《分子藥理學(xué)》ppt課件

1、分子藥理學(xué)分子藥理學(xué)molecular pharmacology 周四桂周四桂廣東藥學(xué)院廣東藥學(xué)院 藥理系藥理系綜述范圍 細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與疾病細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與疾病 細(xì)胞凋亡與疾病細(xì)胞凋亡與疾病 氧化應(yīng)激與疾病氧化應(yīng)激與疾病 蛋白質(zhì)組學(xué)研討進(jìn)展蛋白質(zhì)組學(xué)研討進(jìn)展 細(xì)胞自噬的作用及與細(xì)胞凋亡之間的聯(lián)細(xì)胞自噬的作用及與細(xì)胞凋亡之間的聯(lián)絡(luò)絡(luò) 細(xì)胞重編程的研討情況及其醫(yī)學(xué)意義細(xì)胞重編程的研討情況及其醫(yī)學(xué)意義 表觀遺傳學(xué)對醫(yī)藥開展的影響表觀遺傳學(xué)對醫(yī)藥開展的影響藥物效應(yīng)動力學(xué)藥物效應(yīng)動力學(xué)PharmacodynamicsPharmacodynamics藥物代謝動力學(xué)藥物代謝動力學(xué)Pharmacokinetic

2、sPharmacokinetics作用、作用機(jī)制作用、作用機(jī)制吸收、分布、代謝、排泄吸收、分布、代謝、排泄 生命科學(xué)的開展由宏觀到微觀，藥理學(xué)生命科學(xué)的開展由宏觀到微觀，藥理學(xué)的研討也由整體程度、器官程度、組織的研討也由整體程度、器官程度、組織程度、細(xì)胞及亞細(xì)胞程度深化到基因及程度、細(xì)胞及亞細(xì)胞程度深化到基因及其表達(dá)產(chǎn)物的分子程度。其表達(dá)產(chǎn)物的分子程度。 作為藥理學(xué)研討對象的藥理作用，本來就是作為藥理學(xué)研討對象的藥理作用，本來就是藥物小分子和生物大分子之間的相互作用。藥物小分子和生物大分子之間的相互作用。 分子藥理學(xué)屬于藥理學(xué)的一個重要分支，是分子藥理學(xué)屬于藥理學(xué)的一個重要分支，是藥理學(xué)開展的

3、一門前沿學(xué)科。是以分子為根藥理學(xué)開展的一門前沿學(xué)科。是以分子為根本功能單位，用分子生物學(xué)的實際和技術(shù)，本功能單位，用分子生物學(xué)的實際和技術(shù)，從分子程度和基因表達(dá)的角度，去研討、分從分子程度和基因表達(dá)的角度，去研討、分析和闡明藥物與機(jī)體間相互作用的原理。析和闡明藥物與機(jī)體間相互作用的原理。 分子生物學(xué)方法：研討根底分子生物學(xué)方法：研討根底 蛋白質(zhì)印跡蛋白質(zhì)印跡(western blot)、PCR、real-time PCR、RNA干擾、重組質(zhì)粒構(gòu)建、轉(zhuǎn)基因干擾、重組質(zhì)粒構(gòu)建、轉(zhuǎn)基因動物、基因敲除動物等動物、基因敲除動物等 放射配體放射配體-受體結(jié)合測定法受體結(jié)合測定法 用放射性核素用放射性核素(

4、3H、125I)標(biāo)志配體與含有受標(biāo)志配體與含有受體的組織、細(xì)胞、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)或純化的蛋白，體的組織、細(xì)胞、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)或純化的蛋白，在適宜的條件下孵育，使之構(gòu)成復(fù)合體，測定復(fù)合在適宜的條件下孵育，使之構(gòu)成復(fù)合體，測定復(fù)合體的放射性，經(jīng)過作圖、計算求得參數(shù)，從其參數(shù)體的放射性，經(jīng)過作圖、計算求得參數(shù)，從其參數(shù)判別受體的選擇性和分型。判別受體的選擇性和分型。分子藥理學(xué)的研討技術(shù)與方法分子藥理學(xué)的研討技術(shù)與方法 電生理學(xué)方法：膜片鉗技術(shù)電生理學(xué)方法：膜片鉗技術(shù) 經(jīng)過測定細(xì)胞膜上眾多離子流中單一跨膜經(jīng)過測定細(xì)胞膜上眾多離子流中單一跨膜離子流，從電壓與電流之比求出膜電導(dǎo)變化，離子流，從電壓與電流之比

