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1、第七章第七章 受体放射分析（受体放射分析（RBA）第一节第一节 概概 论论 受体的概念最初是在药理学研究中提出的，受体的概念最初是在药理学研究中提出的，并且进行了大量的研究。自并且进行了大量的研究。自8080年代以来，受体年代以来，受体的研究取得了长足的进展，这种进展是与新技的研究取得了长足的进展，这种进展是与新技术、新方法的应用分不开的。例如，利用基因术、新方法的应用分不开的。例如，利用基因克隆技术测定受体的一级结构，使受体的氨基克隆技术测定受体的一级结构，使受体的氨基酸序列得以阐明，并为确定受体的亚型奠定了酸序列得以阐明，并为确定受体的亚型奠定了基础。但这些新技术、新方法不能测定受体的基础
2、。但这些新技术、新方法不能测定受体的亲和力（亲和力（KDKD值）。值）。至今，研究受体亲和力和受体数量最基本，至今，研究受体亲和力和受体数量最基本，最主要的方法仍然是受体的放射性配基结合分最主要的方法仍然是受体的放射性配基结合分析（析（radioligand binding assay of radioligand binding assay of receptorsreceptors，RBARBA），简称受体放射分析。它是），简称受体放射分析。它是应用放射性核素标记配基与特异性的受体结合，应用放射性核素标记配基与特异性的受体结合，研究受体的亲和力和受体的数量，也是研究受研究受体的亲和力和受体
3、的数量，也是研究受体亚型的常用方法。体亚型的常用方法。迄今为止，所有已发现的受体迄今为止，所有已发现的受体（receptorreceptor）都是具有特定氨基酸序列和特定）都是具有特定氨基酸序列和特定构型的蛋白质。每一种受体在细胞上都有特定构型的蛋白质。每一种受体在细胞上都有特定的宏观分布（器官和组织特异性）和微观分布的宏观分布（器官和组织特异性）和微观分布（细胞或细胞核）。（细胞或细胞核）。虽然受体在总蛋白分子中所占的份额很虽然受体在总蛋白分子中所占的份额很小，约为十万到百万分之一，但受体的功能小，约为十万到百万分之一，但受体的功能却十分重要，它接受细胞外的特定信号（神却十分重要，它接受细胞
4、外的特定信号（神经递质、激素、某些药物等），通过受体后经递质、激素、某些药物等），通过受体后特定的信号传递系统，引起细胞的特定反应，特定的信号传递系统，引起细胞的特定反应，因此，受体是高等动物适应环境、协调机体因此，受体是高等动物适应环境、协调机体各种细胞功能的关键分子。可以认为，受体各种细胞功能的关键分子。可以认为，受体是细胞适应内外环境最重要的门户，在中枢是细胞适应内外环境最重要的门户，在中枢神经系统中更是信息传递和储存的枢纽。神经系统中更是信息传递和储存的枢纽。一、受体的分类和受体亚型一、受体的分类和受体亚型 按受体所在的部位不同分为细胞膜受按受体所在的部位不同分为细胞膜受体和细胞核受体
5、。每种受体都有特异的内体和细胞核受体。每种受体都有特异的内源性和外源性配基，但是药理实验和放射源性和外源性配基，但是药理实验和放射配基结合实验发现，不少受体存在两种或配基结合实验发现，不少受体存在两种或两种以上的亚型。所谓受体的亚型是指受两种以上的亚型。所谓受体的亚型是指受体分子结构上既有部分相同之处，也存在体分子结构上既有部分相同之处，也存在部分差别，它们对一定的配基有不同的亲部分差别，它们对一定的配基有不同的亲和力，在生物学上具有各自不同的效应。和力，在生物学上具有各自不同的效应。受体亚型的区分是生物进化的结果，有利受体亚型的区分是生物进化的结果，有利于机体处理信息的能力及适应性更强。于机
