第八章 北京大学医学部生物物理学系（副本）.pptVIP

Techniques in receptor research 尹长城 北京大学医学部生物物理学系 参考资料 参考书 受体研究技术 贺师鹏 胡雅儿 夏宗勤 主编 北京大学医学出版社 2004 实验室网页 /column/1018.htm 1. 受体概论 1.1 受体概念的形成与发展 1.1.1 受体概念的发展历史 100多年前，J.N. Langley发现箭毒能明显对抗烟碱的收缩效应 指出药物可能和细胞中某种特异成分结合而发挥作用，当箭毒与这种接受物质结合就阻断了烟碱的作用 他称这种特异成分为接受物质 (receptive substance) 1.1 受体概念的形成与发展 1.1.1 受体概念的发展历史 P. Ehrlich认为细胞上有许多侧链，当细胞上的侧链基团和毒素分子的基团结构上互补形成类似钥匙和锁的关系，两个基团可相互结合 P. Ehrlich将细胞上的这些侧链称之为受体(receptor) 根据受体理论，研究不同类型化学物质对锥虫的作用，提出了化学受体 (chemoreceptor) 的概念 1.1 受体概念的形成与发展 1.1.1 受体概念的发展历史 20世纪20年代末，A.J.Clark提出了“占领理论” (occupancy theory) 生物活性通过“占领”受体结合位点而起作用，生物活性物质与其特异性受体之间的反应是一个可逆的处于动态平衡的过程，符合质量作用定律 提出了生物活性物质与相应受体亲和力的概念 提出了药物产生的效应与受体的结合量呈正比关系的概念 缺陷：不能解释不同药物作用于同一类受体会诱发不同的反应 1.1 受体概念的形成与发展 1.1.1 受体概念的发展历史 1954年，E.J. Ariens提出内在活性 (intrinsic activity) 的概念 活性物质所产生的最大效应取决于分子本身的性质 完全激动剂 部分激动剂 完全拮抗剂 1956年，R.P. Stephenson提出药物效能 (efficacy) 的概念 一种物质与受体结合所产生的效应取决于该物质的效能而不取决于占领受体的量 1961年，W.D.M. Paton提出速率理论 (rate theory) 配基与受体相互作用，所引起的效应与其占领受体的速率成正比 1.1 受体概念的形成与发展 1.1.1 受体概念的发展历史 直到20世纪60年代前受体还基本上是一个理论上的概念 受体是什么物质？ 位于细胞的什么部位？ 如何发挥作用？ 1.1 受体概念的形成与发展 1.1.1 受体概念的发展历史 20世纪60年代，受体研究进入新的阶段 首先，放射性同位素技术开始用于受体的研究，建立了放射性配基结合分析法 (radioligand binding assay，RBA) 使人们能够在实际上接触到受体分子，为受体亲和力与受体数量的定量研究提供了可靠和灵敏的方法 可以对受体分子进行纯化，从而了解到受体分子都是有特定结构的蛋白质分子；为从分子水平上研究配基与受体的相互作用打下了基础 RBA的出现大大推进了受体的研究，具有划时代的意义 1.1 受体概念的形成与发展 1.1.1 受体概念的发展历史 其次，20世纪70年代Sutherland发现环核苷酸 (cAMP 或cGMP) 在激素与细胞反应的效应之间充当信使作用，从而提出第二信使学说 阐明了神经递质和激素作用于受体，引发信号转导机制并引起细胞功能的变化 1.1 受体概念的形成与发展 1.1.1 受体概念的发展历史 第三，分子生物学技术推动了受体研究 通过DNA分子克隆技术阐明受体蛋白质的一级结构 通过基因同源性的研究找到很多过去用其它方法难于发现的受体或受体的新亚型 为研究受体结构和功能的关系提供了必不可少的前提 1.1 受体概念的形成与发展 1.1.1 受体概念的发展历史 第四，结构生物学的发展推动了受体研究 通过结构生物学获得受体蛋白的三维结构信息 阐明受体-配体相互作用的本质 阐明受体疾病的分子机理 辅助受体药物的设计 1.1.2 受体的现代概念 受体是存在于细胞表面或细胞内的，具有特异识别和结合细胞内外某些特定化学信号物质的蛋白质分子 化学信号物质 (通常也称配基) 可以是激素、神经递质、细胞因子和生长因子、某些药物等 配基与受体结合，使受体激活并产生信号转导，启动细胞内相应的生物效应 受体研究的内容不仅仅限于受体与配基的相互作用，而且还包括受体的激活机制，受体激活后如何启动后续信号转导机制，信号转导的具体途径，以及如何引起相应的生物学效应等等 1.2 受体与配基结合反应的基本特性 1. 饱和性 对某种特定的细胞来说，每种特定的受体，其数量有一定限度 因此，配基与受体结合的反应具有饱和性 当配基浓度逐步增加，它