配体受体结合 PPT
受体配体结合研究
Lineweaver-Burk图
3.1 单位点受体与配基结合反 应的数学表达
设：[LT]是总配基浓度, [L] = [LT] – [RL], 将 [L] = [LT] – [RL] 和 [R] = [RT] – [RL]代入(2)式， 经整理得： 2 [ RL] [ RL]{[ RT ] [ LT ] K } [ RT ][ LT ] 0 （6） d
k1 k2
[RL]
根据质量作用定律，结合反应速率为 v1= k1[R][L], 解离反应速率为 v2= k2[RL] 当反应达到平衡时, v1= v2，所以
k 2 [ R][ L] Kd k1 [ RL]
（1）
[R]、[L]、[RL]分别为游离受体、游离配基、受体-配基复 合物的摩尔浓度 k1、k2分别是结合速率常数、解离速率常数 Kd 是解离平衡常数，单位为mol/L; Kd 值的大小作为衡量 配基与受体相互结合能力的一个重要物理量: Kd值愈小结 合能力愈大; Kd又称为亲和常数
3.1 单位点受体与配基结合反 应的数学表达
设：[RT]为受体的初始浓度
[ R] [ RT ] [ RL]
Kd
[ R][ L] {[ RT ] [ RL]}[ L] [ RL] [ RL]
（2）
重排并整理得：
（3） 上式即Scatchard方程 ，以[RL]/[L]为纵轴，以[RL] 为横轴作图得一直线 直线斜率为-1/Kd, 横轴截距为[RT], 纵轴截距为 [RT]/Kd
受体和配体(共6张PPT)
Receptors 受体
概念
是一类存在于细胞膜或细胞内的特殊蛋白
质，能
胞外信号分子，进
而激活胞内一系列生理生化反应，使细胞对
外界刺激
。
Receptors 受体
类型
胞内受体（intracellular receptor） 膜受体(membrane receptor) 神经递质、肽类激素、细胞因子等 胞内受体（intracellular receptor） 至少包括两个功能区域：配体结合区域和产生效应的区域 Receptors 受体 Receptors 受体
亲脂性信号分子
可直接穿膜进入胞内
与
结合，调节基因表达
类固醇激素、甲状腺素等
亲水性信号分子
不能穿过细胞膜进入胞内
信号与
进行信号转换
神经递质、肽类激素、细胞因子等
Ligands 配体
：
特异性 高效性
可被灭活
Medical Cell Biology
位于胞质、核基质中的受体
Ligands 配体
细胞外信号分子：
膜受体(membrane receptor)
胞内受体（intracellular receptor）
不能穿过细胞膜进入胞内
Receptors 受体
膜受体(membrane receptor)
Receptors 受体
胞内受体（intracellular receptor） 细胞膜上的一类跨膜糖蛋白,也有糖脂或糖脂蛋白的复合物。 胞内受体（intracellular receptor）
配体、第
Receptors 受体
一信使(first messenger)。 由细胞分泌的调节特定的靶细胞生理活动的化学物质，又称为配体、第一信使(first messenger)。
受体配体结合研究
受体配体结合研究受体配体结合是生物学和药物学领域重要的研究方向之一、受体是细胞膜表面或细胞质内的蛋白质，具有识别和结合特定配体的能力。
配体通常是小分子化合物，如药物或激素，它们通过与受体结合，触发一系列信号传导途径，从而影响细胞的功能和生理过程。
最早的受体配体结合研究是通过体外实验，例如配体结合实验、放射性配体标记和配位化学等。
这些实验可以测量配体与受体之间的亲和力和结合常数，以及分析受体的配体结合位点和结构。
这些技术对于确定配体与受体之间的相互作用非常有帮助，但是它们无法提供有关具体的结合机制和动力学信息。
随着分子生物学和生物化学技术的迅速发展，如克隆、表达和纯化受体蛋白以及X射线晶体学等，科学家们能够研究配体与受体之间的分子相互作用。
例如，利用蛋白质晶体学技术，科学家们可以解析受体蛋白的三维结构，并确定配体结合位点和相互作用。
通过这些实验方法，研究人员可以深入了解配体与受体之间的分子结构和机制，为药物设计和发展提供重要的信息。
近年来，结构生物学、生物物理学和计算生物学等领域的快速发展，为受体配体结合研究提供了新的技术和方法。
