神经生物学-第一篇

1、第一章 神经元 (Neuron)l神经系统的结构和功能单位。一、神经元的结构和功能胞体(Soma)： 营养和代谢中心树突(dendrite) ：接受、传导轴突(axon)：产生、传导功能：接受、整合、传导、传递 信息l质膜 (Plasma membrane), 单位膜 (unit membrane)l化学组成脂质 (lipids)蛋白质 (proteins)糖 (carbohydrates)l基本内容：膜的结构特征是以液态的类脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同生理功能的各种蛋白质分子。l磷脂：70%亲水性的极性基团(磷酸和碱基)疏水性的非极性基团(脂肪酸侧链)l胆固醇：30%l鞘脂：少量l

2、脂质的性质：液态，脂溶性，柔软性和一定的流动性。其流动性大小与某些成分的含量有关。l脂质的作用：屏障la螺旋或球形结构整合蛋白质或内在蛋白质 (Integral proteins or Intrinsic proteins)（受体、通道、离子泵、转运体）周围蛋白质或表面蛋白质 (Peripheral proteins or Extrinsic proteins) 附着在膜表面l物质、能量、信息的跨膜转运或转换载体 (carrier)通道 (channel)离子泵 (pump)受体 (receptor)酶 (enzyme)免疫 (immune)l寡糖或多糖链l形成糖脂和糖蛋白l糖被或细胞外衣 (

3、Glycocalyx or Cell Coat)l主要功能：细胞的“标记”，如作为抗原决定簇膜受体的“识别”部分转运形式包括v被动转运 (passive transport)v主动转运 (active transport)l扩散是溶液中的溶质或溶剂分子由高浓度区向低浓度区净移动l单纯扩散：脂溶性物质或气体顺浓度差的跨细胞膜转运。如O2、CO2、乙醇、脂肪酸。l离子在溶液中的扩散通量决定于 离子的浓度差（浓度梯度） 离子所受的电场力（电位梯度）l跨膜物质转运的扩散通量决定于 电化学梯度 膜的通透性 (permeability)l不溶于脂质或难溶于脂质的物质，在细胞膜上某些特殊蛋白质的“帮助”下，

4、由膜的高浓度一侧向低浓度一侧的转运形式称易化扩散，如葡萄糖、氨基酸、离子等。以载体为中介的易化扩散以通道为中介的易化扩散l特点：高度结构特异性 (specificity)饱和现象 (saturation)竞争性抑制 (competition)顺浓度梯度，不需额外供能l通道：与离子扩散有关的膜蛋白质l跨膜电流 (transmembrane current)：当通道开放引起带电离子跨膜移动形成的电流被动转运的特点： 顺浓度梯度移动，无需细胞额外供能l定义：细胞膜通过本身的某种耗能过程，将某些物质经细胞膜逆浓度梯度或电位梯度转运的过程。l特点：逆浓度梯度进行，消耗能量。l存在于细胞膜上的一种具有AT

5、P酶活性 的特殊蛋白质,可被细胞膜内的Na+增加或细胞外K+的增加所激活，受Mg2+浓度的影响，分解ATP释放能量，进行Na+ 、K+逆浓度和电位梯度的转运。lATP：Na+：K+1：3：2l维持细胞内高K+，是许多代谢反应进行的必需条件；l维持细胞外高Na+，使得Na+不易进入细胞，也阻止了与之相伴随的水的进入，对维持正常细胞的渗透压与形态有着重要意义；l建立势能贮备，是神经、肌肉等组织具有兴奋性的基础，也是一些非离子性物质如葡萄糖、氨基酸等进行继发性主动转运的能量来源。l按生理机能：感觉（传入）、 运动（传出）、中间（联合、联络）神经元l按对下位神经元的影响：兴奋性、抑制性神经元l按末梢释

