被动运输——通道蛋白与诺贝尔奖

过去，人们一度认为水分子在脂双层间穿梭自如，却难以解释某些情境下，生物膜极高或极低的透水性。

迷雾于1988年才得以揭开，美国科学家阿格雷成功将水通道蛋白分离出来，并因此获享2003年诺贝尔化学奖的一半荣誉。

而美国科学家麦金农——该奖的另一位得主——解析出了钾离子通道蛋白的立体结构。那么，什么是通道蛋白呢？

上一节我们了解到，动物细胞膜和植物细胞的原生质层都相当于一层半透膜。

相对含量梯度为扩散提供了动力。

被动运输：

1.自由扩散：氧和二氧化碳等一些小分子，很容易自由穿过细胞膜的磷脂双分子层。

我们吸入氧气，氧气一路顺浓度梯度扩散进组织细胞；细胞呼吸产生二氧化碳，二氧化碳一路顺浓度梯度扩散入肺泡。

而由于相似相溶原理，脂溶性的小分子也比较容易扩散进出细胞。

概念：

2.协助扩散：离子和一些小分子有机物，如葡萄糖、氨基酸等，不能自由地通过细胞膜，而是依赖于镶嵌在膜上的一些特殊蛋白质，这些蛋白质能协助它们顺浓度梯度进行跨膜运输。

概念：

转运蛋白有两种类型，它们对溶质的转运机制有所不同，但都具有特异性。

载体蛋白，比如钠钾泵，只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过。

举例：载客的船

载体蛋白在每次转运时，都会发生自身构象的改变。

而通道蛋白，比如钾离子通道，只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。

举例：挡板游戏：

相应的分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。

关于水分子的跨膜运输，它既可以是自由扩散，也可以借助细胞膜上的水通道蛋白进行协助扩散。

现今的研究表明：

被动运输共同点：

膜内外物质的浓度梯度作用：

继2003年诺奖颁布之后，丹麦一家公司创造出了水通道蛋白膜净水技术。

该技术被NASA国际空间站率先用于太空净水，成为净水领域的一匹黑马。

这正印证了诺贝尔奖章背面那句——“新的发现使生命更美好”。