北京大学医学部生物物理学系

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1、Techniquesinreceptorresearch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http://medicine.bjmu.edu.cn//20041027/column/1018.htm1.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(rece

2、ptivesubstance)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”(occupancytheory)生物活性通过“占领”受

3、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(intrinsicactivity)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

4、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(ratetheory)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(radioligandb

5、indingassay，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

6、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

7、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，它和受体的特异结合也会逐步增加，但是当升高到一定浓度

8、，会使绝大多数受体都被配基结合，再增加浓度，复合物的升高就很有限，表现出受体被饱和的现象。特异的受体结合反应其受体呈高亲和性和低容量，非特异结合则呈低亲和性和高容量1.2受体与配基结合反应的基本特性2.可逆性内源性配基和