6、放的化学递质：胆碱能、肾上腺素能、多巴胺能、5-HT能、GABA能神经元按突触的数目分：l中枢神经系统（CNS）：细胞总数90，脑容积的一半；无轴突，无突触连接，有缝隙连接星状胶质细胞 (astrocyte)少突胶质细胞 (oligodendrocyte)小胶质细胞 (microglia cell)室管膜细胞 (ependymall cell)l外周神经（PNS）中胶质细胞：施旺细胞(schwann)、神经节内的卫星细胞 (satellite cell)l1.支持作用l2.运输营养与屏障作用：l3.隔离与绝缘作用l4.修复与再生作用l5.调节局部离子、递质活动l1) 星状胶质细胞由钾泵摄取积聚

7、的钾，防止胞外 K+ 过高l2) 吸附氨基丁酸（GABA），摄取谷氨酸，调节其浓度l3) 协同神经元代谢 l4) 树突变性时可被星状胶质细胞吞噬；变性髓鞘 被小胶质细胞吞噬 l5) 分泌某些神经营养因子一、静息电位 l概念：细胞未受刺激时，即处于“静息”状态下存在于细胞膜两侧的电位差。l膜内较负，哺乳动物神经和肌肉细胞为-70 -90mVl离子学说 生物电的产生依赖于细胞膜对化学离子严格的选择通透性及其在不同条件下的变化。产生的三个基本因素： 带电离子跨膜分布的不均衡性 细胞膜在不同条件下对离子通透性的变化是在离子浓度梯度、电位梯度及离子泵的作用下， K+通过膜转运达到平衡的K+平衡电位 (E

8、quilibrium potential, EK) l静息电位静息电位主要是在离子浓度梯度、电压梯度及离子泵三个因素的作用下，K+通过膜转运达到平衡的K+平衡电位 lK+平衡电位EK：主要原因Ek=60logK+o/K+i (mV)改变细胞内外的K+浓度，膜电位也随之改变。改变细胞内外Na+ 的浓度，对静息电位没有影响。 lNa+的扩散：K+-Na+渗漏通道lNa+-K+泵：生电性泵l概念：指各种可兴奋细胞受到有效刺激时，在细胞膜两侧产生的快速、可逆、并有扩布性的电位变化，包括去极化、反极化、复极化等环节。l极化 (Polarization)：膜内外两侧电位维持内负外正的稳定状态l去极化或除极

9、化(Depolarization)：膜内负 电位减小甚至由负转正的过程。 反极化 超射 (overshoot)l复极化 (Repolarization)：去极化后，再向静息电位水平恢复的过程l超极化 (Hyperpolarization)：膜内负电位增大的过程l神经纤维动作电位的三个阶段： 静息相, 去极相 (上升相), 复极相 (下降相)l动作电位的产生是Na+、K+通道被激活，膜对Na+、K+通透性先后增高的结果。l动作电位的峰值接近于Na+平衡电位。lNa+通道迅速开放lNa+的平衡电位E Na将神经浸浴于无Na+的溶液时，动作电位不复出现。用等渗溶液加入使Na+浓度减小，可见动作电位幅

10、度或其超射值减小。 河豚毒素( tetrodotoxin，TTX)阻断lNa+通道迅速失活（不应期）lK+通道缓慢开放负后电位和正后电位的形成l四乙铵 (tetraethylammonium，TEA)阻断K+通道l钠-钾泵活动增强增强，重建静息电位lHodgkin等，20世纪50年代l电压电极、电流电极l反馈放大器 (feedback amplifier)l结合药理学方法（河豚毒素(TTX) 、四乙铵 (TEA) ）l离子置换法l逆向电位法l药理学方法 阻断（或阻遏）Na+通道活化的药物（河豚毒素） 阻遏Na+通道失活化的药物（海葵毒素、蝎毒素） 激活Na+通道的药物（箭毒） 阻遏K+通道的药

11、物（四乙铵 ）l反映末对某一离子通透性大小的电学指标，离子通道打开越多，通透性越大。l电导G：电阻的倒数，衡量离子l通透性电导大，离子通透性高电导小，离子通透性低lGNa、GKl概念：一个神经元与另一个神经元或其他细胞相接触的部位。l突触的分类突触的分类l按接触部位分：轴-树突触、轴-体突触、轴-轴突触l按结合形式分：包围式(pericorpuscular)、 依傍式(paradendritic)l按功能：兴奋性、抑制性突触l按传递信息方式：化学突触、电突触l突触前膜： 突触小体；囊泡栏栅 囊泡l突触间隙：粘多糖、l糖蛋白、唾液酸糖l脂/糖蛋白l突触后膜：受体依赖于化学递依赖于化学递质的参与完

12、成质的参与完成。l2-3nm间隙l连接部位膜不增厚， 无突触小泡 l 膜阻抗较低膜阻抗较低，易发生 电紧张性扩散 l 双向性，无前、后膜 功能差异 l 速度快，几乎无潜伏l期l与脑区同步性放电有l关l串联性 (aN元 bN元cN元) l交互性 (树突 树突) l混合性 (同时包括化学 性、 电传递性)lExcitatory postsynaptic potential， EPSPlInhibitory postsynaptic potential，IPSPl神经冲动突触小体突触前膜去极化Ca2+通道开放Ca2+内流突触小泡与前膜融合递质释放与突触后膜受体结合突触后膜离子通道通透性改变突触后神经

13、元膜电位改变（突触后电位，EPSP（兴奋性突触后电位）或IPSP（抑制性突触后电位） ）Ca2+：一方面是降低轴浆的粘度，有利于突触小泡的运输；另一方面是消除突触前膜内的负电荷，便于小泡和突触前膜接触融合而破裂。 神经递质：参与突触传递的化学物质。神经递质：参与突触传递的化学物质。l神经调质：间接调节递质的物质神经调质：间接调节递质的物质l中枢递质 （中枢神经递质）l外周递质 （外周神经递质） 乙酰胆碱 (Ach) 去甲肾上腺素 (NE) 嘌呤类或肽类l该物质在某一区域有一定数量的该物质在某一区域有一定数量的存在；存在；l突触前突触前N元具有合成该物质的前体和酶系统，能元具有合成该物质的前体和

14、酶系统，能合成合成该物质该物质l突触前突触前N元有能元有能贮存贮存该物质的囊泡，防止该物质被破坏；该物质的囊泡，防止该物质被破坏；l神经冲动到达时，该物质可神经冲动到达时，该物质可释放释放到突触间隙；到突触间隙；l递质递质作用作用于突触后膜特殊受体产生突触后电位；于突触后膜特殊受体产生突触后电位；l存在该递质的存在该递质的失活失活酶或其他失活方式；酶或其他失活方式；l药理学验证药理学验证 拟似剂或阻断剂能拟似或拮抗其作用；拟似剂或阻断剂能拟似或拮抗其作用；l胆碱类：乙酰胆碱胆碱类：乙酰胆碱Achl单胺类：多巴胺单胺类：多巴胺DA、去钾肾上腺素、去钾肾上腺素 NE、l 肾上腺素肾上腺素 E、5-

15、羟色氨羟色氨5-HTl氨基酸类：谷氨酸氨基酸类：谷氨酸Glu、甘氨酸、甘氨酸Gly、GABA、l肽类：下丘脑调节肽、阿片样肽、胃肠肽以及肽类：下丘脑调节肽、阿片样肽、胃肠肽以及 P物质、神经降压素、血管紧张素物质、神经降压素、血管紧张素等等l其他：其他：PG、P物质、组胺、腺苷物质、组胺、腺苷Ad、ATP、NO等。等。l中枢通路包括：中枢通路包括：脑和脊髓运动脑和脊髓运动N元元 特异性感觉传入的第二、第三级神经元由丘脑向皮层特异性感觉传入的第二、第三级神经元由丘脑向皮层投射的纤维投射的纤维脑干网状结构上行激动系统脑干网状结构上行激动系统隔区隔区-海马海马-边缘叶胆碱能通路（记忆、情绪）边缘叶胆

16、碱能通路（记忆、情绪）纹状体，尤以尾核为丰富纹状体，尤以尾核为丰富l(1)去甲肾上腺素：胞体主要集中在延髓与脑桥去甲肾上腺素：胞体主要集中在延髓与脑桥(包括蓝包括蓝 斑斑)中脑、间脑、边缘前脑、小脑、大脑，下行中脑、间脑、边缘前脑、小脑、大脑，下行脊髓脊髓l(2)肾上腺素：胞体主要在延髓，上行部分与肾上腺素：胞体主要在延髓，上行部分与NE相混相混脑干脑干 间脑、边缘前脑，下行间脑、边缘前脑，下行脊髓中间外侧脊髓中间外侧l(3)多巴胺多巴胺(dopamine, DA)： 黑质黑质-纹体通路：躯体运动、行为觉醒纹体通路：躯体运动、行为觉醒 结节结节-漏斗部通路：弓状核漏斗部通路：弓状核正中隆起，调

17、节内分泌正中隆起，调节内分泌 中脑中脑-边缘通路：中脑脚间核周围边缘通路：中脑脚间核周围 隔、伏核等，情绪隔、伏核等，情绪 中脑中脑-皮层通路：中脑皮层通路：中脑额叶内侧皮层、前扣带皮层等，额叶内侧皮层、前扣带皮层等， 精神活动精神活动l(4) 5-羟色胺：分布于脑干中线区中缝核群羟色胺：分布于脑干中线区中缝核群l上行上行间脑、基底间脑、基底N节、边缘前脑、大脑、小脑节、边缘前脑、大脑、小脑l下行下行脊髓脊髓 与镇痛、睡眠、情绪精神活动，植物性功能，内分泌调节等有关与镇痛、睡眠、情绪精神活动，植物性功能，内分泌调节等有关l兴奋性氨基酸兴奋性氨基酸 谷氨酸：脑内含量最多，也是初级传入粗纤维的递质

18、谷氨酸：脑内含量最多，也是初级传入粗纤维的递质 门冬氨酸：遍布中枢各部，也是脊髓中间门冬氨酸：遍布中枢各部，也是脊髓中间N元兴奋性递元兴奋性递质质l抑制性氨基酸抑制性氨基酸 甘氨酸：主要分布于脊髓（以前角多）、脑干。甘氨酸：主要分布于脊髓（以前角多）、脑干。Renshaw 细胞释放甘氨酸，抑制运动细胞释放甘氨酸，抑制运动N N元元 -氨基丁酸：广泛分布于大脑、小脑、海马、下丘脑、氨基丁酸：广泛分布于大脑、小脑、海马、下丘脑、黑质、纹状体、脊髓等区，抗焦虑，抑制摄食，黑质、纹状体、脊髓等区，抗焦虑，抑制摄食， 抗癫痫、震颤抗癫痫、震颤l神经肽神经肽(neuropeptides)l阿片肽阿片肽(e

19、ndogenous opioid peptides)：-内啡肽内啡肽(-endorphin)、 脑啡肽脑啡肽(enkephalin) 、强啡肽、强啡肽 (dynorphin)l脑脑-肠肽：肠肽：CCK、VIP、NPY、促胰液素促胰液素等等l其他：多肽、其他：多肽、血管紧张素血管紧张素乙酰胆碱（Acetylcholine, Ach） 胆碱乙酰基移位酶去甲肾上腺素、肾上腺素、多巴胺The synthesis of catecholamines(儿茶酚胺) from tyrosineThe synthesis of serotonin from tryptophan5-羟色胺各种神经递质的合成与储存

20、各种神经递质的合成与储存 (a)多肽多肽 (b)胺类和氨基酸类胺类和氨基酸类冲动到达运动神经末梢，末梢去极化 Ca2+通道开放，Ca2+内流 神经递质释放 形成神经递质-受体复合体（后膜） 离子通道被激活，产生突触后电位 神经递质通过胞吐释放神经递质通过胞吐释放特异的酶分解神经递质；特异的酶分解神经递质； 被细胞间液稀释后，进入血液循环到一定被细胞间液稀释后，进入血液循环到一定 场所分解失活；场所分解失活； 被突触前膜吸收后在利用。被突触前膜吸收后在利用。乙酰胆碱乙酰胆碱The life cycle of Achl（一）神经肽分类：（一）神经肽分类：P76P76l（二）神经肽主要特点：（二）神