例如，通过成像技术（如活体成像、原位荧光染色），科学家们可以观察受体与配体之间的动态相互作用过程。
同时，分子动力学模拟和计算机模拟等方法也被广泛应用于研究受体配体结合的动力学和热力学特性，以及预测和设计新的配体。
此外，近年来出现了一种新的研究方法，即细胞荧光成像。
这种技术可以通过荧光标记受体和配体，实时观察受体与配体在活细胞中的相互作用。
这种方法可以为单个分子级别的受体配体结合提供直观的图像信息，有助于我们更好地理解细胞中的信号传导过程。
总之，受体配体结合研究在生物学和药物学中具有重要意义。
通过对受体与配体之间相互作用的深入研究，我们可以揭示生物体内的信号传导机制，开发新的药物和治疗方法。
同时，随着新技术和方法的不断出现，我们相信受体配体结合研究将会进一步深入，为人类的健康做出更大贡献。
受体配体简PPT课件
体数（以结合位点数表示）及研究受体的亲和力 （常以平衡解离常数表示）。 ➢ 定性RBA
发现和确定新的受体和受体亚型，及在分子水 平研
究受体-配体的相互作用等。
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RBA的应用
➢ 神经递质 ➢ 激素和药物等的作用机制 ➢ 疾病的病因和发病机制 ➢ 新药设计和药物筛选 ➢ 受体显像与受体介导治疗
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图4 饱和曲线实验中TB、SB和NSB的关系
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在RBA的数据处理时，测得的总结合的放射性 (total binding，TB)，必须减去NSB，才能得 到特异性结合(specific binding，SB)的数据。
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四、RBA的基本方法
其中，[LT]是自变量（横坐标），[RL]是因变量（纵坐 标），[RT]和KD是固定值。应用计算机以最小二乘法或 稳健回归法进行曲线拟合，可以得到[RT]和KD的值。
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应用
1. 放射受体显像： 放射性配体与靶细胞上受体结合，显像。
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2）设[LT]为配体的初始浓度，[RT]为受体的 初始浓度，则有：
[L] = [LT] – [RL] [R] = [RT] – [RL]
将上式代入(1.1)式，经整理得： [RL]2-[RL]{[RT]+[LT]+KD}+[RT][LT]=0
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饱和曲线的形状和KD有关（如图1）。
生物物理学中的受体配体结合
生物物理学中的受体配体结合生物物理学是一门多学科交叉的科学，通过物理学和生物学的交融，来揭示生物界内部的现象和机制。
其中一项重要研究领域就是受体配体结合。
本文将从基本概念、研究方法、实际应用等方面，探讨受体配体结合在生物物理学中的重要性。
一、基本概念受体（receptor）和配体（ligand）是生物学领域中的重要概念。
受体是一种蛋白质，常见于细胞膜上或细胞内部，能够识别和与特定的小分子结合。
而配体则是指受体所能结合的分子。
在生物物理学中，研究人员很关心的是受体和配体之间是如何相互作用的。
受体配体结合正是指受体和配体之间形成的化学键，以及这个过程的动力学和热力学机制。
二、研究方法研究受体配体结合的方法有很多种，其中比较常见的有：1. 荧光光谱法荧光光谱法是一种通过测量物质发射或吸收光的荧光信号，研究生物分子结构和相互作用的鉴定方法。
在受体配体结合的研究中，以荧光分子为标记，研究物质与配体之间的相互作用。
这种方法比较方便、快捷、操作简单，并且可以反映配体与受体之间的亲和力和结合位点。
2. 核磁共振（NMR）核磁共振是利用核磁共振现象对物质结构、动力学和相互作用进行研究的现代物理学技术。
