第一節(jié)受體概念及基本特性概念:受體是細(xì)胞膜上或細(xì)胞內(nèi)能識別生物活性分子（藥物、毒素、神經(jīng)遞質(zhì)、激素、抗原和細(xì)胞粘附分子等）并與之相結(jié)合的生物大分子。它們能將生物活性分子產(chǎn)生的信息傳遞到效應(yīng)器，從而引起相應(yīng)的生物效應(yīng)。這些生物大分子多數(shù)是蛋白質(zhì)，個別的是糖脂。第五章受體概念及基本特性受體的功能：（1）具有識別和結(jié)合的功能：即受體對其相應(yīng)的配體應(yīng)有一特異的識別和結(jié)合過程。（2）傳導(dǎo)信號功能：受體與其配體結(jié)合后，應(yīng)能將兩者相互作用產(chǎn)生的信號傳遞到第二信使或效應(yīng)器上，如酶、離子通道等。（3）產(chǎn)生相應(yīng)的生物學(xué)效應(yīng)。

配體是能與受體呈特異性結(jié)合的生物活性分子。配體可分為激動劑和拮抗劑兩大類。與受體結(jié)合后產(chǎn)生效應(yīng)者為激動劑，不產(chǎn)生效應(yīng)或阻礙激動劑與受體結(jié)合產(chǎn)生效應(yīng)者為拮抗劑。第五章受體概念及基本特性激動劑和拮抗劑又分為兩型。I型激動劑：與內(nèi)源性配體結(jié)合于受體的同一部份，產(chǎn)生與內(nèi)源性配體同樣的信號類型，其作用強度相當(dāng)于或大于內(nèi)源性配體。II型激動劑：與內(nèi)源性配體結(jié)合于受體的不同部份，它本身不產(chǎn)生信號或當(dāng)與內(nèi)源性配體同時結(jié)合于受體時對其信號有加強作用，這類激動劑也稱別構(gòu)調(diào)節(jié)劑。第五章受體概念及基本特性I型拮抗劑：與激動劑結(jié)合于受體的同一部份，但減弱或阻斷內(nèi)源性配體產(chǎn)生的信號。II型拮抗劑：與內(nèi)源性配體結(jié)合于受體的不同部份，本身不產(chǎn)生信號或當(dāng)內(nèi)源性配體同時結(jié)合于受體時減弱或阻斷其產(chǎn)生的信號，也稱別構(gòu)負(fù)調(diào)節(jié)劑。第五章受體概念及基本特性受體的性質(zhì)：（1）飽和性：也稱有限結(jié)合力。受體是細(xì)胞的組分之一，不同受體，甚至同一受體在不同組織細(xì)胞中的數(shù)量有很大差異，可從數(shù)百（例如每個甲狀腺濾泡上的促甲狀腺激素受體約為500個結(jié)合部份）到數(shù)十萬（每個肝細(xì)胞上的胰島素受體約25萬個結(jié)合部位）。但對某一特定受體來講，它在特定細(xì)胞中的數(shù)目應(yīng)是有一定限度的。第五章受體概念及基本特性（2）專一性：這是指受體對配體的選擇性。這種選擇性取決于受體和配體兩個方面。絕大多數(shù)受體是蛋白質(zhì)，它們與配體結(jié)合的氨基酸殘基以一定的順序形成特定的空間結(jié)構(gòu)，因而選擇性地以高親和力與一種或一類的結(jié)構(gòu)上與其互補的配體分子相結(jié)合。專一性除了指受體對配體的選擇性以外，還表現(xiàn)為受體與配體結(jié)合的立體專一性，著名的腎上腺素與其受體的三點結(jié)合理論，形象地表現(xiàn)出受體對配體的立體結(jié)構(gòu)選擇性（如下圖）。第五章受體概念及基本特性第五章受體概念及基本特性第五章受體概念及基本特性L-腎上腺素分子上帶正電荷的原子，以離子鍵的方式與受體結(jié)合部位中的陰離子部分相結(jié)合；其羥基的氫與受體結(jié)合部位中可以提供電子對的部分以氫鍵相結(jié)合，而苯環(huán)則以范德華力與受體結(jié)合，即腎上腺素分子中的H原子以及不對稱C原子（C*）所結(jié)合的三個基團(tuán)的空間排列，恰恰能與受體中的三個點相契合，故可以相互作用，產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)。D-腎上腺素只有兩點與受體契合，因而難以與受體結(jié)合產(chǎn)生腎上腺素的生物學(xué)效應(yīng)。