21、经肽主要特点：l不仅分布于神经组织传递神经信息，也分布于非神经组不仅分布于神经组织传递神经信息，也分布于非神经组织传递其它形式的信息。因此，其在合成、储存、释放、织传递其它形式的信息。因此，其在合成、储存、释放、清除及分子结构和作用方式上，都与经典递质不同。清除及分子结构和作用方式上，都与经典递质不同。l1 1、相对分子质量的大小不同；小分子、相对分子质量的大小不同；小分子/ /大分子物质。大分子物质。l2 2、合成部位与方式不同、合成部位与方式不同l3 3、储存、释放、清除的途径不同、储存、释放、清除的途径不同l4 4、表达的可塑性不同、表达的可塑性不同l5 5、作用的方式不同、作用的方式不

22、同l氨基酸为典型递质氨基酸为典型递质lAch、单胺类，既为、单胺类，既为递质递质，又为，又为调质调质 modulator（本身（本身不触发效应细胞功能，而调制、改变其基础活动水平）不触发效应细胞功能，而调制、改变其基础活动水平）lAch、单胺、氨基酸类，小分子，、单胺、氨基酸类，小分子，快作用递质快作用递质l神经肽分子较大，作用慢而持久，范围较广，一般发挥神经肽分子较大，作用慢而持久，范围较广，一般发挥调质作用，调质作用，慢作用递质慢作用递质神经调质神经调质 (neuromodulator)： 神经元产生的另一类化学物质，它的功能是调节信神经元产生的另一类化学物质，它的功能是调节信 息传递的效

23、率，影响神经递质的效应。息传递的效率，影响神经递质的效应。l戴尔原则戴尔原则 (Dales principle)l 一个神经元中只存在一种递质，其全部神经末梢一个神经元中只存在一种递质，其全部神经末梢均释放同一种递质。均释放同一种递质。l瑞典学者瑞典学者Hokfell（1979）首先发现有两种或两种以上）首先发现有两种或两种以上的递质同时存在于一个神经元内。的递质同时存在于一个神经元内。l递质共存意义递质共存意义：l第一，共存的递质释放后，起协同传递信息的作用；第一，共存的递质释放后，起协同传递信息的作用；l第二，可通过突触前调节的方式第二，可通过突触前调节的方式 ，改变相互的释放量，加强，改

24、变相互的释放量，加强或减弱突触传递活动；或减弱突触传递活动；l第三，可直接作用于突触后受体，以相互颉抗或协同的方式来第三，可直接作用于突触后受体，以相互颉抗或协同的方式来调节器官的活动，是机体的功能调节更加精密完善、更加协调。调节器官的活动，是机体的功能调节更加精密完善、更加协调。l神经肽具有神经递质的作用神经肽具有神经递质的作用l神经肽具有神经调质的作用神经肽具有神经调质的作用l神经肽具有激素的作用神经肽具有激素的作用l神经肽引起的突触后膜电位变化较经典神经肽引起的突触后膜电位变化较经典 递质缓慢递质缓慢且较长的且较长的 机理：机理：l1 1）共存的神经肽与经典递质释放后，神经肽弥散）共存的

25、神经肽与经典递质释放后，神经肽弥散的缓慢，清除也缓慢。的缓慢，清除也缓慢。l2 2）神经肽与经典递质分别作用于特异受体，激活）神经肽与经典递质分别作用于特异受体，激活神经信息传递过程，神经肽主要激活了神经信息传递过程，神经肽主要激活了 G G蛋白的偶蛋白的偶联反应，化学反应，产生效应。联反应，化学反应，产生效应。l3 3）神经肽酶解后，形成具生物活性的片断，通过）神经肽酶解后，形成具生物活性的片断，通过正正/ /负或双向反馈调节产生综合效应。负或双向反馈调节产生综合效应。l4 4）神经肽通过突出后膜的受体与受体作用调节其）神经肽通过突出后膜的受体与受体作用调节其他受体他受体 对其配体的亲和力，

