在胞外的s5和s6螺旋之间的短螺旋区为中等程度的输水区,可能陷入通道胞外的开口处形成孔道。
5. 简述电压门控钙通道的分子结构特征和通道特性。
分子结构特征:由一个大的a1亚基与两个较小的b、r亚基紧密相连,并与a2、o亚基疏松连接。孔道仅由最大的a1亚基构成,a2、o、b亚基影响电导和动力学,r亚基与通道的电压敏感性有关。a1亚基由4个同源结构域组成,每一个域内有6个跨膜区(s1-s6)。
通道特性:1)、钙通道在静息时关闭,在较强的去极化时开放并有失活的特性;2)、钙通道存在S形的激活与指数式的失活过程;3)、钙通道可通透Ca+、Ba2+、Sr2+;4)、具有钙通道的细胞反应缓慢,常为分级反应,锋电位持续时程较长,静息阻抗较高,钙动作电位传播速度很慢;5)、钙电流的生理意义:①、改变膜电位;②改变胞内的Ca2+浓度,参与信号转导;③、调控细胞内的代谢活动;④、在神经末梢诱导神经递质的释放,在肉细胞诱发收缩活动等。
6. 阻断Na+通道、K+通道的药物有哪些?
阻断Na+通道的药物有:TTX、石房蛤毒素(STX)特异性阻断钠通道的激活;海葵毒素、某些蝎毒素阻遏钠通道的失活。
阻断K+通道的药物有:阻断钙通道的离子有Cd2+、Co2+、Mn2+、Ni2+、La2+;阻断剂有异博定及其甲氧衍生物D600、双氢吡啶类。 7. 目前知道的钾通道和钙通道主要类型有哪些?
钾通道主要类型有:1)、IK型钾通道:延时整流钾通道,慢激活;2)、介导瞬时钾电流的钾通道(IA):瞬时钾电流,快激活,快失活;3)、钙激活钾通道(Ica):钙激活钾电流,去极化+钙;4)、异常整流钾通道(Iar):内向整流,超极化激活;5)、介导M电流的钾通道(IM):小的去极化激活,Ach 失活;6)、延迟整流钾通道(Idr):由去极化激活,延迟相对于电压门控钠通道的激活速度而言。
钙通道主要类型有:1)、L型:阈值高,需很强的去极化才可激活,不失活;2)、T型:阈值低,失活快,持续时间短,电导小;3)、N型:阈值高,需很强的去极化才可激活,失活较慢;4)、P/Q型:高阈值激活,缓慢失活;5)、R型:阈值高,失活快。 8. 试述细胞内钙平衡与信号转导的关系。
Ca2+进入突触前膜是递质释放过程的触发因子,是囊泡膜与突触前膜紧贴融合的必要因素:一方面是降低轴浆的粘度,有利于突触小泡的移动运输;另一方面是消除突触前膜内的负电荷,便于小泡和突触前膜接触融合破裂而发生融合。
胞内钙平衡:各种细胞将胞内自由Ca+浓度控制和维护在生理范围以内的一种能力。进入胞浆的Ca2+可直接影响细胞的功能,可通过与胞内的许多蛋白质发生作用,参与多种胞内信号转导过程。进入胞浆的Ca2+,除了激活胞浆中Ca2+敏感信使,发挥信号转到功能外,也向胞核进行信号传播,调控特定基因的表达,进而更广泛的影响神经元的功能。Ca2+信号可以通过两种方式向胞核内传播,其一是核内CaMK通路,其二是原癌基因蛋白Ras信号通路。
第七章 受体和信号转导
一、名词解释:
1、受体:指能与生物活性物质(如神经递质、激素、活性肽、药物、毒素等)结合
并能传递信息、引起生物学效应的生物大分子,分为接受部分和效应部分。与受体结合的生物活性物质又称为配体。
2、G蛋白:能与GTP结合的蛋白称为G蛋白,分为小分子G蛋白、转录因子、三聚体G蛋白。 二、问答题:
1. 受体的特性有哪些? 受体具有蛋白质大分子的共性,又有其自身的特性:1)、特异性或专一性:能准确识别配体以及与配体化学结构类似的物质,具有高度的构想专一性;2)、饱和性:当配体浓度递增达到一定范围会占领所有的受体并形成动态平衡;3)、可逆性:配体与受体通过离子键、氢键、范德华力等非共价键维系,具有可逆性;4)、具有内源性配体(如神经递质、激素),或外源性配体(如药物、毒素)。
2. 简述受体的种类及其作用。 受体按其结构与信号转导通路分为1)、离子通道型受体:递质(配体)门控型离子通道,由配体结合部位与离子通道两部分组成,当配体与受体结合时,离子通道开放,细胞膜特定离子通透性增加,引起细胞膜兴奋性的快速改变,分为①、Cys-环受体亚类:nAChR, 5-HT3R, GABAAR, GlyR等;②、谷氨酸门控的阳离子通道:NMDAR, AMPAR, KAR;③、环核苷酸受体相关离子通道:环核苷酸受体,IP3受体,Ryanodine受体 (RyR);④、上皮钠通道相关离子通道:ASICs, FMRF肽门控离子通道,ATP受体(P2x)等;⑤、内向整流钾通道相关离子通道:G蛋白偶联的内向整流钾通道(GIRK)、ATP关闭的内向整流钾通道(KATP);
2)、G蛋白偶联受体:配体与受体结合后,激活与之偶联的G蛋白,再通过第二信使和效应分子调节下游的活动,引起的生物学效应速度相对较慢,分为;①、视紫红至亚
类;②、肠促胰液肽受体亚类;③、mGluR/GABAb受体亚类;