在受体配体结合研究中，利用核磁共振技术可以观测受体和配体分子之间的相互作用和结构，以及研究受体和配体的动态变化和热力学性质。
3. 晶体学晶体学是一种通过测定物质晶体的X射线衍射图来研究分子结构和相互作用的方法。
在研究受体配体结合时，研究者可以通过生长晶体和利用衍射技术，解析受体和配体之间发生结合的具体构型和结构。
三、实际应用受体配体结合研究在生物物理学和医学研究中有着广泛的应用。
在药物研发领域中，研究受体-配体结合对新药物研发非常重要。
例如，通过研究深入了解肿瘤发生的分子机制，定位受体靶点，设计和寻找具有高亲和力的固定化配体，达到减少药物毒副作用、提高疗效和功能的目的。
此外，受体配体结合也被广泛应用于疾病诊断、预防和治疗的研究中。
配体受体结合(共12张PPT)
第五页，共12页。
回目录(mùlù)
配体 - 受体结合模型
• 在配体 - 受体结合的第一种模型，埃米尔· 菲舍尔提出，受体和配体组合在一起就像 锁和钥匙.在这个比喻中，可以方便的观看 锁和钥匙之间的区别。然而，在锁和钥匙 的画面，受体和配体是刚性的实体。在现 实中，结合是伴随某种程度的构象变化的 。这可以在“拉链”或者“手到手套”的类比 来形容受体 - 配体相互作用。构象变化可 以被认为是一种由于结合不同优势构象的 诱导契合。构象选择合奏分子(fēnzǐ)中的 结合和未结合状态或两者的组合。一些结 合模型都是在药物设计特别感兴趣的。
第十一页，共12页。
• 其中，έ0是自由空间的介电常数，έ为周围 介质的相对介电常数，并且QL和QR是局部 原子点电荷的配体和受体。
• 库仑定律适用于均匀电介质。如果该系统的 所有的原子都明确建模，包括溶剂中所有水 分子和离子，并且系统进行分子动力学模拟 ，通常使用(shǐyòng)έ=1。然而，通常的水 分子和离子被隐含处理和水性溶剂模拟成为 一个连续统一体έ≈80。离子被假定为一个玻 尔兹曼分布。在这种情况下，该溶剂介质的 介电常数不同于分子溶质。。
第六页，共12页。
回目录(mùlù)
溶剂对配体受体结合的影响
溶剂周围的配体和受体对它们的结合有非常 重要的影响。与像甲醇或脂质膜的疏水性内 部非极性环境相比在像水的极性溶剂中结合 亲和力非常不同。这是因为结合总是涉及配 体 - 受体相互作用和配体 - 溶剂和受体 - 溶剂 相互作用之间的竞争。周围的离子强度和pH 会影响配体和受体之间的静电(jìngdiàn)相互 作用的强度。Viscogens和拥挤代理也可以影 响配体 - 受体结合。它们可通过它们的粘度 影响结合亲和力或通过动力学改变介电性能 。
受体的放射配体结合分析法【58页】
（三） 受体亚型
受体亚型是指受体分子结构上既有部分相同，也存在 一定差别，它们对同一配体具有不同的亲和力，生物 学上具有不同的效应。
1、用药理学方法可见到，同一种受体的几种激动剂 （拮抗剂）对各亚型都有作用，但作用有相对的选择 性。如，对于α肾上腺受体，哌唑嗪对血管平滑肌收缩 的用较拮弱抗（作α用2）强，（而α1育）亨，宾对则胃相肠反道。平滑肌舒张的拮抗作 2、用放射配体结合分析法可观察到，同一种受体的某 些激动剂（拮抗剂）对各亚型都有特异性结合能力， 但是亲和力不同。
细胞核、浆 、膜 3.受体的增溶和进一步纯化
沉淀：完整细胞、核受体
图8.10 分离细胞组分的一般方法
四、温育 条件
缓冲液
通过多次预实验确定 某个受体的最适离子 强度和pH
时间与温度
最适的时间为完全平 衡时间
温度根据目的不同而 不同（0—37OC）
结合配体和游离配体的分离
目 的 ： B/F的 分 离 ， 一般RIA的分离方法可用于RBA 注意配体与受体的解离速度
5、 识别能力（Recognition）和生物效应一致性
受体与配体的特异性结合保证了受体对机体内成千上万 生物活性物质的高度识别能力。这种能力与配体引起的 生理（药理）效应相一致。表现在：（1）、在组织分 布上的一致。（2）、在浓度上的一致。受体主要存在 于相应配体发挥生理或药理效应的器管，称之为靶器管。 有的配体生理或药理效应广泛，而另一些配体的作用则 有明显的器管专一性。配体和受体结合的有效浓度通常 也应该和该配体发挥生理或药理作用的浓度一致。
图8.8 Scatchard作图中的正负协同作用 （1） 无协同作用；（2）负协同作用；（3）正协同作用
配体受体结合汇总.
