《分子药理学》ppt课件

1、分子药理学分子药理学molecular pharmacology 周四桂周四桂广东药学院广东药学院 药理系药理系综述范围 细胞信号转导与疾病细胞信号转导与疾病 细胞凋亡与疾病细胞凋亡与疾病 氧化应激与疾病氧化应激与疾病 蛋白质组学研讨进展蛋白质组学研讨进展 细胞自噬的作用及与细胞凋亡之间的联细胞自噬的作用及与细胞凋亡之间的联络络 细胞重编程的研讨情况及其医学意义细胞重编程的研讨情况及其医学意义 表观遗传学对医药开展的影响表观遗传学对医药开展的影响药物效应动力学药物效应动力学PharmacodynamicsPharmacodynamics药物代谢动力学药物代谢动力学Pharmacokinetic

2、sPharmacokinetics作用、作用机制作用、作用机制吸收、分布、代谢、排泄吸收、分布、代谢、排泄 生命科学的开展由宏观到微观，药理学生命科学的开展由宏观到微观，药理学的研讨也由整体程度、器官程度、组织的研讨也由整体程度、器官程度、组织程度、细胞及亚细胞程度深化到基因及程度、细胞及亚细胞程度深化到基因及其表达产物的分子程度。其表达产物的分子程度。 作为药理学研讨对象的药理作用，本来就是作为药理学研讨对象的药理作用，本来就是药物小分子和生物大分子之间的相互作用。药物小分子和生物大分子之间的相互作用。 分子药理学属于药理学的一个重要分支，是分子药理学属于药理学的一个重要分支，是药理学开展的

3、一门前沿学科。是以分子为根药理学开展的一门前沿学科。是以分子为根本功能单位，用分子生物学的实际和技术，本功能单位，用分子生物学的实际和技术，从分子程度和基因表达的角度，去研讨、分从分子程度和基因表达的角度，去研讨、分析和阐明药物与机体间相互作用的原理。析和阐明药物与机体间相互作用的原理。 分子生物学方法：研讨根底分子生物学方法：研讨根底 蛋白质印迹蛋白质印迹(western blot)、PCR、real-time PCR、RNA干扰、重组质粒构建、转基因干扰、重组质粒构建、转基因动物、基因敲除动物等动物、基因敲除动物等 放射配体放射配体-受体结合测定法受体结合测定法 用放射性核素用放射性核素(

4、3H、125I)标志配体与含有受标志配体与含有受体的组织、细胞、细胞膜、细胞质或纯化的蛋白，体的组织、细胞、细胞膜、细胞质或纯化的蛋白，在适宜的条件下孵育，使之构成复合体，测定复合在适宜的条件下孵育，使之构成复合体，测定复合体的放射性，经过作图、计算求得参数，从其参数体的放射性，经过作图、计算求得参数，从其参数判别受体的选择性和分型。判别受体的选择性和分型。分子药理学的研讨技术与方法分子药理学的研讨技术与方法 电生理学方法：膜片钳技术电生理学方法：膜片钳技术 经过测定细胞膜上众多离子流中单一跨膜经过测定细胞膜上众多离子流中单一跨膜离子流，从电压与电流之比求出膜电导变化，离子流，从电压与电流之比

5、求出膜电导变化，分析离子通道开关的动态变化。分析离子通道开关的动态变化。 免疫学检测方法：免疫组织化学、酶联免疫免疫学检测方法：免疫组织化学、酶联免疫吸附法吸附法 生物活性物质的定性和定量检测：荧光分光生物活性物质的定性和定量检测：荧光分光光度法、气相色谱、高压液相色谱等光度法、气相色谱、高压液相色谱等 受体：受体的三级构造、受体及其亚型的克隆及受体：受体的三级构造、受体及其亚型的克隆及构造研讨、受体与配体结合位点的三维构象及结构造研讨、受体与配体结合位点的三维构象及结合机制研讨、高选择性受体及其亚型的配体研讨合机制研讨、高选择性受体及其亚型的配体研讨等。等。 细胞内信号转导：细胞内信号转导：

6、 对发病机制的深化认识对发病机制的深化认识 为新的诊断和治疗提供靶点为新的诊断和治疗提供靶点 新药挑选靶点：运用计算机技术与机器人技术，新药挑选靶点：运用计算机技术与机器人技术，建立了药物高通量挑选系统，研制高效新药。建立了药物高通量挑选系统，研制高效新药。分子药理学的前景展望分子药理学的前景展望 构效关系与新药分子设计：根据分子构造构效关系与新药分子设计：根据分子构造-药理药理作用关系，结合计算机图像从屏幕上直观、立体作用关系，结合计算机图像从屏幕上直观、立体地观看构型变化，指点药物分子构造的改造，优地观看构型变化，指点药物分子构造的改造，优选出低毒、高效的配体分子，有针对性地设计合选出低毒