5、求出膜電導(dǎo)變化，分析離子通道開關(guān)的動態(tài)變化。分析離子通道開關(guān)的動態(tài)變化。 免疫學(xué)檢測方法：免疫組織化學(xué)、酶聯(lián)免疫免疫學(xué)檢測方法：免疫組織化學(xué)、酶聯(lián)免疫吸附法吸附法 生物活性物質(zhì)的定性和定量檢測：熒光分光生物活性物質(zhì)的定性和定量檢測：熒光分光光度法、氣相色譜、高壓液相色譜等光度法、氣相色譜、高壓液相色譜等 受體：受體的三級構(gòu)造、受體及其亞型的克隆及受體：受體的三級構(gòu)造、受體及其亞型的克隆及構(gòu)造研討、受體與配體結(jié)合位點的三維構(gòu)象及結(jié)構(gòu)造研討、受體與配體結(jié)合位點的三維構(gòu)象及結(jié)合機(jī)制研討、高選擇性受體及其亞型的配體研討合機(jī)制研討、高選擇性受體及其亞型的配體研討等。等。 細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)：細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)：

6、 對發(fā)病機(jī)制的深化認(rèn)識對發(fā)病機(jī)制的深化認(rèn)識 為新的診斷和治療提供靶點為新的診斷和治療提供靶點 新藥挑選靶點：運(yùn)用計算機(jī)技術(shù)與機(jī)器人技術(shù)，新藥挑選靶點：運(yùn)用計算機(jī)技術(shù)與機(jī)器人技術(shù)，建立了藥物高通量挑選系統(tǒng)，研制高效新藥。建立了藥物高通量挑選系統(tǒng)，研制高效新藥。分子藥理學(xué)的前景展望分子藥理學(xué)的前景展望 構(gòu)效關(guān)系與新藥分子設(shè)計：根據(jù)分子構(gòu)造構(gòu)效關(guān)系與新藥分子設(shè)計：根據(jù)分子構(gòu)造-藥理藥理作用關(guān)系，結(jié)合計算機(jī)圖像從屏幕上直觀、立體作用關(guān)系，結(jié)合計算機(jī)圖像從屏幕上直觀、立體地觀看構(gòu)型變化，指點藥物分子構(gòu)造的改造，優(yōu)地觀看構(gòu)型變化，指點藥物分子構(gòu)造的改造，優(yōu)選出低毒、高效的配體分子，有針對性地設(shè)計合選出低毒

7、、高效的配體分子，有針對性地設(shè)計合成新藥。成新藥。 生物制藥：利用基因工程用細(xì)菌制造藥物。如重生物制藥：利用基因工程用細(xì)菌制造藥物。如重組鏈激酶、人胰島素、人生長素、白細(xì)胞介素等組鏈激酶、人胰島素、人生長素、白細(xì)胞介素等分子藥理學(xué)的前景展望分子藥理學(xué)的前景展望 基因治療基因治療:利用重組利用重組DNA技術(shù)在體外組裝好一段技術(shù)在體外組裝好一段正常的基因，采用導(dǎo)入技術(shù)將該片段導(dǎo)入宿主細(xì)正常的基因，采用導(dǎo)入技術(shù)將該片段導(dǎo)入宿主細(xì)胞內(nèi)進(jìn)展表達(dá)，從而將不正常的基因予以糾正。胞內(nèi)進(jìn)展表達(dá)，從而將不正常的基因予以糾正。 免疫治療：免疫治療： 單克隆抗體：腫瘤的診斷和治療單克隆抗體：腫瘤的診斷和治療 器官移植

8、排斥反響的治療器官移植排斥反響的治療分子藥理學(xué)的前景展望分子藥理學(xué)的前景展望受體藥理學(xué)受體藥理學(xué)神經(jīng)遞質(zhì)與受體神經(jīng)遞質(zhì)與受體Loewis ExperimentThe Nobel Prize in Physiology or Medicine 1936Henry Dale1875 - 1968Otto Loewi1873 - 1961細(xì)胞內(nèi)受體：核受體細(xì)胞內(nèi)受體：核受體細(xì)胞膜受體細(xì)胞膜受體受體受體離子通道型受體離子通道型受體G G蛋白偶聯(lián)受體蛋白偶聯(lián)受體酪氨酸激酶受體酪氨酸激酶受體三種三種類型類型的膜的膜受體受體(細(xì)細(xì)胞外胞外表受表受體體)一離子通道型受體一離子通道型受體 是細(xì)胞膜上的跨膜蛋白質(zhì)

9、，受體本身構(gòu)成離是細(xì)胞膜上的跨膜蛋白質(zhì)，受體本身構(gòu)成離子通道，能識別配體并與其特異結(jié)合子通道，能識別配體并與其特異結(jié)合 當(dāng)配體與受體結(jié)合后，分子構(gòu)象改動，使離當(dāng)配體與受體結(jié)合后，分子構(gòu)象改動，使離子通道翻開或封鎖，選擇性的促進(jìn)或抑制細(xì)子通道翻開或封鎖，選擇性的促進(jìn)或抑制細(xì)胞膜內(nèi)外離子的快速流動，產(chǎn)生去極化或超胞膜內(nèi)外離子的快速流動，產(chǎn)生去極化或超極化，在幾毫秒內(nèi)引起膜電位變化，從而傳極化，在幾毫秒內(nèi)引起膜電位變化，從而傳送信息，產(chǎn)生生物效應(yīng)送信息，產(chǎn)生生物效應(yīng) N-R：煙堿型乙酰膽堿受體 GABAAR：A型r-氨基丁酸受體 GlyR：甘氨酸受體 EAAR：興奮性氨基酸受體 GluR：谷氨酸受體