目 录
配体受体结合函数 配体 - 受体结合模型 溶剂对配体受体结合的影 响
物理性质决定的配体 - 受体结合
Байду номын сангаас
通则
配体——受体在活体内的交互取决于大量的多样的因素。
一旦配体和受体足够接近,配体可以分散和到 达到对应受体的结合位点。这需要配体和受体 之间的识别。这可能是由配体和受体之间的长 程静电相互作用,然后由短程氢键和范德华相 互作用。这些相互作用广泛变化。水分子将被 绑定取代，虽然有些可能留存在表面和居中绑 定影响。
• 静电相互作用在配体 - 受体结合发挥一个显著的 1 作用。它们是长程、随距离变化的为r ，因此特 别重要对于分子识别。在整个分子中的电荷分布， 每个分子可被认为具有不仅一个净电荷。在配体 - 受体模型研究中，局部电荷通常分配到原子中 心。相同电荷排斥和不同电荷相吸。因此，许多 积极和消极的方面构成一个库仑静电能量配体 受体复合物，下式给出：
回目录
物理性质作用的配体 - 受体结合
• 配体 - 受体结合包括通过配体置换的配体 水分子和受体—水分子的相互作用受体和 水与水的相互作用。范德华相互作用贡献 毫不逊色于配体 - 受体亲和力。
受体 - 配体络合中的水。 （a）主要尿蛋白-I（MUP-I）与结合的配体（PDB代 码1I06）。两水域（紫色球）的配体结合囊（表面表示）的疏水性环境使得极 性基团的相互作用呈现在亲脂性信息素上（棒表示）。 （b）该周质的复杂寡肽 结合蛋白与OPPA肽（LysGluLys）（PDB代码1JEU）。蛋白质的唯一活性中心 残基如图（棒表示）。水分子（紫色球）调解它的肽配体之间的相互作用（周 质寡肽结合蛋白）。 （c）蛋白激酶C的相互作用蛋白（PKCI）二聚物（PDB 代码1KPA）具有干燥表面与大多数晶体观察水分子（紫色球）形成的界面周围 的环。
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• 静电相互作用在配体 - 受体结合发挥一个显著的
作用。它们是长程、随距离变化的为r 1 ，因此特
别重要对于分子识别。在整个分子中的电荷分布， 每个分子可被认为具有不仅一个净电荷。在配体 - 受体模型研究中，局部电荷通常分配到原子中 心。相同电荷排斥和不同电荷相吸。因此，许多 积极和消极的方面构成一个库仑静电能量配体 -
配体受体结合
1
目录
配体受体结合函数 配体 - 受体结合模型 溶剂对配体受体结合的影
响
物理性质决定的配体 - 受体结合
2
通则
配体——受体在活体内的交互取决于大量的多样的因素。
一旦配体和受体足够接近,配体可以分散和到 达到对应受体的结合位点。这需要配体和受体 之间的识别。这可能是由配体和受体之间的长 程静电相互作用,然后由短程氢键和范德华相 互作用。这些相互作用广泛变化。水分子将被 绑定取代，虽然有些可能留存在表面和居中绑 定影响。
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大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
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• 在晶体结构中学习配体 - 受体表面的包装方式和 水合模式。一些界面是很好填充水分子（例如， 见，图c）。有序界面水分子位点往往在既定位置 上，水分子可以调节受体和配体之间的氢键（图b ）。特别有序水分子位点有时被认为是溶质的固 有部分。界面水分子位捐赠达四个氢 键。如示于（图a）的例子中，界面的水分子可允 许相当疏水受体位点与配体相互作用并适应其氢 键的能力。
