PDZK蛋白对药物转运体的调控ppt课件
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蛋白多肽类药物的药物代谢动力学课件
• (1)肝脏、肠道以及其他器官组织均存在大量代谢蛋白多肽的酶，就 其反应类型可涉及第I相和第II相代谢反应。
• (2)静脉注射给药时这类药物的代谢失活主要发生在肝脏，当口服给 药时则主要发生在肠道，造成显著的肠道体循环前消除。
• (3)细胞色素P450与蛋白多肽类药物的代谢关系密切， • 如环孢素（环状十一肽）的代谢是细胞色素P450 3A4介导的，其生
22
•
• 在大鼠肝灌流系统，脱唾液酸的天然和重组人EPO的血 浆消除比完整的EPO快，原形EPO的分布半衰期和清除 半衰期分别为53分钟和180分钟，而脱唾液酸EPO的消除 半衰期仅为2分钟。大鼠静脉滴注125I标记的rhEPO后其 消除缓慢，血浆半衰期约为2小时，而脱唾液酸EPO则在 10分钟内迅速自血循环中清除，给药后30分钟85%的注 射剂量在肝内被回收。
常认为皮肤的蛋白水解酶活性较低.
12
影响蛋白多肽类药物透皮吸收因素主 要来自吸收屏障:
• ▲ 较大的分子量 • ▲ 荷电性 • 使这类药物很难通过被动转运吸收，为克服这种屏障作用，
通常采用离子电渗疗法，如LH-RH（一种十肽）分子量 1182D，在pH6.0时荷正电，可用这种方法通过皮肤吸收。
• ● 增强肽类药物的透皮吸收: • ▲ 透皮吸收促进剂、 • ▲ pH调节 • ▲ 蛋白水解酶抑制剂。
4
● 酶屏障
胃肠道存在大量的酶，如胰丝氨酸蛋白酶中的胰蛋白 酶、胰凝乳蛋白酶及弹性蛋白酶以及胃液中的胃蛋白酶都 对蛋白分子产生消化降解作用。
多数蛋白多肽类药物口服生物利用度很差，通常仅为 2~3%，从而绝大多数这类药物不能采用口服途径给药。
仅极少数肽类可供口服给药，如环孢素，由于其独特 的分子结构（环状十一肽）使其成为高度脂溶性并对酶相 对稳定，通常制成油溶液供口服用，即使如此，其口服生 物利用度亦差，且高度可变（从2%至92%），多种生理 因素可影响其胃肠吸收。
• (2)静脉注射给药时这类药物的代谢失活主要发生在肝脏，当口服给 药时则主要发生在肠道，造成显著的肠道体循环前消除。
• (3)细胞色素P450与蛋白多肽类药物的代谢关系密切， • 如环孢素（环状十一肽）的代谢是细胞色素P450 3A4介导的，其生
22
•
• 在大鼠肝灌流系统，脱唾液酸的天然和重组人EPO的血 浆消除比完整的EPO快，原形EPO的分布半衰期和清除 半衰期分别为53分钟和180分钟，而脱唾液酸EPO的消除 半衰期仅为2分钟。大鼠静脉滴注125I标记的rhEPO后其 消除缓慢，血浆半衰期约为2小时，而脱唾液酸EPO则在 10分钟内迅速自血循环中清除，给药后30分钟85%的注 射剂量在肝内被回收。
常认为皮肤的蛋白水解酶活性较低.
12
影响蛋白多肽类药物透皮吸收因素主 要来自吸收屏障:
• ▲ 较大的分子量 • ▲ 荷电性 • 使这类药物很难通过被动转运吸收，为克服这种屏障作用，
通常采用离子电渗疗法，如LH-RH（一种十肽）分子量 1182D，在pH6.0时荷正电，可用这种方法通过皮肤吸收。
• ● 增强肽类药物的透皮吸收: • ▲ 透皮吸收促进剂、 • ▲ pH调节 • ▲ 蛋白水解酶抑制剂。
4
● 酶屏障
胃肠道存在大量的酶，如胰丝氨酸蛋白酶中的胰蛋白 酶、胰凝乳蛋白酶及弹性蛋白酶以及胃液中的胃蛋白酶都 对蛋白分子产生消化降解作用。
多数蛋白多肽类药物口服生物利用度很差，通常仅为 2~3%，从而绝大多数这类药物不能采用口服途径给药。
仅极少数肽类可供口服给药，如环孢素，由于其独特 的分子结构（环状十一肽）使其成为高度脂溶性并对酶相 对稳定，通常制成油溶液供口服用，即使如此，其口服生 物利用度亦差，且高度可变（从2%至92%），多种生理 因素可影响其胃肠吸收。
3药物代谢动力学 ppt课件
• 血脑屏障
组织学基础 生理学意义 药理学意义
• 胎盘屏障
与一般毛细血管无显著差别 不能保获胎儿免遭外源性化合物的影响
三、生物转化（biotransformation; 药物代谢 drug metabolism）
• 定义 • 后果：代谢失活，代谢活化，毒性增加 • 步骤：
Ⅰ相反应（第一步） 氧化 还原 水解 极性增加 Ⅱ相反应（第二步）结合反应 极性进一步增加
葡萄糖醛酸、硫酸、谷胱甘肽、甘氨酸来自• 部位：肝脏 微粒体
• 主要酶系：细胞色素P450酶系统 （cytochrome P450 enzymatic system）
• 临床意义：
肝药酶诱导剂 肝药酶抑制剂
药物相互作用
四、排泄(excretion) 肾脏 肾小球过滤 肾小管 水分重吸收 主动分泌通道 尿液pH 胆汁排泄 肝肠循环
L•Kg-1 •h-1
表观分布容积Vd
Vd = A
C0
(mg) (mg •L-1)
房室模型
（三）呼吸道给药 肺泡吸收 5 m左右微粒 小支气管沉积 10 m左右微粒 鼻咽部 喷雾剂
（四）经皮给药 脂溶性 促皮吸收剂
二、分布(distribution)
• 与血浆蛋白结合 D + P DP
竞争置换
• 再分布 • 胞内外分布
结合型99% 结合型98%
pH7.4
游离型1% 游离型2%
pH7.0
第三节 体内药量随时间变化
时量关系与时量曲线
峰值(Cmax) 达峰时间(Tpeak) 血浆半衰期(t1/2) 曲线下面积(AUC)
绝对生物利用度 口服等量药物AUC
F= 静注等量药物AUC
× 100%
纳米药物载体入胞及转运ppt课件
• 载体表面性质
a. 表面电荷
P2EnGM-PLQAD655-COOH 20nM
与负电性细胞膜作用，荷正电粒子更易与细胞膜吸附并完成内吞
电位10~25mV，但并不绝对。
b. 亲疏水性：
QD655
QD6H5e5L-aNH2
表面修饰PEG，增强胞吞 (受体作用，提高血液循环时间)
c. 靶向配基
小分子(叶酸)、蛋白(Tr)、CPP(RGD)靶向人肾胚胎(HEK) 细胞
3 内吞过程影响因素
纳米载体方面
• 尺寸与形状
胞饮
200nm
吞噬、巨胞饮
形状：研究处于初级阶段，影响因素较多且难以区分
聚苯乙烯颗粒
14
Stephanie E. A. Gratton, et al., Bioconjugate Chem., 2010, 21, 797-802
3 内吞过程影响因素
染料木素(Genistei抑n) 制剂非专C一vM性E
酪努氨力酸激酶抑制剂，
阻断小窝形成
M. Koivusalo, C. Welch, et al. J. Cell Biol. 2010, 188, 547—563 L. Pelkmans, D. Puntener, et al. Science, 2002, 296, 535—12539 H.Y. Nam et al. Journal of Controlled Release 135 (2009) 259–267
三 纳米药物胞内转运
3 转运过程监测方法
透射电镜
形态学判断
细胞器位置及形态细胞间差异较大 样品处理对形态的影响
Herve’ Hillaireau, Patrick Couvreur. Cell. Mol. Life Sci. 2009,1606, 2873–2896 Ruth Duncan, et al. Mol. Pharmaceutics 2012, 9, 2380−2402
