sinh ly dong vat

1
Sinh Học Hiện Đại A
Cơ sở phân tử về dẫn
truyền tín hiệu thần kinh

2
H1. Caùc keânh ion hoùa trò 1
3
Giải thích
❒
Các tế bào có hoạt tính điện như tế
bào TK và tế bào cơ, duy trì điện thế
nghó trên màng ≈ -70 mv.
❒
Chất dẫn truyền TK làm đảo cực hay
siêu cực hóa màng tế bào TK bằng
việc mở các kênh ion bên trong màng
❒
Kênh ion là một phần của receptor
(kênh ion cổng hóa bằng ligand) hay
liên kết với receptor thông qua trung
gian protein G (kênh ion liên kết với
receptor).
4
❒
Kênh ion được điều hòa bởi ligand: sự
xâm chiếm tâm nhận biết ligand ➨
thay đổi cấu hình protein hình thành
kênh ➨ gia tăng dòng ion đi ngang
qua màng.
❒

Kênh được điều hòa bằng hiệu thế:
mở hay đóng kênh nhằm đáp ứng với
sự thay đổi về hiệu thế ở mảng màng
tế bào TK kề cận.
❒
Các kênh này chòu trách nhiệm cho
việc sản sinh điện thế hoạt động trong
các tế bào kích thích bằng điện.
5
❒
Nếu tính thấm của Na
+
tăng lên, thì
Na
+
đi vào trong tế bào
➨
làm hạ
thấp gradient nồng độ của nó xuống
và màng trở nên bò đảo cực trong
vùng kênh mở.
❒
Trái lại, nếu tính thấm Cl
-
tăng
➨
màng
trở nên siêu cực trong vùng kênh mở.
❒
Sự đảo cực kết hợp với sản sinh điện

thế hoạt động, phóng thích chất dẫn
truyền TK, dẫn truyền xung TK, và co
cơ.
6
❒
Ngược lại, sự siêu cực hóa sẽ
làm ức chế các quá trình này.
❒
Điện thế nghó trên màng được
hồi phục và duy trì bởi sự hoạt
hóa của bơm Na-K-ATPase để
đưa Na
+
ra ngoài và K
+
vào
trong tế bào (ngược với
gradient nồng độ) một cách
chủ động cần ATP.
7
H2. Kênh calci được cổng hóa
bằng hiệu thế
8
Giải thích

Kênh Ca được cổng hóa bằng hiệu
thế là 1 heteromultimer gồm: 1 tiểu
đơn vò chính là α
1
và 3 tiểu đơn vò bổ

trợ thêm là α
2
-δ; β và γ.

Tiểu đơn vò α
1
hình thành 1 lổ ion và có
chức năng cổng hóa và trong nhiều
trường hợp sẽ là tâm kết hợp với các
chất độc TK hay dược phẩm.

10 tiểu đơn vò α
1
đã được nhận dạng
trong đó chúng kết hợp với hoạt động
của 6 loại kênh calci.
9

Các kênh kiểu L có tiểu đơn vò α
1
C
(tim), α
1
D (thần kinh/tuyến nội tiết), α
1
S
(cơ xương) và α
1
F (võng mạc).


Kênh kiểu N có tiểu đơn vò α
1
B.

Kênh kiểu P và kiểu Q có tiểu đơn vò
α
1
A.

Kênh kiểu T có tiểu đơn vò α
1
G, α
1
H và
α
1
I.

Tiểu đơn vò α
1
mỗi cái có 4 domain
đồng dạng (I-IV), mỗi domain gồm 6
xoắn bắt ngang qua màng.
10

Xoắn thứ 4 của mỗi domain chứa 1
nhóm chức năng nhạy cảm với hiệu
thế (sensor hiệu thế).

4 domain α

1
tạo cụm trên màng để
hình thành lổ.

Tiểu đơn vò β đònh vò bên trong tế bào
chất và liên quan đến quá trình vận
chuyển tiểu đơn vò α
1
qua màng.

