(二)通道蛋白(channelprotein)

　　是跨膜的亲水性通道,允许适当大小的离子顺浓度梯度通

　　过,故又称离子通道.

　　有些通道蛋白长期开放,如钾泄漏通道;

　　有些通道蛋白平时处于关闭状态,仅在特定刺激下才打

　　开,又称为门通道(gatedchannel).主要有4类:电位

　　门通道,配体门通道,环核苷酸门通道,机械门通道.

　　IonChannelsIonChannels

　　--------oror--------

　　1,配体门通道(ligandgatedchannel)

　　特点:受体与细胞外的配体结合,引起门通道蛋白发生构

　　象变化,"门"打开.又称离子通道型受体.

　　可分为阳离子通道,如乙酰胆碱,谷氨酸和五羟色胺受

　　体,和阴离子通道,如甘氨酸和γ-氨基丁酸受体.

　　Ach受体是由4种不同的亚单位组成的5聚体蛋白质,形

　　成一个结构为α2βγδ的梅花状通道样结构,其中的两

　　个α亚单位是同两分子Ach相结合的部位.

　　Nicotinicacetylcholinereceptor

　　Threeconformationoftheacetylcholinereceptor

　　2,电位门通道(voltagegatedchannel)

　　特点:细胞内或细胞外特异离子浓度或电位发生变化时,

　　致使其构象变化,"门"打开.

　　K+电位门有四个亚单位,每个亚基有6个跨膜α螺旋(S1-

　　S6),N和C端均位于胞质面.连接S5-S6段的发夹样β折

　　叠(P区或H5区),构成通道的内衬,大小可允许K+通过.

　　K+通道具有三种状态:开启,关闭和失活.目前认为S4

　　段是电压感受器.

　　Na+,K+,Ca2+三种电压门通道结构相似,在进化上是由

　　同一个远祖基因演化而来.

　　VoltagegatedK+channel

　　KK++

　　channelchannel

　　4thsubunitnotshown

　　Ion-channellinkedreceptorsinneurotransmission

　　神经肌肉接点由Ach门控通道开放而出现终板电位时,可使肌细胞膜中的电位

　　门Na+通道和K+通道相继激活,出现动作电位;引起肌质网Ca2+通道打开,

　　Ca2+进入细胞质,引发肌肉收缩.

　　3,环核苷酸门通道

　　CNG通道与电压门钾通道结构相似,也有6个跨膜片段.

　　细胞内的C末端较长,上面有环核苷酸的结合位点.

　　CNG通道分布于化学感受器和光感受器中,与膜外信号的

　　转换有关.

　　-如气味分子与化学感受器中的G蛋白偶联型受体结合,可激活腺

　　苷酸环化酶,产生cAMP,开启cAMP门控阳离子通道(cAMP-

　　gatedcationchannel),引起钠离子内流,膜去极化,产生神经

　　冲动,最终形成嗅觉或味觉.

　　4,机械门通道

　　感受摩擦力,压力,牵拉力,重力,剪切力等.细胞将机

　　械刺激的信号转化为电化学信号,引起细胞反应的过程称

　　为机械信号转导(mechanotransduction).

　　目前比较明确的有两类机械门通道,其一是牵拉活化或失

　　活的离子通道,另一类是剪切力敏感的离子通道,前者几

　　乎存在于所有的细胞膜(如:血管内皮细胞,心肌细胞,

　　内耳毛细胞),后者仅发现于内皮细胞和心肌细胞.

　　牵拉敏感的离子通道的特点:对离子的无选择性,无方向

　　性,非线性以及无潜伏期.为2价或1价的阳离子通道,有

　　Na+,K+,Ca2+,以Ca2+为主.

　　5,水通道

　　水扩散通过人工膜的速率很低,人们推测膜上有水通道.

　　1991年Agre发现第一个水通道蛋白CHIP28(28KD),

　　他将CHIP28的mRNA注入非洲爪蟾的卵母细胞中,在低

　　渗溶液中,卵母细胞迅速膨胀,5分钟内破裂.细胞的这

　　种吸水膨胀现象会被Hg2+抑制.

　　2003年Agre与离子通道的研究者MacKinnon同获诺贝尔

　　化学奖.

　　目前在人类细胞中已发现的此类蛋白至少有11种,被命名

　　为水通道蛋白(Aquaporin,AQP).

　　2003年,美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农,分别

　　因对细胞膜水通道,离子通道结构和机理研究而获诺贝尔化

　　学奖.

　　PeterAgreRoderickMacKinnon