神经生物学课件 氨基酸类神经递质

谷氨酸 谷氨酸
QA
软骨藻 酸
L－谷氨酸 QA 鹅羔氨酸 L－AP4
拮抗剂 AP5 NBQX NBQX
MAP4
AP7 CNQX CNQX
MCCG
PCP
4CPG
SKF10 047
研究方法
显微镜
NBQX
药物作用举例放大器
回顾
总述氨基酸递质 兴奋性氨基酸
判定 突触前动力学 突触后作用
神经生物学(Neurobiology)
主动转运
养兵千日，用兵一时
H-ATP 酶
100mM
1μM
1.1mM
➢谷氨酸的摄取
谷氨酸转运体
谷氨酰胺循环
80％ KOH
生电
高亲和力和低亲和力谷氨酸转运体比较
1100倍
10倍
精确控制
突触前 突触后
谷氨酸受体
NMDA受体
药 理
AMPA受体
学 KA受体
特 L－AP4受体
性 代谢性受体
NMDA受体
NMDA受体 NR2亚基
1281K28KDD
NR2A NR2B
170KD
NR2C NR2D
NMDA受体的结构
谷氨酸位点
H+位点
甘氨酸位点
辅 助
激
多胺位点 动
剂
Zn2+位点
Mg2+位点
非竞争拮抗 剂作用位点
P
非
竞
争
对离子通道进行别构调节
位
源自文库
直接阻断离子通道
点
NMDA受体通道的调制
NMDA受体的作用
黑客——红客
兴奋性天氨才基——酸魔的鬼神（H经itle毒r）作用
神经递质——神经毒
NMDA
神经系统疾病
的 神 经 毒
真理＝？谬误
神经系统疾病
脑缺血
500μM
多胺
钙超载的损伤作用
Ca2＋
磷脂酶C 磷脂酶A2 神经元蛋白酶 内切酶
脂膜 细胞骨架蛋白 核酸
基础 应用
？ 21世纪的经济增长点
应用
NH2
NH2 -CO-CH2-CH2-COOH
产 生
发
谷氨酰胺酶
展
灭
NH2
亡
HOOC-CH2-CH2-COOH
奇
谷氨酸的合成
COOH C=- ONH2 CH2 CH2 COOH
转氨酶
COOH C-NH2 CH2 CH2 COOH
为什么要有两条合成途径？ 哪一条是主要途径？
正
➢谷氨酸的贮存和释放
10mM
临床应用
进展
最后公路
突触间隙有迅速 终止谷氨酸作用
的机制
1.用突触后全细胞记录mEPSCs 2.直接用碳纤维电极侧浓度
外给谷氨酸 反应与内源 性递质诱发 反应相同
Why？
－
＋
－
＋ PH＝6.8
PH＝7.2
＋ ＋ ＋
＋ ＋
＋ ＋ ＋
＋
氨基酸递质的关系
对立统一
氨基酸递质的分类
兴奋性氨基酸 抑制性氨基酸
神经生物学(Neurobiology)
特性1
➢NMDA受体偶联 的离子通道被镁 以电压依赖性的 方式阻断
与谷氨酸亲和力 最高，最为重要
的受体之一
NMDA受体的特性
特性2
➢NMDA受体呈镞 状开放，时程 达70－90ms
介导的突触反 应十分缓慢
学习和记忆
故天将降大任于是人也
NMDA受体的功能 －受体效应
NMDA受体的结构
170KD
NR1亚基
兴奋性氨基酸与生理病理过程
谷氨酸的生理功能
研究方法
可视脑片全细胞记录方法 显微镜
现代生研物究方学法 家的放大典器 范？
谷氨酸的生理功能
一、中枢神经系统兴奋性突触传递
Why？
AP5
200us 1－3ms
NBQX
10ms 50－250ms
中枢神经系统兴奋性突触传递
高亲和力
低亲和力
不参与脑内 兴奋性传递 与发育有关
中枢兴奋性突触传递的长时程增强（LTP）和长时 程抑制（LTD）反应突触传递效能的持久变化
➢LTP－主要兴奋性传入通路接受短暂 高频刺激后，突触传递持续增强 ➢LTD－突触传递的长时程降低
神经元可塑性－LTP
静默突触
神 经 元 可 塑 性 －
LTP
神
经
元
可
塑
性 －
谷氨酸受体与学习记忆相关
LTP
神经生物学(Neurobiology)
氨基酸类神经递质
NE ACh
SPU
信息的传递 信息的加工
• 体内的氨基酸或其代谢物作为神经递质（内涵）
什么是氨基酸类神经递质？
人体20种氨基酸（外延）
？
踩在巨人的肩膀上
神经递质的标准
具有合成递质的前体和酶系统，递质存在于神经末梢 的一定部位。 神经元兴奋时，神经递质从囊泡中释放，进入突触间 隙。并能作用于突触后膜相应受体产生效应。 突触间隙和突触后有该递质的失活酶或其它失活方式 使外源性递质作用于突触后膜，能引起内源性递质释 放的作用。
IP3， 突触前谷氨
DAG上 酸自身受体，
升或 视网膜ON型
cAMP下 双极细胞超
降
级化反应
谷氨酸受体的相互关系
受体激动剂和拮抗剂
类型 NMDA受体 AMPA受体 KA受体 L-AP4受体 代谢性受体
激动剂 NMDA AMPA KA
L－AP4 谷氨酸
自然作用——人为干涉 NMLA 谷氨酸 天冬氨酸 鹅羔氨酸
兴奋性氨基酸类递质
什能么引是起兴突奋触性后氨基兴酸奋类性递突质触？ 电位的氨基酸类神经递质
脑区分布
空 间
各向异性
特
性
脑区分布
池田菊苗
脑区差异性的意义
۩理论意义：可能作为不同脑区高级功 能差异的递质基础之一 ۩实验意义：作为药物作用脑区选择性 的依据之一
谷氨酸动力学
时 间 特 性
谷氨酸的合成
纸上谈兵
氨基酸含量比较
谷氨酸 天冬氨酸 γ氨基丁酸
神经 系统
8.70
2.23
2.27
肝脏 4.48 0.87 0.10
甘氨酸 7.03
谷氨酸是不是神经递质？
实验
谷氨酸存在 于突触末梢
Glutamate
突触体
NADP+ NADPH
谷氨酸以依赖 钙的方式释放
钙螯合剂
TTX
N型钙通 道阻断剂
结构 功能
➢NMDA受体呈镞 状开放，时程 达70－90ms
Ca2+
Ca2+
Ca2+
慢
其它谷氨酸受体及其相互关系
比较法
其它谷氨酸受体的作用
药理学分型 NMDA受体 AMPA受体 KA受体 mGluR L－AP4受体
生理效应
开放离子 开放离子通道， 通道，钠 钠内流钾外流 钙内流，
对电位有 对电位无依赖性 依赖性
谷氨酸的生理功能
神经元可塑性－发育
NMDA受体与神经系统的发育、突触形成密 切相关。
➢视觉刺激对于视皮层突触连接的调 整与NMDA受体相关
➢小脑发育过程中，颗粒细胞的迁移、 普肯野细胞的迁移、普肯野细胞和多 根爬行纤维突触连接的消失以及小脑 内突触连接的稳定过程与NMDA相关
神经元可塑性－学习和记忆