Tiểu đơn vò γ là 1 glycoprotein có 4
phân đoạn bắt ngang qua màng.
11

Tiểu đơn vò α
2
là 1 protein ở ngoại
bào được glycosyl hóa cao độ và
được gắn với tiểu đơn vò δ bắt
ngang qua màng nhờ các cầu nối
disulfide.

Domain α
2
cung cấp giá đở cấu
trúc được yêu cầu cho sự kích
thích kênh.

Domain δ điều biến sự hoạt hóa
phụ thuộc vào hiệu thế và làm bất

hoạt trạng thái bền của kênh.
12
H3. Hoaùt hoựa vaứ baỏt hoaùt keõnh Na
13
Giải thích

Kênh Na được đặc trưng: hoạt hóa
phụ thuộc vào hiệu thế, bất hoạt
nhanh, và dẫn truyền ion một cách
chọn lọc.

Sự đảo cực ở màng sẽ mở lổ ion cho
phép Na
+
khuếch tán thụ động vào
trong tế bào và hạ thấp gradient nồng
độ của nó xuống.

Sự gia tăng đường vào của ion Na
+
sẽ
làm đảo cực màng xa hơn gần với
điện thế cân bằng Na
+
.
14

Sự bất hoạt kênh Na
+
xảy ra trong

vài ms, khởi đầu 1 chu kỳ trơ hoàn
toàn trong đó màng không thể bò
kích thích.

Cơ chế bất hoạt đã được mô hình
như là cơ chế: “nắp bản lề” hay
“banh và chuổi”.

Ở đây vành polypeptide bên trong
tế bào liên kết với domain III và IV
của tiểu đơn vò đóng lổ và ngăn
chận sự đi qua của ion Na.
15
H4. Protein G lieân keát vôùi cAMP
16
Giải thích

Nucleotide vòng đã được nghiên
cứu rộng rãi như là tín hiệu thứ
cấp của các biến cố nội bào
được bắt đầu bởi sự hoạt hóa của
nhiều kiểu receptor hormon và
chất dẫn truyền TK.

Receptor kích thích sự biến đổi ATP
➨
cAMP thường kết hợp với các
protein G.
17


Sự kết hợp của chất dẫn truyền TK
(hormon) với receptor nằm trên màng
➨
thay đổi cấu hình của receptor
➨

hoạt hóa tiểu đơn vò α của protein G

Tiểu đơn vò G
s
được hoạt hóa sẽ kích
thích, trái lại tiểu đơn vò G
i
hoạt hóa sẽ
ức chế adenylate cyclase (AC).

Sự kích thích AC xúc tác sự biến đổi
ATP
➨
cAMP trong tế bào chất.

cAMP sẽ hoạt hóa các protein kinase
phụ thuộc vào cAMP, bao gồm cả
protein kinase A (PKA)
18

Bằng việc xúc tác phosphoryl hóa
(hoạt hoá hay khử hoạt hóa) các
enzyme nội bào, protein kinase phụ
thuộc vào cAMP tạo ra một chuổi

rộng các quá trình biến dưỡng và
chức năng.

Điều hòa âm tính có thể xảy ra trong
các con đường khi phoshodiesterase
(PDE) xúc tác việc thủy phân cAMP
thành 5’-AMP.
19

Nhiều họ PDE (I-VI) hoạt động như
công tắc điều hòa bởi xúc tác việc
phân hũy cAMP thành 5’-AMP.

PDE II: PDE có ái lực thấp có thể cắt
cả cAMP và cGMP. Sự hoạt động của
PDE II được kích thích bởi cGMP.

PDE III: PDE có ái lực thấp bò ức chế
bởi cGMP và liên quan đến việc điều
hòa sự co thắt của cơ trơn và cơ tim.

PDE IV: chọn lọc cao với cAMP và là
PDE có ái lực cao hiện diện trong hầu
hết tế bào.
20
H5. Protein G lieân keát vôùi cGMP