6、体处理信息的能力及适应性更强。二、跨膜受体的信号传递通路二、跨膜受体的信号传递通路 跨膜受体是含糖或不含糖的蛋白质分子跨膜受体是含糖或不含糖的蛋白质分子，它的主要作用是将细胞外的信号传导到细，它的主要作用是将细胞外的信号传导到细胞内，信号再从细胞浆传递到效应器，最后胞内，信号再从细胞浆传递到效应器，最后是一个特定的生物学效应。信号的这种传导是一个特定的生物学效应。信号的这种传导过程称为信号传导通路（过程称为信号传导通路（signal transudation signal transudation pathwaypathway），它是当今生物学领域中一个重大），它是当今生物学领域中一个重大的研
7、究课题。受体信号传导的确切通路和机的研究课题。受体信号传导的确切通路和机理至今仍未完全阐明，同学们可参阅理至今仍未完全阐明，同学们可参阅“细胞细胞生物学生物学”等相关课程。等相关课程。三、受体与配基结合的特性三、受体与配基结合的特性 1 1、可饱和性（、可饱和性（satiabilitysatiability）每个细胞所每个细胞所含受体数是有限的，因此配基与受体结合的反应含受体数是有限的，因此配基与受体结合的反应曲线应该具有可饱和性，受体结合反应呈高亲和曲线应该具有可饱和性，受体结合反应呈高亲和性和低容量，而非特异结合则呈低亲和性和高容性和低容量，而非特异结合则呈低亲和性和高容量，后者的剂量反应
8、曲线不呈可饱和性。量，后者的剂量反应曲线不呈可饱和性。2 2、可逆性（、可逆性（reversibilityreversibility）激素、递质激素、递质和药物与特异性受体结合反应是可逆的，当受体和药物与特异性受体结合反应是可逆的，当受体周围的配基浓度降低，结合反应就逆向进行，即周围的配基浓度降低，结合反应就逆向进行，即配基受体复合物很快解离，解离后的配基是原形配基受体复合物很快解离，解离后的配基是原形，不起代谢变化，这跟酶与底物作用结果不同，不起代谢变化，这跟酶与底物作用结果不同，底物经酶作用后变成代谢产物。底物经酶作用后变成代谢产物。3 3、特异性（、特异性（specificityspec
9、ificity）和亲和性（）和亲和性（affinityaffinity）受体具有特异识别配基的性能，因此，只有受体具有特异识别配基的性能，因此，只有严格构型和构象的配基分子才能选择性地与受体严格构型和构象的配基分子才能选择性地与受体结合。受体的特异性还表现在器官或组织（靶器结合。受体的特异性还表现在器官或组织（靶器官）的专一性上，如雌激素对子宫、阴道、乳腺官）的专一性上，如雌激素对子宫、阴道、乳腺等器官有兴奋作用，这是因为这些器官上雌激素等器官有兴奋作用，这是因为这些器官上雌激素受体的数量明显高于非靶器官。受体的亲和性是受体的数量明显高于非靶器官。受体的亲和性是指受体和配基的结合能力，受体亲和
10、性高就说明指受体和配基的结合能力，受体亲和性高就说明受体和配基结合的牢固，不容易解离。受体亲和受体和配基结合的牢固，不容易解离。受体亲和性的定量指标就是受体的平衡解离常数性的定量指标就是受体的平衡解离常数KDKD值。受值。受体的体的KDKD值一般在值一般在1010-8-8-10-10-10-10mol/Lmol/L之间，之间，KDKD值在值在1010-9 9mol/Lmol/L以上的受体，一般认为是高亲和性。以上的受体，一般认为是高亲和性。4 4、与效应的一致性、与效应的一致性 受体的主要功能是介导配基的生物效应，如受体的主要功能是介导配基的生物效应，如果一种蛋白能与某种物质结合而不介导特定的
11、生果一种蛋白能与某种物质结合而不介导特定的生物效应，那么这种蛋白不能称之为受体。所以用物效应，那么这种蛋白不能称之为受体。所以用生物效应作为观察受体和配基性质的标准是十分生物效应作为观察受体和配基性质的标准是十分必要的。从配基的角度分析，有的是阳性效应，必要的。从配基的角度分析，有的是阳性效应，有的是阴性效应。阳性效应就是配基与受体结合有的是阴性效应。阳性效应就是配基与受体结合后引起阳性生理效应，称为激动剂。阴性效应就后引起阳性生理效应，称为激动剂。阴性效应就是配基与受体结合后不但不引起阳性生理效应，是配基与受体结合后不但不引起阳性生理效应，而且阻断内源性配基的阳性生理作用，称为拮抗而且阻断内
