谷氨酸、GABA和甘氨酸能神經(jīng)及受體

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將經(jīng)驗化為直覺，為后來者鋪路

大腦在哪個溫度區(qū)間，創(chuàng)造力最佳？

一、谷氨酸

谷氨酸是中樞神經(jīng)系統(tǒng)一種主要的興奮性遞質(zhì)，約50%的谷氨酸參與調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的突觸傳遞，幾乎可調(diào)節(jié)正常腦內(nèi)的所有功能，包括學(xué)習(xí)、記憶、運(yùn)動、認(rèn)知和發(fā)育。學(xué)習(xí)和記憶是腦的高級功能，是一個相當(dāng)復(fù)雜的生理過程，目前認(rèn)為其中樞主要在海馬，其神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)是突觸可塑性。突觸的傳遞是谷氨酸通過其受體實現(xiàn)的。

離子型谷氨酸受體包括NMDA受體、AMPA受體和Kainate受體，它們是配體門控的離子通道，通過結(jié)合谷氨酸從而調(diào)控通道的開閉狀態(tài)。

代謝型谷氨酸受體（metabotropic glutamate receptors，mGluR），屬于谷氨酸受體的一種類型，是G 蛋白偶聯(lián)受體由谷氨酸激活，在神經(jīng)元發(fā)育過程中通過 MAPK-cAMP-PKA 信號通路調(diào)節(jié)軸突生長。配體結(jié)合引起構(gòu)象變化，通過鳥嘌呤核苷酸結(jié)合蛋白 (G 蛋白) 觸發(fā)信號傳導(dǎo)并調(diào)節(jié)下游效應(yīng)物的活性，例如它抑制的腺苷酸環(huán)化酶。

金、銀、銅具有抗磁性

附：

小林秀彥：促智與神經(jīng)遞質(zhì)的研究「一」谷氨酸能系統(tǒng)

生物物理所等揭示谷氨酸受體GluK2的調(diào)控機(jī)制----中國科學(xué)院

腦能量代謝:星形膠質(zhì)細(xì)胞-神經(jīng)元耦合

膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)性激素的神經(jīng)系統(tǒng)作用

附論文：

1、《Regional selection of the brain size regulating gene CASC5 provides new insight into human brain evolution》

2、《Promoter variant rs on the neural cell adhesionmolecule 1 gene confers risk of schizophrenia in Han Chinese》

二、γ-氨基丁酸（GABA）

谷氨酸經(jīng)谷氨酸脫羧酶（GAD)脫羧生成γ-氨基丁酸（GABA），是有抑制作用的神經(jīng)遞質(zhì)。分泌GABA的神經(jīng)元稱為GABA能神經(jīng)元。GABA是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的主要抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，與谷氨酸的興奮作用相對。人類中有兩個 GAD 基因被確定為 GAD1 和 GAD2。這兩個基因產(chǎn)生的主要 GAD 同種型被確定為 GAD67 （GAD1 基因）和 GAD65 （GAD2 基因），這反映了它們的分子量。GAD1 和 GAD2 基因均在大腦中表達(dá)，GAD2 表達(dá)也發(fā)生在胰腺中，但水平顯著低于大腦中的水平。

GABA 通過與兩種不同的受體亞型結(jié)合發(fā)揮其作用。GABA-A (GABAA) 受體是離子型受體的成員，特別是 配體門控離子通道的 Cys 環(huán)亞家族 ，包括煙堿型 ACh 受體 (nAChR)、甘氨酸受體 (GlyR) 和 5-HT3 （血清素）受體。GABA-B (GABAB) 受體屬于 C 類家族 代謝型 G 蛋白偶聯(lián)受體 (GPCR)。GABA-A 受體是離子型受體家族的成員，是氯離子通道，響應(yīng) GABA 結(jié)合，增加氯離子流入 GABA 能神經(jīng)元。GABA-B 受體與激活相關(guān)鉀通道的 G 蛋白偶聯(lián)，當(dāng)被 GABA 激活時，鉀通道會從細(xì)胞中流出。苯二氮卓類的抗焦慮藥物通過增強(qiáng) GABA-A 受體對 GABA 結(jié)合的反應(yīng)來發(fā)揮舒緩作用。