第五章受體概念及基本特性（3）可逆性：一般地講，受體與配體的結(jié)合，絕大多數(shù)是通過氫鍵、離子鍵和范德華力等非共價健結(jié)合的，因此受體與配體的結(jié)合是可逆的。在放射性配體結(jié)合實驗中，當(dāng)標(biāo)記配體與受體的結(jié)合達(dá)到平衡時，加入高濃度的非標(biāo)記配體，可取代標(biāo)記配體，表現(xiàn)出受體配體結(jié)合的可逆性。第五章受體概念及基本特性以上三點都是基于放射性配體結(jié)合分析實驗，并不是鑒定受體的唯一和最后的手段。由這種方法所檢測到的只是放射性配體的結(jié)合部位，還應(yīng)進(jìn)一步確定結(jié)合部分與功能的相關(guān)性以及受體分子的結(jié)構(gòu)。確切地說，作為檢定受體的指標(biāo)，應(yīng)包括三個部分的研究結(jié)果，一是放射配基結(jié)合分析；二是受體結(jié)合與功能相關(guān)，即某一特定類型的受體與配體結(jié)合反應(yīng)能觀察到相應(yīng)的效應(yīng)，例如腺苷酸環(huán)化酶活性的激動或抑制，磷酰肌醇代謝的消長，以及陰離子或陽離子通道的開放與關(guān)閉等等；三是受體結(jié)構(gòu)的確定，即它的氨基酸組成和順序及三維結(jié)構(gòu)等。第五章受體概念及基本特性受體的分類（1）神經(jīng)遞質(zhì)受體：這是人們通過藥理學(xué)和生理學(xué)方法最早認(rèn)識的受體，例如乙酰膽堿受體，γ-氨基丁酸受體、5-羥色胺受體、多巴胺受體等。第五章受體概念及基本特性（2）激素受體：這類受體除了經(jīng)典的激素，如胰島素、甲狀腺素等外，所有新近發(fā)現(xiàn)的主要作用于局部，但也可作用到遠(yuǎn)隔部位和種類繁多的化學(xué)信息分子的受體都包括在這一類中，如前列腺素受體（花生四烯酸代謝產(chǎn)物）、白三烯類受體、嘌呤受體、腺苷和腺苷酸受體、細(xì)胞因子（白介素、干擾素、腫瘤壞死因子）受體等。（3）攝取血漿蛋白或轉(zhuǎn)運物質(zhì)的受體：如低密謀脂蛋白受體、肝細(xì)胞的去唾酸糖蛋白受體等。第五章受體概念及基本特性（4）細(xì)胞粘附受體：這類受體介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞、細(xì)胞與間質(zhì)之間的相互作用。細(xì)胞粘附受體與配體結(jié)合后的生物效應(yīng)主要表現(xiàn)為細(xì)胞內(nèi)骨架蛋白結(jié)構(gòu)和功能的改變，以及由此而引起的細(xì)胞變形和運動。（5）化學(xué)趨向性物質(zhì)受體：如細(xì)菌的化學(xué)趨向物質(zhì)受體，高等動物的中性多核白細(xì)胞的甲酰寡肽受體等。第五章受體概念及基本特性（6）直接參與免疫功能的受體：包括T和B淋巴細(xì)胞上的抗原受體、免疫球蛋白受體、補體受體等。（7）藥物受體：在藥物受體的內(nèi)源性配體沒有找到之間，這類受體以藥物分類，如苯環(huán)利定受體。而嗎啡受體，在找到它的內(nèi)源性配體阿片樣肽后，則稱為阿片肽類受體。（8）毒素受體。（9）病原體受體。第五章受體概念及基本特性近年，隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，使人們對受體的本質(zhì)有了較深刻的認(rèn)識，從而有可能根據(jù)受體的結(jié)構(gòu)和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機制進(jìn)行分類。在介紹駝種分類法前，為了便于敘述，我們先定義兩個概念——受體家庭和受體超家族。受體家族指分子結(jié)構(gòu)和功能都相似的一組受體，受體超家族指分子結(jié)構(gòu)相似而功能不同的一組受體。第五章受體概念及基本特性從受體激活到產(chǎn)生效應(yīng)間所需時間差異極大，有些效應(yīng)非常迅速，如神經(jīng)介質(zhì)介導(dǎo)的突觸傳遞，常以毫秒計；幾茶酚胺類產(chǎn)生效應(yīng)需要數(shù)秒鐘，如甲狀腺激素和甾體激素的效應(yīng)需數(shù)小時。而有些肽類激素產(chǎn)生效應(yīng)則需要數(shù)天的時間。