受體蛋白
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受體(Receptor),有時譯作受器,是指一類介導細胞信號轉導的功能蛋白,其能識別周環境中的某些微量物質,並與之結合,通過信號放大系統觸發後續的生理反應。受體是由細胞膜和細胞內的蛋白質、核酸、脂質等組成的生物大分子。受體與配體結合的特定部位稱為受點(receptor site)[1]受體的理論是藥效學的基本理論之一,是從分子水平解釋生命的生理和病理過程、藥物的藥理作用機制、藥物分子的結構效應關係的一個重要依據。
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受體特性
受體的特性是通過與配體結合的特點而產生的。受體與配體的結合是化學性的,絕對多數配體與受體是通過范德華力、離子鍵、氫鍵等分子間的吸引力來結合的,少數通過共價鍵結合,這樣的結合較難逆轉。[1]一個真正的受體,有以下特點:
- 區域分布性(regional distribution):受體在生物體不同組織或同一組織的不同區域的分布密度不同。[1]
- 飽和性(saturability):受體在每一細胞或每一定量組織內的數量是有限的,當配體到達一定濃度時,即使繼續增加,與受體的結合值也不再改變。[1]
- 特異性(specificity):特定的受體只與某種特定的配體結合,受體接合部位與配體的結構具有專一性,從而產生特定的效應。[1]
- 可逆性(reversibility):配體與受體的結合是可逆的。從配體-受體複合物中解離出來的配體和受體結構不發生變化。[1]
- 高親和力(high affinity):受體對其配體的親和力很高,相當於內源性配體的生理濃度,表觀解離常數在nmol/L的水平。[1]
- 內源性配體(endogenous ligand):生物體內存在受體的內源性配體,如內源性遞質、激素等。[1]
- 亞細胞或分子特徵(subcellular or molecular characterization):同類受體不同亞型的分子量,亞細胞或分子特徵各不相同。[1]
- 配體結合試驗資料與藥理活性的相關性(binding data vs pharmacological activity relationship):受體與藥物結合的強度與產生生物效應的藥效強度有關。[1]
- 配體結合後有生理活性:無論配體是內源性的還是藥物,與受體結合後,二者形成配體-受體複合物,從而傳遞信號引起一系列的生理、生化效應。
受體類型
目前已知的受體有30餘種,按藥理學和分子生物學的命名方法,按特異的內源型配體命名;對尚不知道內源性配體的,按藥物名命名。對於有亞型的受體,按受體結構類型命名,用數字和阿拉伯數字表示。[1]
按位置分
按特徵分
- 含離子通道的受體(channel-linked receptors),又稱離子帶受體(ionotropic receptors),是具有連接有離子通道的膜受體。根據其生理功能有可分為配體門控離子通道(ligand-gated ion channels)和電壓門控離子通道(voltage-gated ion channels)。如N乙醯膽鹼受體、γ-氨基丁酸受體、谷氨酸受體等。[1]
- G蛋白偶聯受體(G-protien coupled receptors)是通過G蛋白連接細胞內效應系統的膜受體。如M乙醯膽鹼受體、腎上腺素受體、多巴胺受體、5-羥色胺受體、前列腺素受體等。[1]
- 具酪氨酸激酶活性的受體(tyrosine kinase-linked receptors)是結合細胞內酪氨酸激酶範圍的膜受體。如胰島素受體、胰島素樣生長因子受體、表皮生長因子受體、血小板生長因子受體、集落刺激因子-1受體、成纖維細胞生長因子受體等。[1]
- 調節基因表達的受體(regulate gene transcription receptors),又稱核受體(nuclear receptors)、細胞內受體。如甾體激素受體、甲狀腺素受體等。[1]
受體調節
受體調節(receptor regulation)是指由於與配體作用,有關受體數目和親合力的變化。[1]
按效果分
- 向上調節(up regulation)是一種上層性調節,結果是受體數目增加,表現敏感性增高。通常長期使用受體的拮抗劑會產生此種效應。如長期使用普萘洛爾等藥物,停藥後會出現甲狀腺功能亢進。[1]
- 向下調節(down regulation)是一種衰減性調節,結果是受體數目下降,表現敏感性降低。通常長期使用受體的激動劑會產生此種效應。如長期使用異丙腎上腺素治療哮喘,其療效會不斷下降。[1]
按種類分
- 同種調節(homospecific regulation)為配體作用於特異性地受體,使自身的受體發生變化。如胰島素受體、乙醯膽鹼受體、β-腎上腺素受體、生長素受體、促甲狀腺素釋放激素受體、黃體生成素受體、血管緊張素Ⅱ受體等一些肽類的受體都存在同種調節作用。[1]
- 異種調節(heterospecific regulation)為配體作用於其特異性的受體,對另一種配體的受體產生調節作用。如維生素A可使胰島素受體產生向下調節。血管活性肽可調節M受體。甲狀腺素、糖皮質激素和性激素可調節β-腎上腺素受體。氨甲醯膽鹼可調節α-腎上腺素受體。苯二氮卓可調節γ-氨基丁酸受體,苯二氮卓受體又可被γ-氨基丁酸調節。α-腎上腺素可調節胰島素受體和表皮生長因子受體等。[1]
受體學說發展
1878年,朗格萊(Langley)提出了最早的受體假設,他用「受體物質」來解釋阿托品和毛果芸香鹼對貓唾液分泌的拮抗作用。1913年,歐利希(Ehrlich)根據實驗結果提出了「鎖和鑰匙」的藥物與受體的互補關係,但當時認為受體和配體都是靜止不動的。1933年,克拉克(Clark)在研究藥物對蛙心的量效關係中,定量的闡明了藥物於受體的相互作用。這些說法為受體學說奠定了基礎。[1]
20世紀50-60年代,Ariens和史蒂芬森(Stephenson)從實驗發現藥物產生最大效應不一定佔領全部受體,由此提出的備用受體學說和速率學說,從動力學的角度解釋了受體拮抗劑和激動劑的作用。[1]
20世紀70年代以後,隨著蛋白質晶體學的發展,許多配體和受體的結構被人們所認識,從而闡明了受體亞型、離子通道等的分布和功能。變構學說徹底打破了蛋白質靜止不動的認識,認為受體在有活性與無活性的構象狀態間轉化。1977年,格里夫斯(Greaves)提出的能動受體學說,把受體的微觀變化同生理、生化或藥理反應相聯繫,說明了受體在細胞膜內傳遞信息的作用機制。[1]
隨著受體學說的完善和成熟,受體的研究已成為藥理學和分子生物學中一個富有實際的內容。某一個受體被研究清楚後,馬上會成為藥物設計的靶標。[1]
參考文獻
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參考來源
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