26、从而产生生物学效应。对其配体的亲和力，从而产生生物学效应。l5 5）神经肽的氨基甲酸酯化，可是神经肽片断后单）神经肽的氨基甲酸酯化，可是神经肽片断后单个氨基酸呈现其在神经传递中的生物学效应。个氨基酸呈现其在神经传递中的生物学效应。l6 6）神经肽可以通过基因表达的调控，改变某些蛋）神经肽可以通过基因表达的调控，改变某些蛋白的合成，进而发挥调节作用。白的合成，进而发挥调节作用。l一、神经递质转运体的分类、分布及结构一、神经递质转运体的分类、分布及结构l（一）分类（一）分类lH+依赖性突触囊泡转运体；依赖性突触囊泡转运体；lNa+/K+依赖性细胞膜转运体；依赖性细胞膜转运体；lNa+/Cl-依赖性

27、细胞膜转运体依赖性细胞膜转运体l（二）神经递质转运体的细胞分布特点（二）神经递质转运体的细胞分布特点l（三）神经递质转运体的共同结构（三）神经递质转运体的共同结构l二、神经递质转运体的作用二、神经递质转运体的作用l（一）突触传递的终止（一）突触传递的终止l（二）（二） 递质的再利用递质的再利用l（三）释放神经递质（三）释放神经递质l三、几种神经递质转运体的功能三、几种神经递质转运体的功能l大多数通道受阀门大多数通道受阀门(gate)控制以决定通道的开闭控制以决定通道的开闭 它是通过通道蛋白中央构成亲水性孔道，并以较宽的空腔开口于它是通过通道蛋白中央构成亲水性孔道，并以较宽的空腔开口于细胞膜内、

28、外侧面，孔道的内部较狭窄的部分，形成了控制孔道细胞膜内、外侧面，孔道的内部较狭窄的部分，形成了控制孔道开放和关闭的门。开放和关闭的门。l离子通道的种类离子通道的种类 电压门控通道电压门控通道 化学门控通道化学门控通道l静息 (resting) 备用状态l激活 (activation)：通道开放，允许某种离子选择性通透l失活 (inactivation)：通道关闭，不允许离子通过，且此时不能再开放l恢复 (recovery)或复活 (reactivation)：通道处于关闭状态，受到适当刺激可再开放 备用状态l不同的离子通道是相互独立的不同的离子通道是相互独立的; ; 证据：证据： （1 1）钠

29、电流和钾电流可用河豚毒素（钠电流和钾电流可用河豚毒素（TTXTTX）和）和 四乙胺四乙胺(TEA)(TEA)等药物分等药物分离出来，互不影响；离出来，互不影响； （2 2）钠电流和钾电流有各自不同的动力学；钠电流和钾电流有各自不同的动力学； （3 3）用链霉蛋白处理神经后，用链霉蛋白处理神经后， 对钠通道的是活化产生影响，甚至失对钠通道的是活化产生影响，甚至失活化效应消失，对钾电流无影响。活化效应消失，对钾电流无影响。l通道是孔洞而不是载体通道是孔洞而不是载体; ; （1 1）具有很高的电导；）具有很高的电导； （2 2）允许离子流动的速度大；）允许离子流动的速度大； （3 3） 温度效应；温