PDZK1蛋白对药物转运体的调控
人类基因组织学术语委员会根据转运特点将 药物转运体分为两类： 一类为继发性主动转运及易化扩散型，称为 溶质转运(SLC)家族。如有机阴离子转运多肽、有 机阴离子转运体、有机阳离子转运体、寡 肽 转 运体、一元羧酸转运体等。 另一类为原发性主动转运型，依赖 释放的能 量可将底 物泵出细胞，称为三磷酸腺苷结合盒 (ABC) 转运体，包括胆盐外排转运蛋白、多药耐 药蛋白、多药耐药相关蛋白、乳腺癌耐药蛋白等 。
PDZK1对PEPT1、PEPT2的调控作用
1、PEPT1、PEPT2是寡肽转运体，主要识别 转运二肽、三肽及拟肽类药物。 2、研究表明，PDZK1参与了PEPT1的调控。 在PDZK1敲出的小鼠中，PEPT1底物头孢氨苄的 口服吸收比野生型小鼠明显滞后，在小肠上皮细 胞顶膜的定位和蛋白表达均明显减少。 3、有人利用酵母双杂交实验发现在共表达 PDZK1、PEPT2的HEK293细胞中，作为PEPT2 底物，甘氨酰肌氨酸的转运显著加强，PEPT2在 细胞表面的表达同时显著上调，这一研究表明 PDZK1-PEPT2相互作用对于人类肾脏的寡肽及 肽类药物转运具有重要意义。
PDZK1对BCRP的调控作用
1、BCRP是人乳腺癌耐药蛋白转运体，属于 ABC转运体家族，是影响药物处置和导致肿瘤多 药耐药的重要转运体。 2、研究结果表明：PDZK1对BCRP具有直接 调控作用，PDZK1在BCRP的顶膜定位中起着重 要作用。这一发现对于认识由BCRP介导的肿瘤 多药耐药以及药物转运都具有重要意义。与此同 时，另一个重要的肠道外排转运体MDR1其表达 在PDZK1基因敲除小鼠中却未受影响,这一结果表 明PDZK1对BCRP的调控作用是特异性的。
PDZK1蛋白对药物转运体 的调控
曹国珍 220120925051
PDZK1对PEPT1、PEPT2的调控作用
1、PEPT1、PEPT2是寡肽转运体，主要识别 转运二肽、三肽及拟肽类药物。 2、研究表明，PDZK1参与了PEPT1的调控。 在PDZK1敲出的小鼠中，PEPT1底物头孢氨苄的 口服吸收比野生型小鼠明显滞后，在小肠上皮细 胞顶膜的定位和蛋白表达均明显减少。 3、有人利用酵母双杂交实验发现在共表达 PDZK1、PEPT2的HEK293细胞中，作为PEPT2 底物，甘氨酰肌氨酸的转运显著加强，PEPT2在 细胞表面的表达同时显著上调，这一研究表明 PDZK1-PEPT2相互作用对于人类肾脏的寡肽及 肽类药物转运具有重要意义。
PDZK1对BCRP的调控作用
1、BCRP是人乳腺癌耐药蛋白转运体，属于 ABC转运体家族，是影响药物处置和导致肿瘤多 药耐药的重要转运体。 2、研究结果表明：PDZK1对BCRP具有直接 调控作用，PDZK1在BCRP的顶膜定位中起着重 要作用。这一发现对于认识由BCRP介导的肿瘤 多药耐药以及药物转运都具有重要意义。与此同 时，另一个重要的肠道外排转运体MDR1其表达 在PDZK1基因敲除小鼠中却未受影响,这一结果表 明PDZK1对BCRP的调控作用是特异性的。
PDZK1蛋白对药物转运体 的调控
曹国珍 220120925051
转运体与药物研究PPT课件
药物透膜方式：
被动转运 (Passive transport) 载体介导转运 (Carrier-mediated transport) o 介导药物摄取 o 介导药物外排 膜动转运(Membrane mobile transport )
OUTLINE
1、转运体的分类 2、转运体的功能 3、转运体的底物 4、药物研究中的转运体研究
OUTLINE
1、转运体的分类 2、转运体的功能 3、转运体的底物 4、药物研究中的转运体研究
顶侧钠离子依赖型胆酸转运体
K K K, H U
BL: 细胞基底膜; A: 细胞顶侧; H：肝细胞; B：脑； U：广泛分布; He：心；M：肌肉；CH：胆管上皮 细胞；K： 肾
1.转运体的分类
质子/多肽转运体(POT)
hPepT1
寡肽转运体1
hPepT2
寡肽转运体2
A
Intestine
A
Intestine
随着人类基因组学与蛋白组学研究的进展，有研究预测人类约 15％的基因与转运体相关，估计Slc至少包括2300个成员。而现 在仅发现了仅不到10％，并且其中大部分的功能尚不明确。
1.转运体的分类
1.转运体的分类
缩写 可溶性物质载体(Slc)
NTCP OATP1A2 OATP1B1
OATP1B3
OCT1 OCT2 OAT1 MATE1 PGT ABST
转运体与药物研究