12、源性配基的阳性生理作用，称为拮抗剂或阻断剂。剂或阻断剂。四、受体的生理调节四、受体的生理调节 细胞膜上受体的数量和亲和性随细胞所处的细胞膜上受体的数量和亲和性随细胞所处的环境而发生变化。受体的这种生理调节现象与人环境而发生变化。受体的这种生理调节现象与人体的疾病、药物作用有着密切的关系。受体的生体的疾病、药物作用有着密切的关系。受体的生理调节作用可分为向上调节和向下调节。理调节作用可分为向上调节和向下调节。1 1、向下调节（、向下调节（down-regulationdown-regulation）细胞所处环境中某种激动剂的浓度增高或长细胞所处环境中某种激动剂的浓度增高或长期作用，其结果使相应受
13、体的数量减少，并出现期作用，其结果使相应受体的数量减少，并出现受体对此物质的敏感性下降，或耐受性增高等现受体对此物质的敏感性下降，或耐受性增高等现象，如哮喘病人长期服用象，如哮喘病人长期服用-激动剂产生的耐受性激动剂产生的耐受性增高，即药效减弱。增高，即药效减弱。2 2、向上调节（、向上调节（up-regulationup-regulation）细胞所处环境中某种拮抗剂的浓度过高或细胞所处环境中某种拮抗剂的浓度过高或长期作用，结果会使受体数量增高，出现受体敏长期作用，结果会使受体数量增高，出现受体敏感性增高，表现为增敏，或撤药后反跳现象。如感性增高，表现为增敏，或撤药后反跳现象。如高血压病人长
14、期服用心得安时对儿茶酚胺增敏，高血压病人长期服用心得安时对儿茶酚胺增敏，若突然停药，可出现血压升高的反跳现象。由于若突然停药，可出现血压升高的反跳现象。由于受体在整体条件下，随机体状态变化，会出现生受体在整体条件下，随机体状态变化，会出现生理调节，因此对受体数量和亲和性测定就成为研理调节，因此对受体数量和亲和性测定就成为研究病理变化和评价药效的重要内容。究病理变化和评价药效的重要内容。第二节第二节 受体配基结合反应的基本原理受体配基结合反应的基本原理 一、简单单位点系统受体与配基相互结合一、简单单位点系统受体与配基相互结合的基本规律的基本规律（一）质量作用定律（一）质量作用定律（mass ac
15、tion lawmass action law）对某种受体而言，它的全部受体都以相同的亲和对某种受体而言，它的全部受体都以相同的亲和性以单分子与特定的配基相结合（分子比为性以单分子与特定的配基相结合（分子比为1 1：1 1），而且不表现明显的正负协同作用，理论上讲），而且不表现明显的正负协同作用，理论上讲结合后产生的生物效应也应完全相同。即为简单结合后产生的生物效应也应完全相同。即为简单单位点系统。有时，一个受体系统中存在两（多单位点系统。有时，一个受体系统中存在两（多）种亚型，但所用配基无选择性，尽管亚型的生）种亚型，但所用配基无选择性，尽管亚型的生物效应可能不全相同，结合反应却表现出完全相
16、物效应可能不全相同，结合反应却表现出完全相同的特征，这时，也可作为单位点系统来看待。同的特征，这时，也可作为单位点系统来看待。（二）复合物的浓度和配基浓度的关系：（二）复合物的浓度和配基浓度的关系：上式展开，重排，得到下式：上式展开，重排，得到下式：可以看出，可以看出，RLRL和和LT LT 并非线性关并非线性关系，而是曲线关系，对一定数量（系，而是曲线关系，对一定数量（RTRT固定）和一定亲和力（固定）和一定亲和力（KDKD固定）的受体固定）的受体来说，配基浓度从零开始上升时，复合来说，配基浓度从零开始上升时，复合物浓度先是上升很快，以后逐渐变慢，物浓度先是上升很快，以后逐渐变慢，最后绝大多数受体都变为复合物，也就最后绝大多数受体都变为复合物，也就是受体被饱和了。这就是饱和曲线是受体被饱和了。这就是饱和曲线 （saturation curve)saturation curve)（图（图9 91 1）。）。曲线的曲线的高度主要反高度主要反映受体的数映受体的数量多少，曲量多少，曲线上升的快线上升的快慢则主要反慢则主要反映受体和配映受体和配基的亲和力基的亲和力（亲和力越（亲和力越高，上升越