3)、与酶相关的单跨膜受体:催化型受体,本身具有酶的活性或与酶相结合。被激活后,激活本身或相关酶,直接作用于效应器级联信号转导通路,分为①、具有酪氨酸激酶(TK)活性的受体;②、与胞浆中TK向缔合的受体;③、具有丝氨酸/苏氨酸激酶活性的受体;④、具有鸟甘酸环化酶(GC)活性的受体;
4)、转录调节因子受体:又称为核受体,其配体包括类固醇激素等脂溶性激素。核受体的本质是一些转录调节因子如糖皮质激素受体,雌激素受体,甲状腺激素受体等。 激活后同靶基因的转录因子互相作用,提哦啊接靶基因的表达,引起生物学效应。 3. 简述离子通道受体的分类及其特点。
离子通道型受体分类:1)、Cys-环受体亚类:nAChR, 5-HT3R, GABAAR, GlyR等,特点为:①、都是由无具体共同围成中央离子通道;②、所有亚单位都具有4个TM,N和C末端均位于胞外;③、在亚基胞外结构域的固定位置上,每隔15个氨基酸残基就有一对半胱氨酸残基,可形成Cys-环;
2)、谷氨酸门控的阳离子通道:NMDAR, AMPAR, KAR,特点:①、主要是非选择性阳离子通道;②、由4个亚基组成,亚基N末端位于胞外,C末端位于胞内;
3)、环核苷酸受体相关离子通道:环核苷酸受体,IP3受体,Ryanodine受体 (RyR),特点:①、配体主要来自胞内;②、一般为四聚体通道,亚基均有6个TM;③、主要是非选择性的阳离子通道;
4)、上皮钠通道相关离子通道:ASICs, FMRF肽门控离子通道,ATP受体(P2x)等,特点:①、配体来自胞外;②、一般为三聚体或四聚体通道;③、亚基N末端和C末端均位于胞内;
5)、内向整流钾通道相关离子通道:G蛋白偶联的内向整流钾通道(GIRK)、ATP关闭的内向整流钾通道(KATP),特点:①、配体来自胞内;②、有4个亚基构成,每个亚基由2个TM;③、亚基N末端和C末端均在胞内。 4. 试述G蛋白在神经信号转导中的作用。
作用模式:当GDP和α、β、γ亚基紧密结合在一起时,为G蛋白的基础状态(无活性);若GTP和α亚基结合,同时与β、γ亚基脱耦联,此时GTP-α可与效应器蛋白结合,发挥调节因子的作用(有活性)。
1)G蛋白对AC活性的调节:功能在于酶解ATP形成cAMP,此类G蛋白有介导激活AC作用的Gs、介导抑制AC作用的Gi;2)、G蛋白对cGMP--PDE(磷酸二酯酶)活性的调节:当活化的Gt与PDE结合时,推开PDE的r亚基,活化PDE。光子通过视紫黄醛活化
视紫红质,继之激活的Gt再激活PDE,PDE分解cGMP,抑制cGMP对钠通道的活化,使细胞处于超极化状态;3)、G蛋白对磷脂酶C (PLC)活性的调节;4)、G蛋白对磷脂酶A2 活性的调节;5)、G蛋白对离子通道的调节:通过直接或间接的途径进行,间接途径为当GPCR激活时G蛋白随之激活效应器,在通过第二信使系统下游通路如蛋白激酶对离子通道进行磷酸化调节,或第二信使直接门控一些离子通道。是主要调节方式。直接途径为:G蛋白的a亚基或br复合体本身可以门控离子通道、G蛋白的a亚基或br复合体调节离子通道的活性。
5. 试述cAMP作为第二信使的作用机制。 环腺苷酸信使系统(cAMP系统):PKA通路,细胞内cAMP的绝大多数生理功能是通过PKA来实现的。PKA是丝/苏氨酸蛋白激酶,能将ATP上的磷酸根转移到其底物蛋白的丝氨酸和苏氨酸上。磷酸根所带的高密度电荷引起蛋白构象的变化,从而调节酶的活性、通道开闭、受体的反应性等。cAMP还可直接作用于离子通道产生快速效应。cAMP的作用可被胞内的PDE终止。
6. 试述cGMP作为第二信使的作用机制。
环鸟苷酸信使系统 (cGMP系统):PKG通路,cGMP可用过相应的cGMP依赖性蛋白激酶(PKG)来调节生理活动。PKG是单链蛋白,具有两个功能区:与cGMP结合的调节区和催化cGMP生成的催化区。PKG可以改变许多内源性平滑肌的磷酸化状态,从而在平滑肌的舒张中有着重要的作用。cGMP也可直接作用于效应物而发挥作用。 7. 举例说明受体间的相互作用及其意义。
1)、GPCR与GPCR之间的对话:①、直接相互作用:是一个受体信号影响另一个受体信号转导的最简单方式;②、间接相互作用:信号通路下游活化的蛋白激酶对受体和效应器的磷酸化作用是产生众多GPCR对话的原因;
2)、GPCR与离子通道型受体之间的对话:可通过受体之间物理作用而直接对话,或通过G蛋白的信号通路调节离子通道受体;
3)、离子通道型受体与离子通道型受体之间的对话:可直接或间接的对话,间接对话一般是通过Ca2+/CaM及其下游分子来实现的。离子通道受体间可通过非胞内信号转导系统的机制实现快速的相互作用。机体可通过受体间的相互作用调节神经系统兴奋性的平衡。
第二篇 神经系统的发育
第八章 神经系统发育
一、名词解释: