配体门控阳离子通道
配体门控阳离子通道（英语：Ligand-Gated Cation Channels），也称为 离子型受体（Ionotropic Receptors），是一类本身兼具受体和离子通道功能的跨膜蛋白。当特定的信号分子（即配体）与其结合时，会引起通道蛋白的构象变化，导致通道瞬时开放，允许阳离子（主要是Na⁺、K⁺、Ca²⁺）顺电化学梯度跨膜流动，从而快速（毫秒级）产生或改变细胞的跨膜电位或细胞内钙离子浓度。它们是快速突触传递（尤其是兴奋性突触）和许多神经感官转导过程的核心分子。
1. 主要超家族与结构特征
根据进化起源和三维结构，配体门控阳离子通道主要分为两个结构迥异的超家族：
| 超家族 | Cys-环受体超家族 | 离子型谷氨酸受体超家族 |
|---|---|---|
| 命名由来 | 胞外区由一对保守二硫键（Cys-loop）稳定。 | 以主要内源性配体谷氨酸命名。 |
| 拓扑结构 | 五聚体（5个亚基围绕中心孔道），每个亚基有4个跨膜结构域（4TM）。 | 四聚体（4个亚基组成二聚体再二聚），每个亚基有3个跨膜结构域和1个胞内类似孔道的结构域（3TM + Pore）。 |
| 典型成员 | nAChR（烟碱型乙酰胆碱受体）、5-HT₃R（5-羟色胺受体）、GABAₐR（γ-氨基丁酸A型受体，阴离子）、GlyR（甘氨酸受体，阴离子）。 | AMPAR、NMDAR、KAR（均为谷氨酸受体）。 |
| 主要离子选择性 | 非选择性阳离子（如nAChR、5-HT₃R）或阴离子（GABAₐR、GlyR）。 | 主要通透Na⁺、K⁺，部分（如NMDAR）高通透Ca²⁺。 |
注：部分其他重要通道（如ATP门控的P2X受体、酸敏感离子通道）也属于配体门控阳离子通道，但它们属于独立的家族（三聚体，2TM拓扑结构）。
2. 门控机制与功能特性
配体结合：配体（神经递质、调质或外源物质）特异地结合于通道的胞外结构域。
变构激活：配体结合引发亚基构象变化，通过变构耦合（Allosteric Coupling）传递至跨膜区，导致门控孔（Gate）开放。
电流特性：产生快速去极化（阳离子内流）或超极化（阴离子内流）的突触后电流，如兴奋性突触后电流或抑制性突触后电流。
脱敏：持续配体存在下，通道可能进入非导电的脱敏状态，是调节突触效能的重要机制。
3. 生理功能与调控
快速突触传递：
神经肌肉接头：nAChR介导运动神经元至骨骼肌的信号传递。
中枢兴奋性突触：AMPAR/NMDAR介导大部分谷氨酸能快速兴奋性传递，是学习记忆（长时程增强）的分子基础。
中枢抑制性突触：GABAₐR和GlyR介导快速抑制，维持神经网络平衡。
感觉转导：如嗅觉、味觉初级感觉神经元中部分Cys-环受体。
神经调制与药物作用：是众多精神类药物、麻醉剂、成瘾性物质的直接靶点。
激动剂：模仿内源性递质（如尼古丁激活nAChR）。
拮抗剂：阻断通道（如箭毒碱阻断nAChR，氯胺酮阻断NMDAR）。
正/负变构调节剂：通过其他位点增强或抑制配体效应（如苯二氮䓬类增强GABA对GABAₐR的作用）。
4. 临床意义与疾病关联
神经精神疾病：
癫痫：GABAₐR功能低下或谷氨酸受体过度激活。
精神分裂症：NMDAR功能假说。
抑郁与焦虑：5-HT₃R、GABAₐR、nAChR参与。
阿尔茨海默病：胆碱能神经元nAChR丢失。
重症肌无力：自身抗体攻击神经肌肉接头的nAChR。
疼痛：外周和脊髓的5-HT₃R、ATP（P2X）受体参与痛觉传递。
遗传病：多种受体亚基的基因突变可导致先天性癫痫、过度惊跳症、智力障碍等。
药物成瘾：nAChR（尼古丁）、多巴胺系统相关离子通道（可卡因等）是关键靶点。
参考文献
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