這是因為受體與配體結(jié)合后所觸發(fā)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機制不同。根據(jù)現(xiàn)在對受體結(jié)構(gòu)和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機制的認(rèn)識可將受體分為4型（下表）。第五章受體概念及基本特性受體的分型第五章受體概念及基本特性I型配體門控離子通道型（directligand-gatedchanneltype）受體：這型受體多為快速反應(yīng)的神經(jīng)遞質(zhì)受體，如n-Ach受體、GABA-A受體等。受體直接與離子通道相聯(lián)，配體與其結(jié)合后數(shù)毫秒鐘內(nèi)引起細(xì)胞膜的電位變化而產(chǎn)效應(yīng)。II型G蛋白偶聯(lián)型（G-proteincoupledtype）受體：這型受體主要包括很多的激素和慢反應(yīng)神經(jīng)遞質(zhì)的受體，如m-Ach受體、腎上腺素受體和腺苷受體等。這類受體與G蛋白偶聯(lián)，通過G蛋白間接地控制第二信使或離子通道產(chǎn)生效應(yīng)。這型受體與配體從結(jié)合到產(chǎn)生效應(yīng)一般在數(shù)秒到數(shù)分鐘。第五章受體概念及基本特性III型酪氨酸激酶型（tyrosine–kinase-linkedtype）受體：這類受體的最大特點是受體本身具有酪氨酸激酶的活性，通過酪氨酸激酶活性直接控制蛋白質(zhì)的磷酸化，進(jìn)而產(chǎn)生生物效應(yīng)。此型受體包括胰島素及各種生長因子的受體，它們產(chǎn)生生物效應(yīng)一般在數(shù)小時。IV型DNA轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)型（DNAtranscription-regulatedtype）受體：這型受體與前三型不同，它位于可溶性胞漿或細(xì)胞核內(nèi)（前三型位于細(xì)胞膜），因此這類受體也稱核受體，而前三型歸于膜受體，此型受體的激活直接影響DNA轉(zhuǎn)錄，它的效應(yīng)時程需要數(shù)天甚至更長。第五章受體概念及基本特性第二節(jié)抗體分子的結(jié)構(gòu)與功能抗體是高等脊椎動物獲得性免疫反應(yīng)的效應(yīng)分子，就其化學(xué)本質(zhì)而言，所有的抗體均屬球蛋白。但球蛋白并非都是抗體，抗體是球蛋白中的一部分，在血清蛋白電泳中主要表現(xiàn)為移動較慢的γ-球蛋白，也有少量存在于β-或α2-球蛋白的慢悠悠移動區(qū)（圖5-1）。免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）是世界衛(wèi)生組織（WHO）建議采用的各類抗體的統(tǒng)一名稱。第五章受體概念及基本特性第五章受體概念及基本特性下圖顯示了一個典型抗體的結(jié)構(gòu)模式。這一模式是1959年Eldman用β-巰基乙醇解析人IgG的肽鏈組成而加以證實的，以后被確認(rèn)為各類抗體的基本結(jié)構(gòu)單位。由圖可見，抗體的基本單位是一個雙邊對稱的4肽鏈結(jié)構(gòu)，包括2條相同的重鏈（heavychain，分子量50kDa）和2條相同的輕鏈（lightchina，分子量23kDa），鏈間以二硫鍵聯(lián)結(jié)，使整個分子呈現(xiàn)“Y”字形態(tài)，二硫鍵聯(lián)結(jié)兩條重鏈的對應(yīng)區(qū)段，稱樞紐區(qū)（hingeregion）。第五章受體概念及基本特性第五章受體概念及基本特性抗體分子的結(jié)構(gòu)通式可用HL2n表示，HL代表基本的4肽單位，n=1，2，3，4，5。最小的抗體只有2條重鏈和2條輕鏈，1個基本單位，n=1，如IgG；最大的抗體包括10條重鏈和10條輕鏈，5個基本單位，n=5，如IgM。第五章受體概念及基本特性一、Ig輕鏈Ig分子中相對較短而完全相同的兩條肽鏈稱為輕鏈（lightchain，L）由211~217（平均214）個氨基酸殘基組成，通常不含碳水化合物，依據(jù)其抗原性不同又區(qū)分為Kappa(k)鏈和Lambda(λ)鏈兩型。