Question

TPC家族蛋白是溶酶体膜上重要的Na⁺通道，其在调解溶酶体pH的过程中发挥重要作用。

（1）下图为TPC受细胞营养状态调控示意图，箭头粗细代表离子运输量的多少。

①细胞在营养充足的条件下，H⁺以_______的方式向溶酶体内部转运，形成溶酶体内部的酸性环境。

②当细胞营养物质缺乏时， 导致ATP减少，进而解除mTOR对TPC的_______作用；同时，H⁺向溶酶体内部转运过程_______，导致溶酶体内部pH升高。升高的pH进一步______TPC通道，使Na⁺向溶酶体外运输速率______，造成溶酶体内部的阴性环境，促使H⁺向溶酶体内部转运，最终恢复溶酶体内部pH的稳定。

（2）动物在野外环境中经常面临食物匮乏的情况，通过上述机理保证溶酶体内_____的活性，从而_______自身衰老的细胞器，为动物提供营养物质。

Answer

主动运输 抑制 受阻（被抑制） 激活（开启、打开） 提高 水解酶（酶） 分解

【解析】

据图当细胞营养充足且pH为4.6时，溶酶体膜上H+转运通道蛋白打开，H+进入溶酶体，此过程消耗ATP，为主动运输，TPC蛋白的活性受mTORCl蛋白的抑制；当pH升高时，TPC转运通道蛋白打开，Na+以协助扩散的方式从溶酶体进入细胞质基质（此过程不消耗能量）。

（1）①据图分析，细胞在营养充足的条件下，H+向溶酶体内部转运需要载体蛋白的协助，且需要消耗能量，为主动运输。

②据图可知，mTOR能结合TPC，对TPC具有抑制作用。当营养物质缺乏时，解除mTOR对TPC的抑制作用，同时ATP减少，H+向溶酶体内部转运过程受抑制，促使溶酶体内部pH升高，进一步打开TPC通道，使Na+向溶酶体外运输速率提高，造成溶酶体内的阴性环境。

（2）溶酶体内含有多种水解酶，能分解衰老损伤的细胞器，还能吞噬侵入机体的细菌或病毒，因此动物在野外面临食物缺乏时，通过调控机理保证溶酶体内水解酶的活性，分解自身衰老的细胞器，为其提供营养物质。