《离子通道病》PPT课件

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1、神经系统离子通道病History1890WilhelmOstwaldproposedtheideathatelectricsignalswereproducedbyionsmovinginandoutofthecell.HewasawardedtheNobelPrizein1909forthediscovery.JohnEccles,AlanHodgkinandAndrewHuxleywereabletoshowhowpotassiumandsodiumionswereinvolvedinchemicalcascades.TheywereawardedNobelPrizei

2、nthe1963.Abetterunderstandingofcellmembranestructuresandchannelfunctionshasbeenachievedby3scientificadvances:cloningandsequencingofgenes(site-directedmutagenesis)patch-clamptechnique(NeherandSakmann---NobelPrize)useofselectiveneurotoxins(TTX)PatchClampRecordingTechnique1、离子通道2、神经系统离子通道病3、钾

3、离子通道及癫痫1、离子通道转运机制离子载体或交换体Carrier离子泵Ionpump离子通道ChannelMembraneTransportProteins1、离子载体或交换体2、离子泵（Ionpump）通过消耗能量的方式进行逆电化学浓度差的离子转运，例如：钠钾泵、钙泵等，本质是ATP酶，为主动转运。（1）钠钾泵构成：由２个大亚基、２个小亚基组成的4聚体，也称Na+-K+ATP酶。工作原理：对离子的转运循环依赖自磷酸化过程，所以叫做P-type离子泵。每个周期转出３个钠离子，转入２个钾离子。Na+-K+ATPPUMP钠钾泵的作用①维持低Na+高K+的细胞内环境②维持细胞的渗

4、透性，保持细胞体积③维持细胞的静息电位（2）钙离子泵作用：维持细胞内较低的钙离子浓度（胞内钙浓度10-7M，胞外10-3M）。每分解一个ATP分子，泵出2个Ca2+。位置：质膜、内质网膜。Ca++ATPaseMaintainslowcytosolic[Ca++]PresentInPlasmaandERmembranesModelformodeofactionforCa++ATPaseConformationchange3、离子通道（Channel）离子通道离子通道在膜上形成特殊的亲水性孔道，当感受到一定的刺激时，孔道开放可有选择性地让某种离子通过膜而顺其电化学梯度进行被动转

5、运，并产生膜电流。离子通道大量分布于神经系统，离子通道的数量及类型根据细胞类型及定位的不同而有所不同。Channelopenandclose离子通道性能特殊电、机械或化学信号作用下开放或关闭识别和选择特殊离子传导离子离子通道离子通道的开放与关闭包含通道的空间构象变化，1998年美国科学家MacKinnon首次测定出钾通道的空间结构，从而荣获2003年度诺贝尔奖化学奖。RoderickMacKinnon开创了离子通道研究的新纪元！！！3DStructureofPotassiumchannelScience,1998,280:69离子通道离子通道由不同的亚基组成，不同亚基具有不

6、同的功能，并被不同的基因所编码。多数离子通道包含1个主要亚基和3-4个辅助亚基主要亚基具有独立执行通道功能的能力，而辅助亚基则具有提高表达、调节通道生理特性的功能。Eachalpha1subunithas4homologousrepeatdomains,eachcomprisedof6transmembranesegmentsalpha1modulatedbyothersubunits离子通道3种状态：静息关闭、开放、失活关闭。3种过程：激活、失活、复活。通道分类：门控通道：需要一把钥匙来开启通道的门,根据不同的激活机制分为电压、质子、配体、机械、第二信使门控通道等等。非门

7、控通道：开放和关闭与膜内、外离子浓度梯度有关。一、电压门控通道电压门控通道：离子传导性受膜电位变化影响的一类通道，通道上存在对膜电场敏感的电压传感器，触发通道发生空间构象变化，影响通道的开放和关闭。电压门控通道家族包括：钾、钠、钙、氯离子通道。VoltagegatedK+channelK+通道由四个亚基组成，每个亚基有6个跨膜α螺旋(S1-S6)。连接S5-S6段的发夹样β折叠，构成通道内衬，允许K+通过，S4段为电压感受器。K+channel4thsubunitnotshown二、酸敏感性通道酸敏感性通道：对pH