一個Ig分子中只含有一型輕鏈，兩型輕鏈不能共存于一個Ig分子內(nèi)。第五章受體概念及基本特性Ig輕鏈中尚含有特征性的五個半胱氨酸殘基，羧基端的一個半胱氨酸（cysteine）與重鏈（heavychain）之間相應(yīng)的殘基形成鏈間二硫鍵，另外四個半胱氨酸殘基則形成鏈內(nèi)二硫鍵，即21-86和135-194位的聯(lián)接。鏈內(nèi)二硫鍵及其所包含的數(shù)十個殘基實際上是特征性功能區(qū)的重復(fù)或周期性的反映。第五章受體概念及基本特性二、Ig重鏈Ig分子中的相對較長而且完全相同的另外兩條肽鏈稱之為重鏈（heavychains，H），約含450個氨基酸殘基，幾乎是輕鏈的兩倍，而且具有糖基化位點。Ig重鏈一般區(qū)分為γ(IgG)、μ(IgM)、α(IgA)、δ(IgD)和ε(IgE)五類，第五章受體概念及基本特性三、Ig片段Ig的絞鏈區(qū)（hingeregion）在一級結(jié)構(gòu)上富含脯氨酸，同時存在寡糖基團(tuán)，重鏈間二硫鍵也多集中在此區(qū)，使得肽鏈不能形成螺旋結(jié)構(gòu)而保持較高的柔曲性，這就使得絞鏈區(qū)易于被蛋白酶水解（圖5-3）。常用于水解Ig的蛋白酶類有木瓜酶（papain）和胃蛋白酶（pepsin）。第五章受體概念及基本特性木瓜酶從絞鏈區(qū)的第224位殘基切斷兩重鏈，一個IgG分子可裂解成兩個Fab（fragmentsofantigenbinding）片段和一個Fc（fragmentofcrystallization）片段，包含在Fab片段中的重鏈部分稱為Fd片段，進(jìn)一步的酶反應(yīng)位點在第341和433位殘基，兩位點間的肽段稱為Fc’。第五章受體概念及基本特性將完整IgG與其Fc、Fab和F(ab')2片段進(jìn)行比較可以發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)(ab')2仍然具備完整IgG結(jié)合抗原的部位，并保持了二價特性，可以結(jié)合并交聯(lián)兩個抗原分子，但由于缺乏完整IgG中的Fc片段，因而不具備結(jié)合補體和受體等生物學(xué)效應(yīng)。Fab尚能結(jié)合抗原但卻是單價的，同樣也不具備Fc的效應(yīng)。第五章受體概念及基本特性第五章受體概念及基本特性

Ig的基本類別和特性Ig的重鏈依據(jù)其分子結(jié)構(gòu)和抗原性可區(qū)分為類(class)，共有IgG、IgM、IgA、IgD和IgE五類（圖5-4），它們分別含γ、μ、α、δ和ε重鏈，第五章受體概念及基本特性第五章受體概念及基本特性一、IgGIgG約占總Ig的75%，血清中濃度為8~16mg/ml，血管內(nèi)人布約45%。IgG的分子量為150kDa，含糖量為3%，呈典型四肽鏈結(jié)構(gòu)，具有二價的抗原結(jié)合位點和三個恒定區(qū)（CH1、CH2和CH3）。IgG可以通過胎盤，也是機體二次免疫反應(yīng)中的主要抗體，具有較強的中和能力。第五章受體概念及基本特性二、IgMIgM占血清總抗體的5%~10%，血清中濃度為0.5~2mg/ml，血管內(nèi)分布占80%。IgM為五聚體并含J鏈，分子量高達(dá)900kDa（單體的分子量為180kDa），含糖量約12%。第五章受體概念及基本特性三、IgA循環(huán)性IgA約中總IgA的85%，血清中濃度為1~4mg/ml，占血清中總抗體的10%左右，其血管內(nèi)分布約為42%。血清中的IgA是單體、二聚體和多聚體的混合形式，其中單體IgA占80%，其分子量為160kDa，結(jié)構(gòu)與IgG類似，含糖量是7%。IgA中的重鏈為α鏈，盡管它沒有額外的同源單位，卻比IgG分子中的γ鏈長，分子量為55kDa。IgA在粘膜免疫和獲得性免疫中發(fā)揮作用。第五章受體概念及基本特性四、IgDIgD在血清中的濃度低于0.4mg/ml，占血清中總抗體的1%，血管內(nèi)分布約葉75%，IgD結(jié)構(gòu)類似IgG，分子量為180kDa，其中含糖量達(dá)12%，重鏈為δ鏈，分子量為62kDa，長于IgG中的γ鏈。