋白进行运输的过程。这种运输方式是生物体内重要的物质代谢过程之一，也是维持生命必须的。
氨基酸跨膜运输的跨膜蛋白主要包括载体蛋白和通道蛋白。其中，载体蛋白是一种可以选择性地将氨基酸从一个侧面转运到另一个侧面的蛋白质。而通道蛋白则是一种允许氨基酸自由通过的蛋白质，在细胞膜上形成了一个孔道。
氨基酸跨膜运输的方式也分为主动和被动两种方式。主动运输需要耗费能量，将氨基酸从低浓度区域转移到高浓度区域。而被动运输则是利用浓度梯度，将氨基酸从高浓度区域转移到低浓度区域，不需要额外的能量消耗。
在人体内，氨基酸跨膜运输参与了多种生理过程，如蛋白质合成、神经传递、免疫反应等。因此，对氨基酸跨膜运输的研究对于深入了解生命活动的机制具有重要意义。
氨基酸转运载体LAT1在肿瘤中的研究进展
２０１２年１月第１７卷第１期Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｏｎｃｏｌｏｇｙ，Ｊａｎ．２０１２，Ｖｏ１．１７，Ｎｏ．１
氨基酸转运载体ＬＡＴ１在肿瘤中的研究进展
２４１００１ 安徽芜湖 皖南医学院附属弋矶山医院胃肠三科 黄士隋 综述，史良会 审校 ・８５・
【摘要】 氨基酸是构成蛋白质的基本元件，同时参与细胞内许多重要的代谢途径。氨基酸的跨膜运输依赖氨基酸转
运载体（氨基酸跨膜转运蛋白）的介导。Ｌ型氨基酸转运载体１（ＬＡＴ１）是Ｌ型氨基酸转运载体中的重要成员，主要负责转运
大的、支链的、芳香族的中性氨基酸，包括一些必需氨基酸，如亮氨酸。ＬＡＴ１在恶性肿瘤中呈过表达，可以促进肿瘤细胞的增
殖、侵袭和迁移。ＬＡＴ１在医学、营养等生命科学领域有着重要的研究意义。本文就ＬＡＴ１在肿瘤研究中的进展作一综述。
【关键词】 Ｌ型氨基酸转运载体１（ＬＡＴ１）；氨基酸转运载体；肿瘤
中图分类号：Ｒ７３０ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—０４６０（２０１２）ｏｌ一００８５—０４
Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｎ Ｌ－－ｔｙｐｅ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒ－－１ ｉｎ ｔｕｍｏｒ
ＨＵＡＮＧ Ｓｈｉ—ｓｕｉ，ＳＨＩ Ｌｉａｎｇ—ｈｕｉ．Ｔｈｅ ３ｒｄ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｓｔｏｍａｃｈ ａｎｄ Ｉｎｔｅｓｔｉｎｅ，Ｙｉｊｉｓｈａｎ Ｈｏｓｐｉｔａｌ ｏｆ Ｗａｎｎａｎ
Ｍｅｄｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｗｕｈｕ ２４１００１，Ｃｈｉｎａ
Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ：ＳＨＩ Ｌｉａｎｇ—ｈｕｉ，Ｅ—ｍａｉｌ：ｓｌｈｌ０２０＠ｔｏｍ．ｃｏｍ
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】 Ａｍｉｎｏ ａｃｉｄｓ ｐｌａｙ ｃｅｎｔｒａｌ ｒｏｌｅｓ ｂｏｔｈ ａｓ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｂｌｏｃｋｓ ｏｆ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｓ ｉｎ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ．Ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ
ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｉｓ ｍｅｄｉａｔｅｄ ｂｙ ｍａｎｙ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒｓ．ＬＡＴｌ ｉｓ ａ ｍｅｍｂｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｄｉｕｍ—ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｓｙｓ—
芳香族氨基酸转运载体基因
芳香族氨基酸转运载体基因
从分子生物学角度来看，芳香族氨基酸转运载体基因通常包含多个外显子和内含子，通过转录和剪接作用产生成熟的mRNA。这些mRNA进一步被翻译成相应的蛋白质，这些蛋白质在细胞膜上发挥其转运芳香族氨基酸的功能。
从遗传学角度来看，芳香族氨基酸转运载体基因可能存在多态性，即不同个体之间基因序列的差异，这种差异可能导致蛋白质功能上的差异，从而影响个体对芳香族氨基酸的代谢和利用。
在医学研究中，芳香族氨基酸转运载体基因与多种疾病如帕金森病、精神分裂症等的发病机制有关。对这些基因进行深入研究有望为相关疾病的治疗和预防提供新的思路。
总的来说，芳香族氨基酸转运载体基因在生物体内起着重要的作用，其研究涉及分子生物学、遗传学和医学等多个领域，对于揭示相关疾病的发病机制以及药物开发具有重要意义。
氨基酸能以单纯扩散的方式进行转运
氨基酸能以单纯扩散的方式进行转运
氨基酸是构成蛋白质的基本单元，同时也是机体内的重要营养素。在我们日常的饮食中，富含氨基酸的食物如肉类、豆类、蛋类等都是我们饮食中不可或缺的部分。氨基酸的转运则是维持人体正常生理功能发挥作用的一个环节。目前研究发现，氨基酸能以单纯扩散的方式进行转运，下面将就此进行具体阐述。
1. 单纯扩散
单纯扩散是指物质通过沿浓度梯度自由流动的方式进行转移，从高浓度到低浓度的过程。这种运输方式不需要消耗能量，完全依赖于浓度梯度。其实现机制是物质分子自由运动，并在随机和相互作用下在区域间扩散，从而在空间上达到热平衡。单纯扩散只发生在小分子中，它的速度很快。
在生物体内，单纯扩散的物质通常是水、氧气、二氧化碳等小分子，但如果浓度梯度大到一定程度，也可发生在大分子物质中。氨基酸即为典型的大分子物质，由于其分子体积较小，能够以单纯扩散的方式进行转运。
2. 氨基酸的单纯扩散转运 氨基酸作为构成蛋白质的基本单元，其转运方式对于人体正常的代谢功能至关重要。氨基酸的扩散是依照浓度梯度的方向自由流动的过程，因此，当氨基酸浓度高于细胞内浓度时，氨基酸会自动沿浓度梯度向细胞内扩散。相反，当氨基酸浓度低于细胞内浓度时，氨基酸会自动沿浓度梯度向细胞外扩散。
在生物体内，氨基酸的单纯扩散作用是通过专门的载体蛋白进行调节的。这些载体蛋白可以帮助氨基酸跨越细胞膜，以便进入或离开细胞。然而，当环境条件不同或载体蛋白浓度不足时，氨基酸也可通过单纯扩散的方式进行转运。
3. 氨基酸单纯扩散转运的优缺点
氨基酸以单纯扩散方式进行转运，与其它传统的转运方式，如载体蛋白介导的转运、分子泵系等方便了研究者的研究。单纯扩散可以在体内实现不需要特定物质辅助的氨基酸转运，从而有效缩短研究者在研究生物学问题时花费的时间和人力，在复杂环境下也可以得到较为合适可靠的结果。此外，对于小鼠等研究对象，单纯扩散的方式可以为他们提供氨基酸的基础营养，不需要特定的氨基酸转运蛋白，进而便于体内研究氨基酸进化、代谢过程。但是，与较强协助载体蛋白的直接转运方式相比，单纯扩散的方式容易造成氨基酸的浪费。这是因为氨基酸在通过单纯扩散的方式进行转运时，其转运速率受浓度梯度的限制，而在低浓度梯度的环境下，需要长时间才能到达目标细胞，进而造成氨基酸的浪费。