GABAa受體是一種離子通道受體，由8個亞基組成，形成跨膜的氯離子通道。功能性 GABA-A 受體由多種不同亞基的組合產(chǎn)生。已在人類中鑒定出總共 19 個 GABA-A 受體亞基基因，它們編碼 α（α）、β（β）、γ（γ）、δ（δ）、ε（ε）、π（pi）、θ（ theta) 和 ρ (rho)。GABA-A 受體的整體多樣性進(jìn)一步增加，因為其中幾個基因經(jīng)歷了選擇性剪接。GABA-A 受體的各種分子組成的復(fù)雜性具有重要的功能和臨床后果，因為它們決定了給定受體復(fù)合物的特性和藥理學(xué)調(diào)節(jié)。此外，已知鋅離子通過嚴(yán)重依賴受體亞基組成的變構(gòu)機(jī)制抑制受體來調(diào)節(jié) GABA-A 受體活性。GABRG3（γ3亞基基因）編碼的蛋白質(zhì)對這種鋅介導(dǎo)的調(diào)節(jié)至關(guān)重要。盡管產(chǎn)生功能性 GABA 門控離子通道的最低要求是包含 α 和 β 亞基，但大腦中最常見的類型是由兩個 α 亞基、兩個 β 亞基和一個 γ 亞基（α2β2γ）。GABA-A 受體結(jié)合兩個 GABA 分子，在異五聚體受體中，該結(jié)合位點(diǎn)由 α 和 β 亞基之間的界面產(chǎn)生。

GABAb受體是一種G蛋白偶聯(lián)受體，它是由7個亞單位組成的跨膜受體，能選擇性地被氯苯氨丁酸激活，不受苯二氮卓類影響。GABA-B 受體與 Gi 型 G 蛋白偶聯(lián)。G 蛋白與鉀通道（GIRK 或 Kir3）相連，G 蛋白的激活導(dǎo)致相關(guān)通道的電導(dǎo)增加。突觸后膜上的 GABA-B 受體激活通常導(dǎo)致內(nèi)向整流鉀通道的激活，這是抑制性突觸后電位 (IPSP) 晚期的基礎(chǔ)。突觸前 GABA-B 受體的激活通過抑制電壓激活 的 N 或 P/Q 類型的Ca2+通道來減少神經(jīng)遞質(zhì)的釋放。

三、甘氨酸

甘氨酸在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中作為抑制性神經(jīng)遞質(zhì)發(fā)揮作用，參與調(diào)節(jié)處理運(yùn)動和感覺信息的信號，從而允許運(yùn)動、視覺和聽覺。 甘氨酸與主要抑制性神經(jīng)遞質(zhì)GABA共同釋放 。

甘氨酸作為神經(jīng)遞質(zhì)的作用是氨基酸與特定受體 GlyR 結(jié)合的功能。GlyR 是煙堿樣受體超家族的成員，該超家族包括 GABA A 受體 (GABA A R)、興奮性煙堿乙酰膽堿受體 (nAChR) 和 3 型血清素受體 (5HT 3 )。GlyR 是一種雜聚（五聚）復(fù)合物，由三個或四個 α-亞基和一個 β-亞基的復(fù)合物組成。人類基因組中有四種不同的α亞基基因（GLRA1、GLRA2、GLRA3、GLRA4）和一個β亞基基因（GLRB）。GlyR 是一種配體門控離子型受體，是一種氯離子通道。除甘氨酸外，GlyR 還可被其他幾種小氨基酸（如丙氨酸和牛磺酸）激活。

甘氨酸還參與調(diào)節(jié)通過谷氨酸與 N-甲基-D-天冬氨酸 (NMDA) 型谷氨酸受體結(jié)合而發(fā)揮的興奮性神經(jīng)傳遞。