谷氨酸受体
- 格式:doc
- 大小:31.00 KB
- 文档页数:5
离子型谷氨酸受体途径-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述离子型谷氨酸受体途径是神经递质谷氨酸通过作用在神经元膜上的离子通道蛋白而引发的一种信号传导机制。
离子型谷氨酸受体在神经元的兴奋性调节、突触传递以及神经元间的相互作用中发挥着重要作用。
本文将首先介绍离子型谷氨酸受体的定义与特点,然后探讨其在神经传导中的作用,最后分析离子型谷氨酸受体途径在疾病治疗中的潜在应用。
通过对离子型谷氨酸受体途径的系统阐述,有助于深入了解神经递质传导的机制,为相关疾病治疗提供新的思路和方法。
1.2 文章结构本文将首先介绍离子型谷氨酸受体的定义与特点,对其在神经传导中的作用进行详细探讨。
接着,将分析离子型谷氨酸受体途径在疾病治疗中的应用,并对其在这一领域的发展进行展望。
最后,总结离子型谷氨酸受体途径的重要性,并对其未来发展提出建议,以期为相关研究和临床应用提供参考。
}}}请编写文章1.2 文章结构部分的内容1.3 目的:本文旨在全面介绍离子型谷氨酸受体途径在神经系统中的重要作用,并探讨其在疾病治疗中的潜在应用。
通过深入研究离子型谷氨酸受体的定义、特点以及神经传导中的作用机制,我们将更好地了解神经递质的传导过程和神经元之间的相互作用。
同时,探讨离子型谷氨酸受体途径在治疗神经系统疾病如癫痫、帕金森病等方面的应用,将有助于拓展新的治疗途径和药物设计思路。
通过本文的阐述,希望读者能够深入了解离子型谷氨酸受体途径的重要性,并为未来疾病治疗的研究和发展提供参考和启示。
2.正文2.1 离子型谷氨酸受体的定义与特点:离子型谷氨酸受体是一类参与神经递质谷氨酸在神经元间传递的重要蛋白质通道,在神经系统中扮演着至关重要的角色。
这些受体通常由四个亚基组成,每个亚基都具有离子通道的特性,可以对荷带正电荷的离子(如钠、钾、钙等)进行选择性通透。
离子型谷氨酸受体主要分为NMDA受体、AMPA受体和kainate受体三类。
NMDA受体是最为研究广泛的一种离子型谷氨酸受体,其特点在于对于钙离子的通透性较高,参与了突触的可塑性、学习记忆等功能。
谷氨酸门控氯离子通道
谷氨酸门控氯离子通道
谷氨酸门控氯离子通道又称谷氨酸受体受体门控氯离子通道(GABAARs),是一个重要的离子通道家族,在谷氨酸介导的神经兴奋传递中起着重要作用。
其主要功能是以谷氨酸为受体,在脊髓神经细胞和多种其他细胞类型中开启氯离子通道,从而影响细胞的电压和离子流动。
谷氨酸门控氯离子通道是一类具有非常复杂的结构的离子通道,由两个α(α1-6),两个β(β1-3)及三个γ(γ1-3)亚基组成,通过排列组合产生了许多个不同的结构型。
它们通常是由α和β亚基组成的复合体,但也可以包括γ亚基。
谷氨酸门控氯离子通道在神经兴奋传递当中具有重要作用,它们在谷氨酸介导的神经兴奋传递中起着调控作用。
当谷氨酸结合到谷氨酸受体上时,通道会开启,允许氯离子流入细胞,从而减小细胞的内电位,从而减小神经兴奋传递的强度。
谷氨酸门控氯离子通道还可以参与神经元的稳态调节,从而调节神经元的活动。
此外,谷氨酸门控氯离子通道还可以用于神经细胞活动的调节,可以在神经细胞群激活状态的调节、神经元活动的调节、突触可塑性的调节、神经可塑性的调节等方面发挥作用。
此外,谷氨酸门控氯离子通道还可以用于突发性疾病的治疗,如帕金森病和阿尔兹海默病等。
总之,谷氨酸门控氯离子通道是一种重要的离子通道家族,参与着神经兴奋传递以及神经元活动和突触可塑性的调节,也可以用于某些突发性疾病的治疗。
因此,谷氨酸门控氯离子通道在神经科学中有
着重要的意义,成为研究的热点。
谷氨酸激活受体的机制1 引言谷氨酸激活受体(GluN)是N-甲基-D-天门冬氨酸(NMDA)受体中的一种亚型,具有重要的生理学和病理学作用。
该受体对学习、记忆、神经发育和神经退行性疾病等方面发挥着至关重要的作用。
近年来,对GluN功能和调节机制的研究引起了广泛关注。
2 谷氨酸激活受体的结构和功能GluN是一种离子通道受体,由四个亚基组成。
其中两个亚基是GluN1,另外两个亚基是GluN2、GluN3。
GluN1亚基是必须的,因为它向离子通道提供了游离位点。
GluN2和GluN3亚基则使得GluN亚型具有高度的选择性、调节性和发挥多种功能的能力。
GluN作为一种离子通道受体,对锌离子和镁离子有高亲和力。
其和镁离子之间的作用使GluN的活性受到抑制,这种抑制可以被钙离子和谷氨酸的结合解除。
GluN的活性被谷氨酸的结合所激活,使得钙离子可以进入细胞,从而触发细胞内的一系列生物学响应。
3 谷氨酸激活受体的调节机制GluN的活性可以通过多种方式进行调节。
最常见的是GluN亚型的组成方式,不同的亚型具有不同的功能和调控特性。
此外,GluN的活性还可以受到蛋白激酶、磷酸酶等蛋白质翻译后修饰的影响。
还有一些内源性物质,如阿尔茨海默氏病相关蛋白、五磷酸腺苷、氮一氧化物等,也可以对GluN的活性产生影响。
此外,GluN的活性还可以受到环境中的化合物、药物的影响。
例如,可卡因就是一种通过抑制GluN的活性,从而影响神经传递的典型药物。
4 结论总的来说,GluN是一个高度复杂的蛋白质。
它的活性被多种因素所调节,这些因素包括GluN亚型的组成方式、内源性调节因子、外源性化合物等。
对于GluN的研究已经深入,但人们对其调控机制的了解还有待加强。
通过深入研究GluN的功能和调控机制,有望为相关疾病的治疗提供有效的策略。
谷氨酸刺激蛋白对神经元信号传导的影响随着科技的不断发展,神经科学的研究成果越来越丰富,关于神经元如何工作的机制也变得越来越清晰。
谷氨酸刺激蛋白是一种神经元中非常重要的分子,它能够调节神经元之间的信号传递,对神经元的兴奋性和抑制性产生影响。
本文将介绍谷氨酸刺激蛋白的作用机制以及在神经元信号传导中的具体影响。
一、谷氨酸刺激蛋白的作用机制谷氨酸刺激蛋白,又称为谷氨酸盐受体(GluR),是一种离子通道型受体。
在神经元中,它是一种使离子通道开放的分子,它们与谷氨酸结合后,导致钙、钠和钾等离子离子通过细胞膜,进入或离开细胞内,在神经元之间的信号传递中起着重要作用。
谷氨酸刺激蛋白分为AMPA受体、NMDA受体和kainate受体三类。
其中,AMPA受体和kainate受体为非NMDA受体,其结构相似,分别由四个亚单位组成。
谷氨酸分别与亚单位上的结合位点结合,使通道开放,使离子通过。
而NMDA受体需要同时与谷氨酸和氢离子结合,才能使其离子通道开放。
二、谷氨酸刺激蛋白在神经元的信号传导中扮演着重要角色,它能够调节神经元之间的兴奋性和抑制性,并影响神经元之间的连接方式,进而影响感觉、记忆、学习、行为等多种生理和行为特性。
1. 兴奋性调节在神经元兴奋性调节方面,AMPA受体和kainate受体的激活能够导致离子通道开放,从而使离子向内流动,增强细胞兴奋性。
NMDA受体激活除了增强细胞兴奋性,还能够使细胞膜内部更为负电荷,降低静息膜电位,从而使细胞更容易被兴奋。
2. 抑制性调节除了兴奋性调节,谷氨酸刺激蛋白还可以通过让离子从细胞内流出,使神经元膜电位变得更为负,从而降低细胞的兴奋性。
对于大部分神经元,这种抑制性调节是由GABA(γ-氨基丁酸)神经元介导的,而此时GABA能够结合谷氨酸盐受体,使离子通道开放,从而让离子流出,降低神经元的兴奋性。
