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　　細(xì)胞通過化學(xué)信息進(jìn)行通訊的能力取決于信號(hào)分子的合成與分泌以及受體與配體的相互識(shí)別和結(jié)合，配體與受體的結(jié)合又與配體與受體的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)相關(guān)聯(lián)。

　　■ 表面受體超家族（surface receptor superfamilies）

　　根據(jù)表面受體進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的方式將受體分為三大類，若是根據(jù)表面受體與質(zhì)膜的結(jié)合方式則可分為單次跨膜、7次跨膜和多亞單位跨膜等三個(gè)家族（圖5-13）。

圖5-13 單次、7次與多亞基跨膜的表面受體

　　■ 受體與配體相互作用的特點(diǎn)

　　多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞，其周圍環(huán)境中常常有多達(dá)幾百種的化學(xué)信號(hào)分子，細(xì)胞如何去識(shí)別？是否一種信號(hào)分子只能作用于一種類型的細(xì)胞？受體與配體如何結(jié)合？這些都是由受體自身的特性決定的。

　　● 特異性（specificity） 受體與配體的結(jié)合是高度特異性的反應(yīng)，但不是絕對(duì)的， 有受體交叉（receptor crossover）現(xiàn)象 .

　　請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)研究受體與配體結(jié)合的特異性

　　● 高親和力（high affinity binding）

　　受體與配體結(jié)合的能力稱為親和力。通過配體與受體結(jié)合反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)分析可獲得親和力的信息。受體對(duì)其配體的親和力很強(qiáng)， 親和力越強(qiáng)， 受體越容易被占據(jù)。親和力的大小常用受體-配體復(fù)合物的解離常數(shù)（Kd）值來表示， 通常是10-9 M左右。

　　● 飽和性（saturation）

　　由于細(xì)胞含有有限數(shù)量受體分子，提高配體分子的濃度，可使細(xì)胞的受體全部被配體所占據(jù)，此時(shí)的受體處于飽和狀態(tài)，因?yàn)榧词乖黾优潴w的濃度也不會(huì)增加配體與受體的結(jié)合。由于一個(gè)細(xì)胞或一定組織內(nèi)受體的數(shù)目是有限的， 因此受體與配體的結(jié)合是可以飽和的。［醫(yī)學(xué)教育 網(wǎng) 搜集整理］

　　● 可逆性（reversibility）

　　配體與受體的結(jié)合是通過非共價(jià)鍵，所以是快速可逆的。 當(dāng)引發(fā)出生物效應(yīng)后， 受體-配體復(fù)合物解離， 受體可以恢復(fù)到原來的狀態(tài)， 并再次使用。受體與配體結(jié)合的可逆性有利于信號(hào)的快速解除，避免受體一直處于激活狀態(tài)。

　　● 生理反應(yīng) （physiological response）

　　信號(hào)分子與受體的結(jié)合會(huì)引起適當(dāng)?shù)纳矸磻?yīng)，反應(yīng)的強(qiáng)弱與結(jié)合配體的受體數(shù)量正相關(guān)。如在胰島素與受體的結(jié)合時(shí)，會(huì)激發(fā)葡萄糖向靶細(xì)胞的運(yùn)輸，并且，葡萄糖運(yùn)輸?shù)臄?shù)量隨受體結(jié)合胰島素的數(shù)量增加而增加。

　　■ 信號(hào)分子與受體相互作用的復(fù)雜性

　　盡管細(xì)胞通過產(chǎn)生有限的受體來限制自己對(duì)眾多的細(xì)胞信號(hào)分子作出反應(yīng)，但是信號(hào)分子仍能以相當(dāng)復(fù)雜的方式來控制細(xì)胞的行為。這種復(fù)雜性分表現(xiàn)在兩個(gè)方面∶

　　● 雖然一種信號(hào)只能同一種受體作用，但能作用于不同的靶細(xì)胞引起多種效應(yīng)∶如當(dāng)心肌細(xì)胞暴露于神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿時(shí)，它降低了收縮的頻率；但是當(dāng)唾液腺暴露于相同的信號(hào)分子時(shí)，卻能分泌唾液（圖5-14）。

圖5-14 相同的信號(hào)分子在不同的靶細(xì)胞中引起不同的應(yīng)答

　　不同類型的細(xì)胞以不同的方式對(duì)神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿作出應(yīng)答。在（a）和（b）中，信號(hào)分子與相同的受體蛋白結(jié)合，但由于細(xì)胞的功能不同，引起不同的反應(yīng)；在（c）中乙酰膽堿作用于不同的受體。

　　● 一個(gè)細(xì)胞表面有幾十甚至上千種不同的受體同時(shí)與細(xì)胞外基質(zhì)中的不同信號(hào)分子起作用，這些信號(hào)分子共同作用的影響比任何單個(gè)信號(hào)所起的作用都強(qiáng)得多。所以細(xì)胞必須對(duì)多種信號(hào)進(jìn)行協(xié)調(diào)綜合。由于不同信號(hào)分子間的不同組合，會(huì)使細(xì)胞產(chǎn)生不同的綜合性反應(yīng)，有些信號(hào)組合起來可促進(jìn)使細(xì)胞分裂，有些則促使細(xì)胞死亡。

　　● 親和標(biāo)記法分離表面受體［醫(yī)學(xué) 教育網(wǎng) 搜集 整理］

　　● 親和標(biāo)記（affinity labeling）是常用的分離細(xì)胞表面受體的方法， 其原理是： 將細(xì)胞與超量標(biāo)記的激素（配體）混合，以飽和所有特異受體的激素結(jié)合位點(diǎn)。洗去多余的激素，然后加入能夠與受體和配體結(jié)合的共價(jià)交聯(lián)劑將激素與受體進(jìn)行共價(jià)交聯(lián)（圖5-15）。

圖5-15 親和標(biāo)記胰島素受體

　　大多數(shù)交聯(lián)劑（cross-linking agent）含有兩個(gè)可與蛋白質(zhì)中自由氨基相互作用的基團(tuán)（圖5-16）， 當(dāng)表面受體與配體結(jié)合后，配體和受體上各自的自由氨基的距離靠近到足以被小分子的交聯(lián)劑結(jié)合時(shí)，受體和配體就會(huì)被交聯(lián)在一起。又由于與交聯(lián)劑共價(jià)結(jié)合的配體和受體能夠耐受去垢劑和變性劑的處理，也就是說，在有去垢劑和變性劑存在時(shí)，它們依然交聯(lián)在一起，因而可用去垢劑和變性劑溶解細(xì)胞質(zhì)膜，分離膜蛋白通過電泳進(jìn)行分析。

圖5-16 交聯(lián)劑的分子結(jié)構(gòu)及與受體和配體的共價(jià)交聯(lián)