Transporters & Pharmaceutical Research
引言
转运(Transport):包括药物吸收、分布与排泄等过程。
当药物代谢对药物体内过程 影响较小时，转运成为药动 学特征的重要原因。 药物转运多是药物的透膜位 移过程。
被动转运 (Passive transport) 载体介导转运 (Carrier-mediated transport) o 介导药物摄取 o 介导药物外排 膜动转运(Membrane mobile transport )
OUTLINE
1、转运体的分类 2、转运体的功能 3、转运体的底物 4、药物研究中的转运体研究
OUTLINE
1、转运体的分类 2、转运体的功能 3、转运体的底物 4、药物研究中的转运体研究
顶侧钠离子依赖型胆酸转运体
K K K, H U
BL: 细胞基底膜; A: 细胞顶侧; H：肝细胞; B：脑； U：广泛分布; He：心；M：肌肉；CH：胆管上皮 细胞；K： 肾
1.转运体的分类
质子/多肽转运体(POT)
hPepT1
寡肽转运体1
hPepT2
寡肽转运体2
A
Intestine
A
Intestine
随着人类基因组学与蛋白组学研究的进展，有研究预测人类约 15％的基因与转运体相关，估计Slc至少包括2300个成员。而现 在仅发现了仅不到10％，并且其中大部分的功能尚不明确。
1.转运体的分类
1.转运体的分类
缩写 可溶性物质载体(Slc)
NTCP OATP1A2 OATP1B1
OATP1B3
OCT1 OCT2 OAT1 MATE1 PGT ABST
转运体与药物研究
Transporters & Pharmaceutical Research
引言
转运(Transport):包括药物吸收、分布与排泄等过程。
当药物代谢对药物体内过程 影响较小时，转运成为药动 学特征的重要原因。 药物转运多是药物的透膜位 移过程。
膜蛋白和药物转运 ppt课件
ABC transporters: Domain organization
ABCB1
TM Domain
TM Domain
ATP binding
ATP binding
ABCC1
ABC G2
Hypothetical Model of Human P-glycoprote
100
OUT MEMBRANE
To learn more about cellular pharmacology and pharmacokinetics of drugs
How Drugs Get Into Cells
Diffusion
D D
D
e.g.v, inblastine, dox o ru bicin
Transport
Ultimate Goal:
To use molecular analysis of human cancers to predict response to specific therapy
To use this information to develop novel drugs to treat cancer
CCCCNCC
H 2 H 2 H 2 C H (C H 3)2
H 2 H 2
O C H 3 O C H 3
CH3
CH3
Rapamycin
Verapamil
mechanism of action of Pglycoprotein
ABC linker Walker B D-
loop Y GNSGCGKST LSGGQKQRIAIA ILLLD EA TSALD
Structural Organization of an ABC Transporter
蛋白质合成及转运优秀课件.ppt
肽链合成起始
指mRNA和起始氨基酰-tRNA分别 与核蛋白体结合而形成翻译起始复合物 (translational initiation complex)。
参与起始过程的蛋白质因子称起始 因子（initiation factor，IF）。
蛋白质合成及转运优秀课件
S-D序列： Shine和Dalgarno
tRNA分子具有4个位点：
• 3’CCA-OH氨基酸接受位点 • 识别氨酰-tRNA合成酶位点 • 核糖体识别位点 • 反密码子位点
蛋白质合成及转运优秀课件
（三）核糖体是蛋白质合成的工厂
核蛋白体的组成
核蛋
原核生物
真核生物
白体 蛋白质 S值 rRNA 蛋白质 S值 rRNA
小亚基
大亚基
核蛋白 体
21种 30S 16S 33种 34种 50S 23S 49种
蛋白质合成及转运优秀课件