3. 神经元之间的连接谷氨酸刺激蛋白的激活不仅可以影响神经元兴奋性和抑制性,还可以调节神经元之间的连接方式,进而影响神经元之间的传递。
谷氨酸受体的功能和结构谷氨酸受体是一种神经元受体,它在神经信号传递中发挥着重要的作用。
在人脑中,谷氨酸受体是最常见的受体之一,也是神经递质谷氨酸的主要递质受体。
谷氨酸受体的结构和功能已经被广泛研究,研究表明它在许多神经系统疾病的治疗上具有非常重要的潜力。
本文将介绍谷氨酸受体的功能和结构。
一、谷氨酸受体的功能谷氨酸是人体中最常见的神经递质之一,它是神经元之间信号传递的关键。
当神经元释放谷氨酸到突触间隙时,相关受体会被激活,此时信号转移到下一神经元,或者发挥其他作用。
谷氨酸受体是与谷氨酸作用的受体之一,它们的共同作用是促进神经信号的传递。
在神经系统中,谷氨酸受体经常被称为离子通道受体,因为它可以形成一个离子通道,领先于钙离子或钠离子等正离子进入胞内,从而产生神经信号传递的结果。
由于谷氨酸受体的这种离子通道特性,它可以调节神经元之间的连接强度,促进或抑制信号传递,从而影响大脑的感觉、运动、认知、情绪等方面的功能。
二、谷氨酸受体的结构谷氨酸受体分为两种类型:离子通道受体和嵌合型受体。
1、离子通道受体离子通道受体是图2所示的一种最简单的谷氨酸受体。
此类受体有一个离子通道,当谷氨酸结合受体时会打开通道,导致离子进入胞内。
离子通道受体通常在短时间内发挥作用,因为它们的响应速度非常快。
2、嵌合型受体与离子通道受体不同的是,嵌合型受体没有离子通道。
当谷氨酸结合嵌合型受体时,它会与受体特定的细胞内信号通路发生作用,从而产生特定的细胞反应。
嵌合型受体响应速度较慢,因此它们的作用会持续一段时间。
三、总结综上所述,谷氨酸受体是最常见的神经元受体之一,在神经信号传递中发挥着重要的作用。
它在神经系统中形成离子通道或与细胞内信号通路发生作用,从而产生不同的细胞响应。
谷氨酸受体的结构和功能已被广泛研究,研究表明它可以在许多神经系统疾病的治疗上发挥着非常重要的潜力。
在未来,人们希望能够深入了解谷氨酸受体的分子机制,以更好地理解它在神经元中的作用,从而设计更有效的治疗方法。
谷氨酸能神经元的亚型谷氨酸是一种神经递质分子,它在神经系统中起着重要的作用。
在神经元中,谷氨酸主要通过激活不同的亚型受体来传递神经信号。
这些谷氨酸受体亚型在结构和功能上有所不同,下面将介绍几种常见的谷氨酸受体亚型及其作用。
1. NMDA受体NMDA受体是一种离子通道受体,具有高度选择性的对谷氨酸和N-甲基-D-天冬酰胺(NMDA)敏感。
该受体主要存在于中枢神经系统的突触间隙中,参与学习和记忆等认知功能的调节。
NMDA受体的激活需要同时存在谷氨酸、甘氨酸和膜电位的去极化,它的开放能够引起钙离子的内流,从而介导长时程突触可塑性的形成和维持。
2. AMPA受体AMPA受体是一种离子通道受体,对谷氨酸敏感。
在神经传递过程中,AMPA受体主要负责传递快速的兴奋性信号。
当AMPA受体激活时,钠离子会快速进入细胞内,引起神经元的去极化和兴奋。
AMPA受体在神经系统中广泛分布,参与了许多生理和病理过程,如学习记忆、神经发育和神经退行性疾病等。
3. kainate受体kainate受体也是一种离子通道受体,对谷氨酸和kainate敏感。
kainate受体与AMPA受体具有相似的离子通道结构,但其功能和调节机制有所不同。
kainate受体在中枢神经系统中广泛分布,参与了神经元的兴奋性传递和突触可塑性的调节。
研究发现,kainate 受体与癫痫、脑缺血和神经退行性疾病等疾病的发生密切相关。
4. metabotropic谷氨酸受体metabotropic谷氨酸受体是一类G蛋白偶联受体,与上述离子通道受体不同,它们通过激活细胞内信号转导途径来传递信号。
