《诺贝尔生理医学奖》PPT课件

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1、1991年诺贝尔生理医学奖得奖者：内尔（ErwinNeher）萨克曼（BertSakmann）王爱民人物简介：内尔(E.Neher)(1944-)【３】Neher内尔，德国细胞生理学家，与Sakmann萨克曼共同获得1991年诺贝尔奖。1980年Neher、Sakmann合作发明了patchclamp技术，发现了细胞膜存在离子通道，Neher和Sakmann一起研究基本细胞功能并发挥微区-钳定技术，这项技术用于检验通过细胞膜的极微弱电流的通道。这一研究成果对于研究细胞功能的调控机制至关重要，可揭示神经系统、肌肉系统、心血管系统及糖尿病等多种疾病的发病机理，并提供治疗的新途径。萨克曼(B.

2、Sakmann)(1942-)【３】Sakmann萨克曼，德国科学家，细胞生理学家，与德国细胞生理学家Neher内尔合作发明了patchclamp技术，发现了细胞膜存在离子通道，而共同获得1991年诺贝尔奖。该技术是一种广泛用于细胞生物学及神经科学研究的方法，可藉以检验小至一万亿分之一安培的通过细胞膜的电流。他与Neher同在一个实验室，他们一道最终确认了细胞膜上离子通道的存在，离子信道是一些具特征性的机制，有的仅允许阳离子通过，有的仅允许阴离子通过，接着他们研究了多种细胞功能，终于发现离子通道在糖尿病、癫痫、某些心血管病.某些神经肌肉疾病中所引起的作用，这些发现使研究新的更为特异性的药

3、物疗法成为可能。得奖内容：发现细胞的单一离子通道之功能（fortheirdiscoveriesconcerning“thefunctionofsingleionchannelsincells）「单一离子通道记录法」（singlechannelrecordingorpatchclamprecording）生物体内的各种细胞由于周遭离子分布的不均匀，因此在平常静止状态时，细胞内所带的电荷是“－＂的，而细胞外通常是比较“＋＂的，这就是所谓的静止膜电位（restingmembranepotential）。当细胞兴奋时如神经的传导，肌肉的收缩或腺细胞的分泌，细胞膜上的离子通道（如Na+channe

4、l）就会打开，让Na+离子由细胞外进入细胞内产生去极化现象（Depolarization）。因此要了解神经细胞间讯息的传递及肌肉细胞收缩的原理，首先就是要探讨细胞膜上各种离子通道如何选择性的运送离子。Neher和Sakmann使用微细之玻璃电极紧密地吸附着肌细胞膜而精确测量到单一离子通道的电流变化，使我们更清础离子通道本身开关之机转及调控困素。由于patchclamp技术之发明，使我们对一些疾病之病因有深层的认识。例如cysticfibrosis是由于氯离子通道（chloridechannels）产生病变而造成。离子通道细胞是通过细胞膜与外界隔离的，在细胞膜上有很多通道，细胞就是通过这些

5、通道与外界进行物质交换的。这些通道由单个分子或多个分子组成，允许一些离子通过。信道的调节影响到细胞的生命和功能。ErwinNeher和BertSakmann合作，结果发现当离子通过细胞膜上的离子通道的时候，产生十分微弱的电流。NeherandSakmann在实验中，利用与离子通道直径近似的钠离子或氯离子，最后达到共识：离子通道是存在的，以及它们如何发挥功能的。有一些离子通道上有接受体，他们甚至发现了这些接受体在通道分子中的定位NeherandSakmann记录了流经单一离子通道的电流已知细胞膜上的离子改变是快速的，但Neher和Sakmann是第一发现有特殊的离子通道实际存在。为了说明离

6、子信道的作用方式，所以必须记录信道是如何开启和闭合的。流经单一离子通道的离子性电流十分微小，这似乎难以证明前述情况。此外，有小的离子通道分子嵌在细胞膜上。Neher和Sakmann成功地解决了这些困难点。他们发明了细小的玻璃微量吸管（直径为athousandthsofamillimeter）作为记录电极。当微量吸管接触进入细胞膜，微量吸管的孔洞周围会形成紧实的密封状（Figure1A,B）。微量吸管内外部的离子改变，仅发生在膜上的离子通道。当单一的离子通道开启，带电的离子将会移动通过离子通道，形成电流。经过精密的电子设备，他们成功地估量出实验中的精微电流（”microscopical”c

7、urrent）。HowDoesanIonChannelOperate?离子通道是如何运作的？离子信道有数种不同的型态。有些只充许带正电的离子通过，例如钠离子、钾离子、或钙离子等，有的只允许阴离子通过，如氯离子。Neher和Sakmann发现了这种特异性是很完备的。其中一个原因是由于离子通道的直径大小，仅适于一特定离子的直径。其中一种离子通道，具有两个带有正荷或是两个负荷胺基酸的环。这种环形成了离子滤器（seeFigure1C），只允