真核生物翻译起始复合物形成
• 核蛋白体大小亚基分离； • 起始氨基酰-tRNA结合； • mRNA在核蛋白体小亚基就位； • 核蛋白体大亚基结合。
蛋白质合成及转运优秀课件
真核生物翻译起始因子
起始因子
生物功能
eIF-2
促进起始tRNA与小亚基结合
eIF-2B, eIF-3 促进大小亚基分离
——由同一种tRNA合成酶合成
起始因子识别tRNAiMet 延伸因子识别tRNAMet
蛋白质合成及转运优秀课件
原核生物中的甲酰Met
fMet - tRNAiMet
蛋白质合成及转运优秀课件
（五）翻译起始于mRNA与核糖体的结合 原核生物借助SD序列
（六）蛋白因子帮助合成的起始
蛋白质合成及转运优秀课件
蛋白质多肽类药物传递的研究进展幻灯片
• Insulin (diabetes) 胰岛素 ( 糖尿病 51 amino acid )
• Interferon b 干扰素b (relapsing MS, ) 多发性硬化症
• Interferon g 干扰素g (granulomatous, ) 肉芽瘤
• TPA (heart attack, ) 组织多肽抗原 Activase
（ 阻 断 复 制）
Why is a Gene Carrier Essential for Gene Delivery ?
FDA 已 批 准 > 417 个 protein / peptide 药 物 / 疫 苗
干扰素 Interferon 白细胞介素 Interleukin-2 生长因子 KGF 集落刺激因子 GM-CSF 凝血因子 BeneFIX 重组胰岛素 Humulin 重组人生长激素 rhFSH 单克隆抗体 Zenapax 多克隆抗体 Thymoglobulin
What is Gene Delivery ?
什 么是 基 因 传 递 ?
To liver DNA plasmid 传 递 质 粒 into cells to arise therapeutic effects
such as induction 诱 导 enhancement 促 进 （抗 体 的 生 成） or blocking of protein expression 阻 碍 蛋 白 质 基 因 表 达
• Recombinant therapeutic proteins 重组治疗蛋白质 (herceptin , 单克隆抗体 humulin , 重组胰岛素 alferon , 干扰素 etc.)
Vaccines 疫苗
• Diptheria 白喉杆菌
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药物转运体的分类
人类基因组织学术语委员会根据转运特 点将药物转运体分为两类：
一类为继发性主动转运及易化扩散型， 称为溶质转运(SLC)家族。如有机阴离子转运多肽 、有机阴离子转运体、有机阳离子转运体、寡 肽 转 运体、一元羧酸转运体等。
另一类为原发性主动转运型，依赖 释放 的能量可将底 物泵出细胞，称为三磷酸腺苷结合 盒(ABC) 转运体，包括胆盐外排转运蛋白、多药 耐药蛋白、多药耐药相关蛋白、乳腺癌耐药蛋白 等。
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PDZK1与谷氨酸转运体EAAC1
谷氨酸转运体EAAC1是兴奋性氨基酸转运 载体,介导兴奋性氨基酸在上皮细胞的吸收。有人 研究发现表达于MDCK细胞的PDZK1 将限EAAC1，并 可提高其表面活性。除去PDZ结合域，可导致 EAAC1发生内化和降解，PDZK1还可以促进EAAC1在 细胞表面的表达。
PDZK1蛋白对药物转运体 的调控
曹 国珍
220120925051
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药物转运体的概念
药物转运体(DT) 是一类存在于细胞膜上的 蛋白质或多肽，其功能为将药物或内源性物质摄取 或外排出细胞，其影响着药物在体内的吸收分布及 排泄过程，在药动学中扮演着重要角色，决定着药 物的有效性及安全性。
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2、研究表明，PDZK1参与了PEPT1的调控 。在PDZK1敲出的小鼠中，PEPT1底物头孢氨苄的 口服吸收比野生型小鼠明显滞后，在小肠上皮细 胞顶膜的定位和蛋白表达均明显减少。