metabotropic谷氨酸受体分为三个亚型:mGluR1、mGluR2和mGluR3。
mGluR1主要参与兴奋性传递和突触可塑性的调节,mGluR2和mGluR3则主要参与抑制性传递和神经保护。
metabotropic谷氨酸受体在神经系统中广泛分布,参与了许多生理和病理过程,如情绪调节、药物成瘾和神经退行性疾病等。
谷氨酸受体及其与中枢神经系统功能相关性研究谷氨酸受体是一类重要的神经递质受体,在中枢神经系统的运转中发挥着重要的作用。
它是一种离子通道和代谢型受体,具有广泛的分布和多功能性。
本文将探讨谷氨酸受体的结构、功能以及其与中枢神经系统功能的相关性。
一、谷氨酸受体的结构谷氨酸受体是由多个不同的亚单位组成的,包括GluN1、GluN2、GluN3、GluA1、GluA2、GluA3、GluA4、GluK1、GluK2、GluK3、GluK4、和GluK5。
在细胞膜上的谷氨酸受体由多个亚单位聚集到一起形成一个几乎完全嵌入膜中的结构。
这些亚单位包括外源性配体结合亚单位(即GluA和GluK)和内源性配体结合亚单位(即GluN)。
这些亚单位的组合和作用不仅决定了谷氨酸受体的通透性和灵敏性,还决定了其功能的独特性质。
二、谷氨酸受体的功能谷氨酸受体主要有两种功能,即离子通道和代谢型受体。
离子通道谷氨酸受体可以感受到外界的刺激而导致离子通道的开放和通透性增加,这些离子包括钙、镁、钠和氢等。
代谢型谷氨酸受体则不具有离子通道的功能,但它们能够通过激活细胞内的第二信使来介导细胞间信号的传递。
三、谷氨酸受体与中枢神经系统相关功能的研究谷氨酸受体与中枢神经系统相关的功能有很多,其中与神经发育不成熟所存在的高易损期相关的谷氨酸毒性具有广泛的关联。
由于谷氨酸过度释放导致的中毒已被证明会对中枢神经系统的发育产生极为不利的影响,在许多疾病中均会引起神经元的凋亡。
此外,谷氨酸受体还与许多其他与中枢神经系统功能相关的疾病有着密切的关系,例如阿尔茨海默病、帕金森氏病和抑郁症等。
四、谷氨酸受体的药物开发由于谷氨酸受体具有广泛的分布和多功能性,在许多疾病的治疗中都被认为是一个有前途的靶点。
目前已有一些药物开发出来,它们能够靶向不同类型的谷氨酸受体,从而减轻或治疗相关的疾病。
例如,在帕金森氏病的治疗中,一种被称为“棕色素减排素”(Nurr1)的蛋白质,被证明可以调节谷氨酸受体的活性,从而减少神经元的死亡。
细胞膜内谷氨酸受体的生物学功能及药物研制细胞膜内谷氨酸受体(intracellular glutamate receptor,iGluR)是一类位于与外界相接触的细胞膜内的离子通道,能够响应谷氨酸、激活细胞内钙离子通路,在生物体内发挥着重要的生物学功能。
细胞膜内谷氨酸受体分为三种亚型:N-甲基-D-天冬氨酸受体(NMDAR)、α-氨基-3-羧基-5-甲基异恶唑酸酯受体(AMPAR)和半NMDAR。
其中,NMDAR主要分布于神经组织和部分非神经组织中,具有相对较强的离子通导性和能够响应多种递质的特点;AMPAR和半NMDAR分别是NMDAR的主要辅助受体,能够调节神经元兴奋性和突触可塑性。
细胞膜内谷氨酸受体在生理和病理过程中发挥着重要的作用。
在中枢神经系统中,NMDAR和AMPAR是神经元的主要兴奋性受体,参与了学习记忆、痛觉传递、运动协调等功能的调节。
而在某些疾病中,细胞膜内谷氨酸受体也可能起到负面作用。
比如,在神经退行性疾病中,NMDAR亢活和氧化损伤造成的受体过度激活可能导致神经元坏死;在某些神经精神疾病中,神经元兴奋性受体的异常调节也被认为是其发病的重要机制之一。
针对细胞膜内谷氨酸受体在生物体内发挥的生物学功能和存在的相关病理生理作用,多种iGluR药物研制正在进行中。