7、、高效的配体分子，有针对性地设计合成新药。成新药。 生物制药：利用基因工程用细菌制造药物。如重生物制药：利用基因工程用细菌制造药物。如重组链激酶、人胰岛素、人生长素、白细胞介素等组链激酶、人胰岛素、人生长素、白细胞介素等分子药理学的前景展望分子药理学的前景展望 基因治疗基因治疗:利用重组利用重组DNA技术在体外组装好一段技术在体外组装好一段正常的基因，采用导入技术将该片段导入宿主细正常的基因，采用导入技术将该片段导入宿主细胞内进展表达，从而将不正常的基因予以纠正。胞内进展表达，从而将不正常的基因予以纠正。 免疫治疗：免疫治疗： 单克隆抗体：肿瘤的诊断和治疗单克隆抗体：肿瘤的诊断和治疗 器官移植

8、排斥反响的治疗器官移植排斥反响的治疗分子药理学的前景展望分子药理学的前景展望受体药理学受体药理学神经递质与受体神经递质与受体Loewis ExperimentThe Nobel Prize in Physiology or Medicine 1936Henry Dale1875 - 1968Otto Loewi1873 - 1961细胞内受体：核受体细胞内受体：核受体细胞膜受体细胞膜受体受体受体离子通道型受体离子通道型受体G G蛋白偶联受体蛋白偶联受体酪氨酸激酶受体酪氨酸激酶受体三种三种类型类型的膜的膜受体受体(细细胞外胞外表受表受体体)一离子通道型受体一离子通道型受体 是细胞膜上的跨膜蛋白质

9、，受体本身构成离是细胞膜上的跨膜蛋白质，受体本身构成离子通道，能识别配体并与其特异结合子通道，能识别配体并与其特异结合 当配体与受体结合后，分子构象改动，使离当配体与受体结合后，分子构象改动，使离子通道翻开或封锁，选择性的促进或抑制细子通道翻开或封锁，选择性的促进或抑制细胞膜内外离子的快速流动，产生去极化或超胞膜内外离子的快速流动，产生去极化或超极化，在几毫秒内引起膜电位变化，从而传极化，在几毫秒内引起膜电位变化，从而传送信息，产生生物效应送信息，产生生物效应 N-R：烟碱型乙酰胆碱受体 GABAAR：A型r-氨基丁酸受体 GlyR：甘氨酸受体 EAAR：兴奋性氨基酸受体 GluR：谷氨酸受体

10、 离子通道型受体的分子构造： 由45个亚基组成，构成一个贯穿脂质双层膜的亲水性通道 每一个亚基都有4个疏水跨膜螺旋M1-M4 M3和M4之间有一较长的细胞内区，此区氨基酸序列高度保守 5个亚基的M2围成通道的壁，N末端和C末端都在质膜的外侧 受体上识别配体并与之结合的位点，门控着离子通道乙酰胆碱受体的构造与其功能乙酰胆碱受体的构造与其功能2022-2-322 -氨基丁酸氨基丁酸(GABA)是由谷氨酸在谷氨酸脱羧酶是由谷氨酸在谷氨酸脱羧酶(GAD)作用下脱羧而成，是一种中枢抑制性神经递质。作用下脱羧而成，是一种中枢抑制性神经递质。 2022-2-323二二G蛋白偶联受体蛋白偶联受体 G prot

11、ein coupling receptors，GPCRs 目前研讨最广泛、深化的受体类型，已经过分子克隆技术确定了上百种G蛋白耦联受体构造 此型受体与配体结合后，效应时程普通为数秒到数分钟 G蛋白偶联型受体：蛋白偶联型受体： 神经递质受体神经递质受体(肾上腺素受体肾上腺素受体(、-R)、多、多巴胺受体、巴胺受体、5-HT) 多肽激素受体多肽激素受体(血管紧张素血管紧张素II受体、内皮素受体、内皮素-1受体受体) 肿瘤坏死因子受体肿瘤坏死因子受体 M-乙酰胆碱受体乙酰胆碱受体 与通道型受体不同，G蛋白偶联受体均是单一的多肽链，肽链由400500个氨基酸残基组成 N端位于细胞外外表，C端在胞膜内侧