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回目6录
溶剂对配体受体结合的影响
溶剂周围的配体和受体对它们的结合有非常 重要的影响。与像甲醇或脂质膜的疏水性内 部非极性环境相比在像水的极性溶剂中结合 亲和力非常不同。这是因为结合总是涉及配 体 - 受体相互作用和配体 - 溶剂和受体 - 溶剂 相互作用之间的竞争。周围的离子强度和pH 会影响配体和受体之间的静电相互作用的强 度。Viscogens和拥挤代理也可以影响配体 受体结合。它们可通过它们的粘度影响结合 亲和力或通过动力学改变介电性能。
回目7录
物理性质作用的配体 - 受体结合
• 配体 - 受体结合包括通过配体置换的配体 水分子和受体—水分子的相互作用受体和 水与水的相互作用。范德华相互作用贡献 毫不逊色于配体 - 受体亲和力。
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受体 - 配体络合中的水。 （a）主要尿蛋白-I（MUP-I）与结合的配体（PDB代 码1I06）。两水域（紫色球）的配体结合囊（表面表示）的疏水性环境使得极 性基团的相互作用呈现在亲脂性信息素上（棒表示）。 （b）该周质的复杂寡肽 结合蛋白与OPPA肽（LysGluLys）（PDB代码1JEU）。蛋白质的唯一活性中心 残基如图（棒表示）。水分子（紫色球）调解它的肽配体之间的相互作用（周 质寡肽结合蛋白）。 （c）蛋白激酶C的相互作用蛋白（PKCI）二聚物（PDB 代码1KPA）具有干燥表面与大多数晶体观察水分子（紫色球）形成的界面周围 的环。
回目5录
配体 - 受体结合模型
• 在配体 - 受体结合的第一种模型，埃米尔· 菲舍尔提出，受体和配体组合在一起就像 锁和钥匙.在这个比喻中，可以方便的观看 锁和钥匙之间的区别。然而，在锁和钥匙 的画面，受体和配体是刚性的实体。在现 实中，结合是伴随某种程度的构象变化的 。这可以在“拉链”或者“手到手套”的类比 来形容受体 - 配体相互作用。构象变化可 以被认为是一种由于结合不同优势构象的 诱导契合。构象选择合奏分子中的结合和 未结合状态或两者的组合。一些结合模型 都是在药物设计特别感兴趣的。
回目3录
配体受体结合函数
配体L和受体R： 结合过程对应的处理确定所述双分子缔合速 率常数，导通率，Kon。在解除绑定过程决定 了双分子解离速率常数，解离速率，Koff。
回目4录
实施方法
系统的受体配体结合。 （a）在锁和钥匙模型中 ，配体（绿色）恰好装配到受体结合位点（紫色 ）。 （b）该配体与受体弱相关联和诱导产生的 结合构象变化。（c）配体优先结合于该受体的 某些一致构象。
受体复合物，下式给出：
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• 其中，έ0是自由空间的介电常数，έ为周围 介质的相对介电常数，并且QL和QR是局部 原子点电荷的配体和受体。
• 库仑定律适用于均匀电介质。如果该系统的 所有的原子都明确建模，包括溶剂中所有水 分子和离子，并且系统进行分子动力学模拟 ，通常使用έ=1。然而，通常的水分子和离 子被隐含处理和水性溶剂模拟成为一个连续 统一体έ≈80。离子被假定为一个玻尔兹曼分 布。在这种情况下，该溶剂介质的介电常数 不同于分子溶质。。