30、度效应； （4 4）通道专一性；通道专一性；基本特性基本特性l离子通道的化学本质是蛋白质结构离子通道的化学本质是蛋白质结构 证据证据： （1 1）用蛋白酶处理后，可使通道的性质改变；）用蛋白酶处理后，可使通道的性质改变； （2 2）一些与羧基结合的试剂能影响钠通道对）一些与羧基结合的试剂能影响钠通道对河豚毒素（河豚毒素（TTXTTX）的结）的结合，一些与蛋白质中巯基作用的交联剂或别的蛋白质改变剂作用与神经，合，一些与蛋白质中巯基作用的交联剂或别的蛋白质改变剂作用与神经，使神经丧失兴奋能力；说明通道又含有功能性巯基和羧基侧链的蛋白质使神经丧失兴奋能力；说明通道又含有功能性巯基和羧基侧链的蛋白质构

31、成；构成； （3 3）钠通道有氨基酸残基；）钠通道有氨基酸残基； （4 4）发育中的通道可用蛋白抑制剂）发育中的通道可用蛋白抑制剂阻止；阻止； （5 5）简单的肽可形成离子通道；）简单的肽可形成离子通道；l通道对离子通透的特异性通道对离子通透的特异性 依赖于孔洞大小、离子形成氢键的能力及通道内位点互相作用的强依赖于孔洞大小、离子形成氢键的能力及通道内位点互相作用的强度度 l门控电流的理论依据：门控电流的理论依据：l 电压门控通道的关闭与开放，是膜电位变电压门控通道的关闭与开放，是膜电位变化时，化时，膜上通道蛋白的带电基团在膜电位改变膜上通道蛋白的带电基团在膜电位改变时，在时，在电场作用下发生位

32、移，进而导致通道的电场作用下发生位移，进而导致通道的开闭在膜上就有电荷移动，所产生的微弱电流开闭在膜上就有电荷移动，所产生的微弱电流称为门控电流。称为门控电流。lNeherNeher和和SakmannSakmann，19761976（nAchRnAchR单离子通道电流，单离子通道电流，19911991，Noble Noble ）l可测量单通道离子电流可测量单通道离子电流l现在发现：通道的开放和关闭都是突然发生并似乎是全或无式的，现在发现：通道的开放和关闭都是突然发生并似乎是全或无式的，开放的持续时间长短不一，但都有恒定的电导值。开放的持续时间长短不一，但都有恒定的电导值。电鳗电鳗亚基亚基已首先

33、被纯已首先被纯化和克隆，化和克隆，由由18201820个氨个氨基酸组成。基酸组成。整个肽链由整个肽链由4 4各相似的氨各相似的氨基酸序列基酸序列（同源域）（同源域） 6 6个跨膜区。个跨膜区。S S5 5、S S6 6共同形成孔道，共同形成孔道，它们之间向内折叠的胞它们之间向内折叠的胞外环构成孔道的内壁，外环构成孔道的内壁，并决定通道离子的选择并决定通道离子的选择性和通透性。性和通透性。 如利用基因突变技术将如利用基因突变技术将钠通道第钠通道第14221422位的赖氨位的赖氨酸残基和酸残基和17141714位的丙氨位的丙氨酸残基用谷氨酸替代，酸残基用谷氨酸替代，则通道的离子选择性则通道的离子选

34、择性 就由钠离子改变成钙离就由钠离子改变成钙离子。子。电压门控通道电压门控通道 S S4螺旋的门控作用螺旋的门控作用电压门控通道电压门控通道 S S4 4段可能是一个电压感受器段可能是一个电压感受器 在电压门控通道上存在一个高度保守的结构域在电压门控通道上存在一个高度保守的结构域S S4 4螺旋，该螺旋由赖螺旋，该螺旋由赖氨酸或精氨酸在氨酸或精氨酸在螺旋段的外侧形成了螺旋状排列的正电荷，形成了电螺旋段的外侧形成了螺旋状排列的正电荷，形成了电压敏感性构件。在静息时，细胞内侧的正电荷维持了压敏感性构件。在静息时，细胞内侧的正电荷维持了S S4 4螺旋的稳定构型，螺旋的稳定构型，带电区处于紧膜内侧面。当细胞内的正电荷增加（去极化）时维持带电区处于紧膜内侧面。当细胞内的正电荷增加（去极