目前,主要的iGluR药物可分为两类:一类是竞争性拮抗剂,能够与细胞膜内谷氨酸受体结合并保持通道关闭状态;另一类是非竞争性拮抗剂,能够与受体其他部位结合,从而影响其开放状态。
竞争性拮抗剂最早由AMPA、NMDA等天然毒素提取而来,它们能与细胞膜内谷氨酸受体结合,阻断钙离子的通道,从而减轻其过度激活引起的神经元损伤。
随着分子生物学技术的发展,人们开始研制更为特异、高效的竞争性拮抗剂,如现在广泛使用的5-羟基-2-甲基异恶唑酸(AMPA)受体选择性拮抗剂。
这些药物在控制神经系统疾病方面已取得初步的成功,但同时也带来了一些安全方面的难题,如高剂量使用会导致记忆障碍等副作用。
谷氨酸受体种类谷氨酸受体分为两类:一类为离子型受体,包括:N-甲基-D-天冬氨酸受体(NMDAR)、海人藻酸受体(KAR)和α-氨基-3 羟基-5 甲基-4 异恶唑受体(AMPAR),它们与离子通道偶联,形成受体通道复合物,介导快信号传递;另一类属于代谢型受体(mGluRs),它与膜内G-蛋白偶联,这些受体被激活后通过G-蛋白效应酶、脑内第二信使等组成的信号转导系统起作用,产生较缓慢的生理反应。
离子型受体(1) NMDA 受体(NRs):其与突触的可塑性和学习记忆密切相关。
通过该受体本身、其共轭的离子通道及调节部位3 者形成的复合体而发挥功能,对Ca2+高度通透。
每个NMDA 受体上含有两个谷氨酸和两个甘氨酸结合识别位点,谷氨酸和甘氨酸均是受体的特异性激活剂。
到目前为止已克隆出5个亚基,NMDAR1、NMDAR2(A-D)其中NMDAR1 可单独形成功能性纯寡聚体NMDAR,但NMDAR2 亚基却不具备该功能。
有研究表明NMDAR可能是由NMDAR1 和NMDAR2 不同的亚基组成的一个异寡聚体。
(2) KA/AMPA 受体:它们也是受配基调控的离子通道,对Na+、K+有通透性,研究证明,一些受体亚型对Ca2+也有通透性。
AMPA 家族包括4 个结构极为相似的亚基GLUR1-4,各亚基的氨基酸序列的同源性高达70%。
由于氨基酸残基的疏水性分布,在靠近羧基端的部分构成4 个跨膜区。
AMPA、L-谷氨酸及KA 均可激活这类离子通道,并有AMPA 的高亲和力结合位点。
天然的AMPAR 是由这4 种亚基形成的五聚体。
每个单位的分子量为108kd。
AMPA 受体的4 种亚基在第4 个跨膜区上游均含有1 个由38 个氨基酸残基组成的特殊区段,该区存在2 个结构相似区,分别由受体基因上的2 个相临的外显子编码。
但各亚基的DNA 编码在翻译后要经过一些如:磷酸化、糖基化等修饰,这些修饰是通道功能的重要调节方式。
离子型谷氨酸受体功能的多样性是通过不同亚基组装、选择性基因结合和转录前mRNA 的编辑等方式来实现的。
在大鼠中通过分子克隆技术,已发现5 种KA 受体亚型(GLUR5-7、KA-1、KA-2),利用逆转录PCR 及膜片钳技术揭示:KA 受体是由同类的不同亚基组成的异质组合体。
亚基的组成对受体的功能和特性影响特别大,因为异质的KA 复合物中出现编辑的GLUR5 或GLUR6 会阻碍Ca2+的通透性。
细胞可能通过 RNA 编辑改变结构,达到调控通道的Ca2+流量。
代谢型谷氨酸受体(mGLuRs)这是通过G-蛋白偶联,调节细胞内第二信使的产生而导致代谢改变的谷氨酸受体,其可分为不同的8 个亚型mGLUR1-8,根据氨基酸序列的同源性及其药理学特征和信号转导机制的不同,可将其分为3 组,ⅠmGLUR1、mGLUR5; Ⅱ mGLUR2-3; Ⅲ mG LUR4、mGLUR6-8。
Ⅰ组可被Quis 强烈活化并与磷脂酶C 途径(PLG)相偶联;Ⅱ、Ⅲ组均可与腺苷酸环化酶系统(AC)被动偶联。
