门通道也处于开启和关闭交替进行的状态,只不过开启的概率大一些(90%)。Ach释放后, 瞬间即被乙酰胆碱酯酶水解,通道在约1毫秒内关闭。如果Ach存在的时间过长(约20毫秒 后),则通道会处于失活状态。 筒箭毒和α银环蛇毒素可与乙酰胆碱受体结合,但不能开启通道,导致肌肉麻痹。 Acetylcholine binding site Pore 9 nm Exterior ⊙ Plasma M2 a helix membrane Cytosol Gate k 2nm 图5-5乙酰胆碱受体 2、电位门通道 电位门通道(voltage gated channel)是对细胞内或细胞外特异离子浓度发生变化时,或 对其他刺激引起膜电位变化时,致使其构象变化,“门”打开。如:神经肌肉接点由Ach门控通 道开放而出现终板电位时,这个电位改变可使相邻的肌细胞膜中存在的电位门N通道和K通 道相继激活(即通道开放),引起肌细胞动作电位;动作电位传至肌质网,C+通道打开引起 C2+外流,引发肌肉收缩。 根据对N、K、Ca+通道蛋白质的结构分析,发现它们一级结构中的氨基酸排列有相 当大的同源性,属于同一蛋白质家族,是由同一个远祖基因演化而来。K电位门通道由四个α 亚单位(-V)构成(图5-6),每个亚单位均有6个(S1-S6)跨膜α螺旋节段,N和C端均位 于胞质面。连接S5-S6段的发夹样B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,S4高度保 守,属于疏水片段,但每隔两个疏水残基即有一个带正电荷的精氨酸或赖氨酸残基。S4段上 的正电荷可能是门控电荷,当膜去极化时(膜外为负,膜内为正),引起带正电荷的氨基酸残 基转向细胞外侧面,通道蛋白构象改变,“门”打开,大量K外流,此时相当于K的自由扩
门通道也处于开启和关闭交替进行的状态,只不过开启的概率大一些(90%)。Ach 释放后, 瞬间即被乙酰胆碱酯酶水解,通道在约 1 毫秒内关闭。如果 Ach 存在的时间过长(约 20 毫秒 后),则通道会处于失活状态。 筒箭毒和α银环蛇毒素可与乙酰胆碱受体结合,但不能开启通道,导致肌肉麻痹。 图 5-5 乙酰胆碱受体 2、电位门通道 电位门通道(voltage gated channel)是对细胞内或细胞外特异离子浓度发生变化时,或 对其他刺激引起膜电位变化时,致使其构象变化,“门”打开。如:神经肌肉接点由 Ach 门控通 道开放而出现终板电位时,这个电位改变可使相邻的肌细胞膜中存在的电位门 Na+通道和 K+通 道相继激活(即通道开放),引起肌细胞动作电位;动作电位传至肌质网,Ca2+通道打开引起 Ca2+外流,引发肌肉收缩。 根据对 Na+、K+、Ca2+通道蛋白质的结构分析,发现它们一级结构中的氨基酸排列有相 当大的同源性,属于同一蛋白质家族,是由同一个远祖基因演化而来。K+电位门通道由四个 α 亚单位(I-IV)构成(图 5-6),每个亚单位均有 6 个(S1-S6)跨膜 α 螺旋节段,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, S4 高度保 守,属于疏水片段,但每隔两个疏水残基即有一个带正电荷的精氨酸或赖氨酸残基。S4段上 的正电荷可能是门控电荷,当膜去极化时(膜外为负,膜内为正),引起带正电荷的氨基酸残 基转向细胞外侧面,通道蛋白构象改变,“门”打开,大量 K+外流,此时相当于 K+的自由扩
散。K电位门它和Ac配体门一样只是瞬间(约几毫秒)开放,然后失活。此时N端的球形 结构,堵塞在通道中央,通道失活,稍后球体释放,“门”处于关闭状态。 链霉菌(Streptomyces lividans)的钾离子通道KcsA也是由四个亚单位构成的,但每个亚 基只有两个跨膜片段,结构较为简单。I998年,Roderick MacKinnon等用X射线衍射技术获 得了高分辨的KC$A通道图像,发现离子通透过程中离子的选择性主要发生在狭窄的选择性过 滤器中。选择性过滤器长1.2nm,孔径约为0.3nm(K+脱水后直径约0.26nm),内部形成 串钾离子特异结合位点,从而只有钾离子能够“排队”通过通道。 河豚毒素(Tetrodotoxin,TTX)能阻滞钠通道,毒素带正电荷的胍基伸人钠通道的离子 选择性过滤器,和通道内壁上的游离羧基结合,毒素其余部分堵塞通道外侧端,妨碍钠离子进 入,导致肌肉麻痹。 Extemal S4 Segment Ceet9 9che Wiey and5me是时指hd 图5-6钾电位门通道
散。K+电位门它和 Ach 配体门一样只是瞬间(约几毫秒)开放,然后失活。此时 N 端的球形 结构,堵塞在通道中央,通道失活,稍后球体释放,“门”处于关闭状态。 链霉菌(Streptomyces lividans)的钾离子通道 KcsA 也是由四个亚单位构成的,但每个亚 基只有两个跨膜片段,结构较为简单。1998 年,Roderick MacKinnon 等用 X 射线衍射技术获 得了高分辨的 KcsA 通道图像,发现离子通透过程中离子的选择性主要发生在狭窄的选择性过 滤器中。选择性过滤器长 1.2nm,孔径约为 0.3nm(K+脱水后直径约 0.26nm),内部形成一 串钾离子特异结合位点,从而只有钾离子能够“排队”通过通道。 河豚毒素(Tetrodotoxin,TTX)能阻滞钠通道,毒素带正电荷的胍基伸人钠通道的离子 选择性过滤器,和通道内壁上的游离羧基结合,毒素其余部分堵塞通道外侧端,妨碍钠离子进 入,导致肌肉麻痹。 图 5-6 钾电位门通道