10、 離子通道型受體的分子構(gòu)造： 由45個亞基組成，構(gòu)成一個貫穿脂質(zhì)雙層膜的親水性通道 每一個亞基都有4個疏水跨膜螺旋M1-M4 M3和M4之間有一較長的細(xì)胞內(nèi)區(qū)，此區(qū)氨基酸序列高度保守 5個亞基的M2圍成通道的壁，N末端和C末端都在質(zhì)膜的外側(cè) 受體上識別配體并與之結(jié)合的位點，門控著離子通道乙酰膽堿受體的構(gòu)造與其功能乙酰膽堿受體的構(gòu)造與其功能2022-2-322 -氨基丁酸氨基丁酸(GABA)是由谷氨酸在谷氨酸脫羧酶是由谷氨酸在谷氨酸脫羧酶(GAD)作用下脫羧而成，是一種中樞抑制性神經(jīng)遞質(zhì)。作用下脫羧而成，是一種中樞抑制性神經(jīng)遞質(zhì)。 2022-2-323二二G蛋白偶聯(lián)受體蛋白偶聯(lián)受體 G prot

11、ein coupling receptors，GPCRs 目前研討最廣泛、深化的受體類型，已經(jīng)過分子克隆技術(shù)確定了上百種G蛋白耦聯(lián)受體構(gòu)造 此型受體與配體結(jié)合后，效應(yīng)時程普通為數(shù)秒到數(shù)分鐘 G蛋白偶聯(lián)型受體：蛋白偶聯(lián)型受體： 神經(jīng)遞質(zhì)受體神經(jīng)遞質(zhì)受體(腎上腺素受體腎上腺素受體(、-R)、多、多巴胺受體、巴胺受體、5-HT) 多肽激素受體多肽激素受體(血管緊張素血管緊張素II受體、內(nèi)皮素受體、內(nèi)皮素-1受體受體) 腫瘤壞死因子受體腫瘤壞死因子受體 M-乙酰膽堿受體乙酰膽堿受體 與通道型受體不同，G蛋白偶聯(lián)受體均是單一的多肽鏈，肽鏈由400500個氨基酸殘基組成 N端位于細(xì)胞外外表，C端在胞膜內(nèi)側(cè)

12、 整個肽鏈有7個跨膜螺旋區(qū) 跨膜區(qū)氨基酸序列呈高度保守，銜接跨膜螺旋的有3個細(xì)胞外環(huán)和34個細(xì)胞內(nèi)環(huán)G蛋白 G蛋白全稱為蛋白全稱為GTP結(jié)合蛋白或結(jié)合蛋白或GTP結(jié)合調(diào)理蛋白，結(jié)合調(diào)理蛋白，在受體與效應(yīng)蛋白之間起傳送信息作用在受體與效應(yīng)蛋白之間起傳送信息作用 G蛋白位于細(xì)胞內(nèi)側(cè)，是由蛋白位于細(xì)胞內(nèi)側(cè)，是由、和和亞基構(gòu)成的三亞基構(gòu)成的三聚體聚體 不同來源的不同來源的和和亞基非常類似，而亞基非常類似，而亞基構(gòu)造不亞基構(gòu)造不同目前已發(fā)現(xiàn)同目前已發(fā)現(xiàn)20多種，構(gòu)成了不同的多種，構(gòu)成了不同的G蛋白蛋白 活化的活化的G蛋白的蛋白的亞基主要作用于生成或水解細(xì)胞亞基主要作用于生成或水解細(xì)胞內(nèi)第二信使的酶，如內(nèi)

13、第二信使的酶，如AC、PLC等效應(yīng)分子，改動等效應(yīng)分子，改動它們的活性，從而改動細(xì)胞內(nèi)第二信使的濃度。它們的活性，從而改動細(xì)胞內(nèi)第二信使的濃度。Alfred G. GilmanMartin Rodbell1994 年醫(yī)學(xué)和生理學(xué)諾貝爾獎獲得者年醫(yī)學(xué)和生理學(xué)諾貝爾獎獲得者G蛋蛋白偶白偶聯(lián)絡(luò)聯(lián)絡(luò)統(tǒng)：統(tǒng)：外表外表受體受體(七七次跨次跨膜膜)、G蛋蛋白和白和效應(yīng)效應(yīng)物物一一G蛋白的活化啟動信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白的活化啟動信號轉(zhuǎn)導(dǎo) 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的根本方式信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的根本方式 ：配體配體+受體受體G蛋白蛋白效應(yīng)分子效應(yīng)分子第二信使第二信使靶分子靶分子生物學(xué)效應(yīng)生物學(xué)效應(yīng)G蛋白循環(huán) G蛋白本身的活化和非活化作為一種