编辑本段相关论文D-Ser-NMDA受体的一种新的调控因子陈福俊陈福俊,何德富,周绍慈(华东师范大学上海市脑功能基因组学重点实验室,上海 200062)摘要:最近研究证实哺乳动物神经系统中存在内源性的D-Ser。
这种内源性D-Ser在神经系统中的分布与NMDA受体的分布相平行,进一步的研究表明,D-Ser由突触旁星形胶质细胞产生,而作用于突触后NMDA受体上的Gly结合位点,对NMDA受体的功能进行调控。
本文将综述D-Ser在神经系统中的分布、合成及其生理机能。
Abstract: The viewpoint that there is no endogenous D-serine in mammalian nervous system has changed based on recent published reports. The study indicated that the distribution of this kind of endogenous D-serine parallels with that of NMDA receptor in nervous system. Further study suggested that the D-serine produced in astrocytes regulates the function of NMDA receptor through the glycine-binding site of the receptor. This paper reviews the distribution, synthesis and physiological function of D-serine in nervous system.NMDA受体(N-methyl-D-aspartate receptor)是中枢神经系统内一类重要的兴奋性氨基酸(excitatory aminoacid, EAA)受体。
NMDA受体不仅在神经系统发育过程中发挥着重要的生理作用,如可调节神经元的存活,调节神经元树突、轴突结构发育及参与突触可塑性的形成等;在神经元回路的形成中NMDA受体亦起着关键作用,有资料表明NMDA受体是学习与记忆过程中一类至关重要的受体[1]。
NMDA受体受多种因子的调控,而最近发现了NMDA受体的一种特别的调控因子——D型丝氨酸(D-Serine,D-Ser)[2]。
D-Ser这种新的神经调质的发现引起了神经科学界极大关注,本文将综述这方面的最新进展。
自然界中存在的氨基酸绝大多数都有两种构型:L型和D型。
构成生物体中蛋白质的氨基酸通常都为L型,在细菌和无脊椎动物体内曾发现有内源性的D型氨基酸[3],而对于哺乳动物体内存在D型氨基酸的事实,过去普遍把它归结于食物来源或肠内的细菌所产生[3,4]。
早期研究认为,哺乳动物体内不能产生D型氨基酸,因为氨基酸消旋酶只发现在细菌和昆虫体内,而在哺乳动物体内还未分离纯化出这种酶。
然而最近的研究报告表明在哺乳动物神经系统中存在自由D-Ser和D-天冬氨酸(D-aspartate,D-Asp)[5,6];另有研究报告报道,大鼠额叶和顶叶皮层突触体中的磷酸丝氨酸磷酸化酶(phosphoserine phosphatase)可水解L-磷酸丝氨酸(L-phosphoserine),最终生成L-Ser和D-Ser[7]。
因而这类D型氨基酸在神经系统中的生理作用,很自然地引起了神经科学工作者的广泛关注。
下面将重点阐述D-Ser在神经系统中的分布、合成及生理机能。
自有报道说在哺乳动物中枢神经系统中存在自由的D型氨基酸以来,许多科学家便把注意力转向这类不参与构成生物体内蛋白质的氨基酸上来。
采用对D-Ser具有高度选择性的抗体,利用免疫组化的方法研究发现,D-Ser主要存在于哺乳动物脑内灰质区中的Ⅱ型星形胶质细胞内,这种胶质细胞多位于突触旁边[2,8]。