第五章受體概念及基本特性五、IgEIgE在血清中的濃度極低（10~400ng/ml），占血清中總抗體的0.01%，血管內(nèi)分布占51%。IgE也呈單體形式存在，分子量為190kDa，含糖量為12%。IgE分子中的重鏈為ε鏈。分子量是70kDa，含有四個恒定區(qū)。第五章受體概念及基本特性抗原抗體反應(yīng)結(jié)合抗原是抗體的基本性質(zhì)，抗原抗體反應(yīng)的動力學(xué)，以及抗體活性的測定方法，都是免疫化學(xué)研究的重要內(nèi)容。圖5-5顯示了與抗體結(jié)合抗原有關(guān)的各種作用力。與形成這些力有關(guān)的離子或原子基團(tuán)根植于抗原決定簇與抗體結(jié)合部位的分子內(nèi)部，兩者是否匹配及所產(chǎn)生的吸引與排斥的綜合效果，將在很大程度上決定著抗體的親和性。第五章受體概念及基本特性抗體的特異性和親和性同是抗體活性的指征，但各自的形成機制卻不相同，如特異性所必需的分子基團(tuán)與支持親和性的基團(tuán)一致，則特異性強的抗體，親和性也高；反之就可能出現(xiàn)特異性與親和性偏離的現(xiàn)象。第五章受體概念及基本特性第五章受體概念及基本特性抗體活性的檢測一般以結(jié)合抗原后所產(chǎn)生的形態(tài)變化為指征。有人將抗原抗體反應(yīng)分為不同的等級，簡單地說，一級反應(yīng)限定在溶解狀態(tài)；二級反應(yīng)要有肉眼可見的凝集或沉淀現(xiàn)象；三級反應(yīng)則必須出現(xiàn)由抗體直接或間接引起的生物效應(yīng)，如細(xì)胞溶解、局部組織壞死等。第五章受體概念及基本特性第三節(jié)核酸探針制備核酸探針是一類具有特異順序的DNA或RNA克隆片段。它們能專一性地與受檢目標(biāo)DNA互補結(jié)合（分子雜交），檢測核酸的質(zhì)和量。它具備兩個基本功能要素：（1）示蹤：探針依據(jù)自己特有的堿基順序，從茫茫DNA和RNA的大分子群體中，通過堿基互補的原則，跟蹤和發(fā)現(xiàn)與自己同源的核酸順序；第五章受體概念及基本特性（2）顯示性：核酸探針在捕捉到目標(biāo)DNA后，通過自己的顯示器，顯現(xiàn)目標(biāo)DNA的存在及其性質(zhì)。探針制備就是將其示蹤性和顯示性融入一體的過程。分類：分為DNA、RNA和人工合成核酸三大類。它們有著不同的來源和制備方法、根據(jù)不同的檢測目的和示蹤要求，可以選擇和應(yīng)用不同類型的核酸探針。第五章受體概念及基本特性核酸標(biāo)記重組DNA技術(shù)發(fā)展往往依賴于新的檢測手段的出現(xiàn)，使我們能檢出和分析從克（g）到微微克（10-12g，即pg皮克）水平的DNA，能操作十分之一微升（0.1μl）體積的DNA。目前實際可以應(yīng)用的三個基本檢測和示蹤DNA的手段，它們是：（1）用紫外分光光度儀測量核酸，定量和檢出每毫升微克水平（μg/ml）的DNA；（2）用溴乙錠（E.B）染核酸的熒光紫外分析定量（10ngDNA）;（3）同位素（如32P）標(biāo)記核酸的定量和檢定（pgDNA）。第五章受體概念及基本特性許多核酸分析工作都是在非常小的體積中進(jìn)行的，這有利于一些酶促反應(yīng)的完成（如限制性酶解，DNA連接與克隆、cDNA合成和DNA的體外合成等）。應(yīng)用32P等同位素做為示蹤劑，可以使我們很容易監(jiān)測到DNA的存在及工作狀態(tài)，并進(jìn)行定量分析。第五章受體概念及基本特性32P在水和塑料中釋放β射線距離為6mm，能激發(fā)表面熒光，因而在自顯影時可用增感屏，可以加倍使X光感光。第五章受體概念及基本特性核酸標(biāo)記是通過酶促反應(yīng)將放射性核素（如32P等）參入到DNA或RNA分子中。由于不同研究的目的所應(yīng)用的核酸分子性質(zhì)不同。如RNA與DNA，大分子（1-10kb）與小分子（10-100bp），單鏈與雙鏈，環(huán)狀與線狀分子等，核酸分子的標(biāo)記方法也各不相同，但有一點是共同的，即它們都是用含同位素的NTP或dNTP為標(biāo)記構(gòu)件分子，通過DNA合成