執(zhí)業(yè)醫(yī)師輔導精華生理學——跨膜運輸(三)

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    3、環(huán)核苷酸門通道
    與電壓門控性通道家族關系密切的是CNG通道,從蛋白質序列來看,它們與電壓門鉀通道結構相似,也有6個跨膜片段,各為帶電荷片段,P區(qū)構成孔道內側,整個通道為四聚體結構。在CNG通道中,細胞內的C末端較長,上面含有環(huán)核苷酸的結合位點。
    環(huán)核苷酸門通道分布于化學感受器和光感受器中,與膜外信號的轉換有關。如氣味分子與化學感受器中的G蛋白偶聯(lián)型受體結合,可激活腺苷酸環(huán)化酶,產生cAMP,開啟cAMP門控陽離子通道,引起鈉離子內流,膜去極化,產生神經沖動,最終形成嗅覺或味覺。
    4、機械門通道
    細胞可以接受各種各樣的機械力刺激,如摩擦力、壓力、牽拉力、重力、剪切力等。細胞將機械刺激的信號轉化為電化學信號最終引起細胞反應的過程稱為機械信號轉導。
    目前比較明確的有兩類機械門通道,其一是牽拉活化或失活的離子通道,另一類是剪切力敏感的離子通道,前者幾乎存在于所有的細胞膜,研究較多的有血管內皮細胞、心肌細胞以及內耳中的毛細胞等,后者僅發(fā)現(xiàn)于內皮細胞和心肌細胞。牽拉敏感的離子通道是指能直接被細胞膜牽拉所開放或關閉的離子通道。其特點為對離子的無選擇性、無方向性、非線性以及無潛伏期。這種通道為2價或1價的陽離子通道,有Na+、K+、Ca2+,以Ca2+為主。研究表明,當內皮細胞被牽拉時,由于通道開放引起Ca2+內流,使以Ca2+介導的血管活性物質分泌增多,Ca2+還可作為胞內信使,導致進一步的反應。
    內耳毛細胞頂部的聽毛也是對牽拉力敏感的感受裝置,聽毛彎曲時,毛細胞會出現(xiàn)暫短的感受器電位。從聽毛受力而致聽毛根部所在膜的變形,到該處膜出現(xiàn)跨膜離子移動之間,只有極短的潛伏期,
    5、水通道
    長期以來, 普遍認為細胞內外的水分子是以簡單擴散的方式透過脂雙層膜。后來發(fā)現(xiàn)某些細胞在低滲溶液中對水的通透性很高, 很難以簡單擴散來解釋。如將紅細胞移入低滲溶液后,很快吸水膨脹而溶血,而水生動物的卵母細胞在低滲溶液不膨脹。因此,人們推測水的跨膜轉運除了簡單擴散外, 還存在某種特殊的機制, 并提出了水通道的概念。
    1988年Agre在分離純化紅細胞膜上的Rh血型抗原時,發(fā)現(xiàn)了一個28 KD 的疏水性跨膜蛋白,稱為CHIP28 ,1991年得到CHIP28的cDNA 序列,Agre將CHIP28的mRNA注入非洲爪蟾的卵母細胞中,在低滲溶液中,卵母細胞迅速膨脹,并于5 分鐘內破裂,純化的CHIP28置入脂質體,也會得到同樣的結果。細胞的這種吸水膨脹現(xiàn)象會被Hg2+抑制,而這是已知的抑制水通透的處理措施。這一發(fā)現(xiàn)揭示了細胞膜上確實存在水通道,Agre因此而與離子通道的研究者Roderick MacKinnon共享2003年的諾貝爾化學獎。
    目前在人類細胞中已發(fā)現(xiàn)的此類蛋白至少有11種,被命名為水通道蛋白,均具有選擇性的讓水分子通過的特性。在實驗植物擬南芥中已發(fā)現(xiàn)35個這類水通道。
    水通道的活性調節(jié)可能具有以下途徑:通過磷酸化使AQP的活性增強;通過膜跑運輸改變膜上AQP的含量,如血管加壓素(抗利尿激素) 對腎臟遠曲小管和集合小管上皮細胞水通透性調節(jié);通過調節(jié)基因表達,促進AQP的合成。