14、分子開關(guān)，將膜外的信號轉(zhuǎn)換為膜內(nèi)的信號并進(jìn)一步放大信號G蛋白循蛋白循環(huán)環(huán)第二信使第二信使 G-G-蛋白蛋白, , cAMP, cAMP, cGMP, cGMP, 肌醇磷脂肌醇磷脂 Ca 2+ Ca 2+與配體結(jié)合后具有酪氨酸蛋白激酶活性，與配體結(jié)合后具有酪氨酸蛋白激酶活性，如胰島素受體、表皮生長因子受體、血小如胰島素受體、表皮生長因子受體、血小板生長因子受體等。板生長因子受體等。三酪氨酸蛋白激酶受體三酪氨酸蛋白激酶受體 在構(gòu)造上分為三個在構(gòu)造上分為三個區(qū)域：區(qū)域： 位于質(zhì)膜外的配體位于質(zhì)膜外的配體結(jié)合域：肽鏈的結(jié)合域：肽鏈的N端端 跨膜區(qū)：與跨膜區(qū)：與G蛋白偶蛋白偶聯(lián)受體和通道性受聯(lián)受體和通道

15、性受體多次跨膜不同，體多次跨膜不同，每條肽鏈只跨膜一每條肽鏈只跨膜一次次 處于胞漿側(cè)的催化處于胞漿側(cè)的催化域，具有酶的活性，域，具有酶的活性，并具有自磷酸化位并具有自磷酸化位點點作用方式：作用方式：配體如表皮生長因子、胰島素與受配體如表皮生長因子、胰島素與受體結(jié)合，引起受體二聚化體結(jié)合，引起受體二聚化二聚體的酪氨酸蛋白激酶被激活，彼此二聚體的酪氨酸蛋白激酶被激活，彼此使對方的某些酪氨酸殘基磷酸化，這一使對方的某些酪氨酸殘基磷酸化，這一過程稱為本身磷酸化。過程稱為本身磷酸化。利用酪氨酸蛋白激酶活性進(jìn)而影響細(xì)胞利用酪氨酸蛋白激酶活性進(jìn)而影響細(xì)胞內(nèi)信息傳送體系，產(chǎn)生生物效應(yīng)內(nèi)信息傳送體系，產(chǎn)生生物效

16、應(yīng)效應(yīng)時程普通為數(shù)小時效應(yīng)時程普通為數(shù)小時胰島素的作用機(jī)制胰島素的作用機(jī)制 胰島素與特異性受體結(jié)合，引起一系列的信號轉(zhuǎn)胰島素與特異性受體結(jié)合，引起一系列的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，最終引起葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白導(dǎo)，最終引起葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(GLUT4)(GLUT4)激活，將激活，將葡萄糖攜帶入細(xì)胞內(nèi)葡萄糖攜帶入細(xì)胞內(nèi)四核受體四核受體位于細(xì)胞內(nèi)的受體多為轉(zhuǎn)錄因子，與位于細(xì)胞內(nèi)的受體多為轉(zhuǎn)錄因子，與相應(yīng)配體結(jié)合后，能與相應(yīng)配體結(jié)合后，能與DNA的順式作用元的順式作用元件結(jié)合，調(diào)理基因轉(zhuǎn)錄。件結(jié)合，調(diào)理基因轉(zhuǎn)錄。包括糖皮質(zhì)激素受體、雌激素受體、包括糖皮質(zhì)激素受體、雌激素受體、雄激素受體、甲狀腺素受體、維生素雄激素受體、甲狀腺素受體、維生素D受體受體等。等。高度可變區(qū)高度可變區(qū)位于位于N端，為轉(zhuǎn)錄激活構(gòu)造域端，為轉(zhuǎn)錄激活構(gòu)造域DNA結(jié)合區(qū)結(jié)合區(qū)位于中部，含有鋅指構(gòu)造位于中部，含有鋅指構(gòu)造激素結(jié)合區(qū)激素結(jié)合區(qū)位于位于C端，結(jié)合配體或熱休克蛋端，結(jié)合配體或熱休克蛋白，含有核定位信號，使受體白，含有核定位信號，使受體二聚化，激活轉(zhuǎn)錄二聚化，激活轉(zhuǎn)錄鉸鏈區(qū)鉸鏈區(qū)含有核定位信號含有核定位信號 作用方式：作用方式： 在細(xì)胞內(nèi)，受體與