3、有人利用酵母双杂交实验发现在共表 达PDZK1、PEPT2的HEK293细胞中，作为PEPT2底物 ，甘氨酰肌氨酸的转运显著加强，PEPT2在细胞表 面的表达同时显著上调，这一研究表明PDZK1PEPT2相互作用对于人类肾脏的寡肽及肽类药物转 运具有重要意义。
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谢 谢！
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PDZK1对BCRP的调控作用
1、BCRP是人乳腺癌耐药蛋白转运体，属 于ABC转运体家族，是影响药物处置和导致肿瘤多 药耐药的重要转运体。
2、研究结果表明：PDZK1对BCRP具有直 接调控作用，PDZK1在BCRP的顶膜定位中起着重要 作用。这一发现对于认识由BCRP介导的肿瘤多药 耐药以及药物转运都具有重要意义。与此同时， 另一个重要的肠道外排转运体MDR1其表达在PDZK1 基因敲除小鼠中却未受影响,这一结果表明PDZK1 对BCRP的调控作用是特异性的。
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总结
PDZK1作为重要的转运蛋白质，通过蛋 白-蛋白相互作用调控体内多种药物转运体的定位 、表达和功能，间接影响某些疾病的发生和多种 治疗药物的体内处置，具有重要的药理学和药动 学意义。此外，PDZK1-转运体相互作用可能只是 更复杂的细胞蛋白-蛋白相互作用网络的一部分， 因此对PDZK1结构和功能及PDZK1-转运体相互作用 进行深入研究! 将有助于更准确了解药物转运体 的转运效能， 揭示肿瘤多药耐药、疾病发生、药 物跨膜转运的分子调控机制。
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PDZK1
最新研究表明:PDZK1是一种影响多种药 物转运体定位、表达和功能的重要转运蛋白质 PDZK1蛋白的大多数配体是药物转运体。
PDZK1蛋白通过PDZ结构域与药物转运体 结合， 显示对药物转运体定位、表达及功能的调 控作用。药物转运体介导了众多内源和外源性物 质，如营养物质、治疗药物等的跨膜转运，是肿 瘤多药耐药及多种疾病发生的关键因素，且在治 疗药物的体内处置中具有重要地位。
转运蛋白质的配体靶蛋白有药物转运体 、受体和离子通道等。PDZ结构域直接与位于药物 转运体C末端的PDZ结合域作用，是转运蛋白质对 药物转运体调控作用的分子机制之一。
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PDZK1与药物转运体
药物转运体直接参与并显著影响多种营养物 质、内源物质的跨膜转运和药物的体内处置，进 而影响药物的治疗效果和毒性。然而，有关药物 转运体如何定位于细胞膜、其表达和功能如何调 控，仍然知之甚少。目前的研究显示PDZK1 蛋白 通过与药物转运体C末端的PDZ结合域直接作用， 对药物转运体的定位、表达及功能进行调控。
3、PDZK1作为转运体调控蛋白，可以调控 肠道OCTN2，从而影响其底物的肠道吸收，PDZK1 基因突变造成OCTN2 转运能力下降和定位改变也 证明了PDZK1 对OCTN2 的调控作用。
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PDZK1对PEPT1、PEPT2的调控作用
1、PEPT1、PEPT2是寡肽转运体，主要识 别转运二肽、三肽及拟肽类药物。
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PDZK1对OCTN2的调控作用
1、OCTN2是新型有机阳离子转运体，可以 转运多种有机阳离子类药物或两性离子物质，影 响其体内的吸收、分布和排泄过程。
2、PDZK1可以提高OCTN2的转运能力，刺 激其对肉毒碱的转运，但是对细胞表面OCTN2表达 的影响极小，可见PDZK1对OCTN2的作用乃是通过 与OCTN2 的C末端直接作用实现。
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PDZK1蛋白的结构、功能和分布
PDZK1蛋白是含有结构域的转运蛋白质家 族的一员。转运蛋白质的PDZ结构域由80-100个氨 基酸残基组成，折叠成紧密的球状结构，典型的 PDZ结构域通常包括6个β 折叠片 和2个α螺旋， 是介导蛋白质间相互作用的重要结构域!可特异性 识别配体靶蛋白，并与之结合。