D-Ser分布的主要脑区为前额叶皮层和纹状体,小脑中也有微量分布[9]。
令人感兴趣的是,在哺乳动物中,NMDA受体分布密度最高的是海马的CA1区、CA3区和齿状回,大脑皮层区的前脑皮层、前扣带区和梨状皮层,此外,在纹状体、丘脑、小脑颗粒细胞层也有较多分布[10]。
在D-Ser存在的脑区中,往往存在着大量的NMDA受体,二者的分布存在着一种平行关系。
NMDA受体是一种独特的双重门控通道(doubly gated channel),它既受膜电位控制也受其它神经递质控制。
NMDA受体被激活后,主要对Ca2+有通透性,介导持续、缓慢的去极化过程。
在突触传递过程中,NMDA受体的激活需要非NMDA受体的参与,其中主要是AMPA受体(α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionate receptor)的参与。
当刺激达到一定强度时,突触前膜释放的谷氨酸作用于AMPA受体,通过AMPA受体通道的离子流增强,使得邻近NMDA受体的突触后膜局部去极化,进而导致NMDA受体通道Mg2+阻断的释放,这时谷氨酸与NMDA受体的结合便可使通道打开。
此外当有甘氨酸结合到甘氨酸结合位点时,通过变构调控可以大大增强谷氨酸作用于NMDA受体后所产生的效应,另外多聚胺可增强谷氨酸对NMDA受体的作用,而Zn2+却可以抑制多聚胺的这种作用。
可见,NMDA受体的激活受多种因子的调控。
D-Ser与NMDA受体的共分布现象,促使科学家进一步对二者的功能联系进行研究。
最近的研究发现D-Ser是NMDA受体的一种新的独特的调质。
Ascher等人研究发现,在用快速灌流制备的神经标本中,NMDA受体的活性会暂时丧失,但这种活性的暂时丧失可为甘氨酸所逆转[11]。
进一步的研究表明NMDA受体上存在Gly结合位点,而NMDA受体的活化需要Gly位点的共激活[7]。
但让人不解的是,在中枢神经系统中Gly的浓度在前脑是最低的,而前脑中NMDA受体的含量却很高;相反在脊髓和后脑中Gly的含量最高,但在这些区域Gly却发挥着一种抑制性神经递质的作用。
有研究报告显示在NMDA受体分布的灰质脑区中,D-Ser的含量约为Gly的3倍[12-14],在前额叶皮层,胞外D-Ser的量与Gly相当,在纹状体D-Ser的含量约是Gly的2倍[10]。
另外的研究证实,施加外源性的D-Ser可以增强NMDA受体调节的神经传递作用。
此外采用放射性同位素3H标记D-Ser研究发现,D-Ser选择性结合于Gly结合位点[15]。
大量实验结果表明,D-Ser 对NMDA受体似乎与Gly有着类似的作用,D-Ser也是NMDA受体上Gly位点的一种内源性配基。
进一步的研究则惊人的发现D-Ser是由突触旁星型胶质细胞产生而作用于突触后神经元上NMDA受体的。
如Fig.1所示,当突触前膜兴奋时,释放兴奋性氨基酸递质谷氨酸到突触间隙,其中一部分Glu作用于突触后膜上的NMDA受体,另一部分则扩散到了邻近的星形胶质细胞,作用于其上的非NMDA受体,后者的激活导致贮存于胞浆中的D-Ser由星形胶质细胞释放出,然后结合于突触后膜上的NMDA受体[16],从而与Glu共同作用,激活NMDA受体。
Fig. 1 The active mechanism of D-serine(cited from Snyder SH, revised partly)而D-Ser的清除和灭活则依赖于D型氨基酸氧化酶,在三十年代便发现哺乳动物体内存在D型氨基酸氧化酶[17],但对其作用一直没有定论。
D 型氨基酸氧化酶是一种高度选择性的酶,只降解中性D型氨基酸。