12、 整个肽链有7个跨膜螺旋区 跨膜区氨基酸序列呈高度保守，衔接跨膜螺旋的有3个细胞外环和34个细胞内环G蛋白 G蛋白全称为蛋白全称为GTP结合蛋白或结合蛋白或GTP结合调理蛋白，结合调理蛋白，在受体与效应蛋白之间起传送信息作用在受体与效应蛋白之间起传送信息作用 G蛋白位于细胞内侧，是由蛋白位于细胞内侧，是由、和和亚基构成的三亚基构成的三聚体聚体 不同来源的不同来源的和和亚基非常类似，而亚基非常类似，而亚基构造不亚基构造不同目前已发现同目前已发现20多种，构成了不同的多种，构成了不同的G蛋白蛋白 活化的活化的G蛋白的蛋白的亚基主要作用于生成或水解细胞亚基主要作用于生成或水解细胞内第二信使的酶，如内

13、第二信使的酶，如AC、PLC等效应分子，改动等效应分子，改动它们的活性，从而改动细胞内第二信使的浓度。它们的活性，从而改动细胞内第二信使的浓度。Alfred G. GilmanMartin Rodbell1994 年医学和生理学诺贝尔奖获得者年医学和生理学诺贝尔奖获得者G蛋蛋白偶白偶联络联络统：统：外表外表受体受体(七七次跨次跨膜膜)、G蛋蛋白和白和效应效应物物一一G蛋白的活化启动信号转导蛋白的活化启动信号转导 信号转导途径的根本方式信号转导途径的根本方式 ：配体配体+受体受体G蛋白蛋白效应分子效应分子第二信使第二信使靶分子靶分子生物学效应生物学效应G蛋白循环 G蛋白本身的活化和非活化作为一种

14、分子开关，将膜外的信号转换为膜内的信号并进一步放大信号G蛋白循蛋白循环环第二信使第二信使 G-G-蛋白蛋白, , cAMP, cAMP, cGMP, cGMP, 肌醇磷脂肌醇磷脂 Ca 2+ Ca 2+与配体结合后具有酪氨酸蛋白激酶活性，与配体结合后具有酪氨酸蛋白激酶活性，如胰岛素受体、表皮生长因子受体、血小如胰岛素受体、表皮生长因子受体、血小板生长因子受体等。板生长因子受体等。三酪氨酸蛋白激酶受体三酪氨酸蛋白激酶受体 在构造上分为三个在构造上分为三个区域：区域： 位于质膜外的配体位于质膜外的配体结合域：肽链的结合域：肽链的N端端 跨膜区：与跨膜区：与G蛋白偶蛋白偶联受体和通道性受联受体和通道

15、性受体多次跨膜不同，体多次跨膜不同，每条肽链只跨膜一每条肽链只跨膜一次次 处于胞浆侧的催化处于胞浆侧的催化域，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点点作用方式：作用方式：配体如表皮生长因子、胰岛素与受配体如表皮生长因子、胰岛素与受体结合，引起受体二聚化体结合，引起受体二聚化二聚体的酪氨酸蛋白激酶被激活，彼此二聚体的酪氨酸蛋白激酶被激活，彼此使对方的某些酪氨酸残基磷酸化，这一使对方的某些酪氨酸残基磷酸化，这一过程称为本身磷酸化。过程称为本身磷酸化。利用酪氨酸蛋白激酶活性进而影响细胞利用酪氨酸蛋白激酶活性进而影响细胞内信息传送体系，产生生物效应内信息传送体系，产生生物效

16、应效应时程普通为数小时效应时程普通为数小时胰岛素的作用机制胰岛素的作用机制 胰岛素与特异性受体结合，引起一系列的信号转胰岛素与特异性受体结合，引起一系列的信号转导，最终引起葡萄糖转运蛋白导，最终引起葡萄糖转运蛋白(GLUT4)(GLUT4)激活，将激活，将葡萄糖携带入细胞内葡萄糖携带入细胞内四核受体四核受体位于细胞内的受体多为转录因子，与位于细胞内的受体多为转录因子，与相应配体结合后，能与相应配体结合后，能与DNA的顺式作用元的顺式作用元件结合，调理基因转录。件结合，调理基因转录。包括糖皮质激素受体、雌激素受体、包括糖皮质激素受体、雌激素受体、雄激素受体、甲状腺素受体、维生素雄激素受体、甲状腺素受体、维生素D受体受体等。等。高度可变区高度可变区位于位于N端，为转录激活构造域端，为转录激活构造域DNA结合区结合区位于中部，含有锌指构造位于中部，含有锌指构造激素结合区激素结合区位于位于C端，结合配体或热休克蛋端，结合配体或热休克蛋白，含有核定位信号，使受体白，含有核定位信号，使受体二聚化，激活转录二聚化，激活转录铰链区铰链区含有核定位信号含有核定位信号 作用方式：作用方式： 在细胞内，受体与