谷氨酸、GABA和甘氨酸能神经及受体

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大脑在哪个温度区间，创造力最佳？

一、谷氨酸

谷氨酸是中枢神经系统一种主要的兴奋性递质，约50%的谷氨酸参与调节中枢神经系统内的突触传递，几乎可调节正常脑内的所有功能，包括学习、记忆、运动、认知和发育。学习和记忆是脑的高级功能，是一个相当复杂的生理过程，目前认为其中枢主要在海马，其神经生物学基础是突触可塑性。突触的传递是谷氨酸通过其受体实现的。

离子型谷氨酸受体包括NMDA受体、AMPA受体和Kainate受体，它们是配体门控的离子通道，通过结合谷氨酸从而调控通道的开闭状态。

代谢型谷氨酸受体（metabotropic glutamate receptors，mGluR），属于谷氨酸受体的一种类型，是G 蛋白偶联受体由谷氨酸激活，在神经元发育过程中通过 MAPK-cAMP-PKA 信号通路调节轴突生长。配体结合引起构象变化，通过鸟嘌呤核苷酸结合蛋白 (G 蛋白) 触发信号传导并调节下游效应物的活性，例如它抑制的腺苷酸环化酶。

金、银、铜具有抗磁性

附：

小林秀彦：促智与神经递质的研究「一」谷氨酸能系统

生物物理所等揭示谷氨酸受体GluK2的调控机制----中国科学院

脑能量代谢:星形胶质细胞-神经元耦合

胶质细胞介导性激素的神经系统作用

附论文：

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）

谷氨酸经谷氨酸脱羧酶（GAD)脱羧生成γ-氨基丁酸（GABA），是有抑制作用的神经递质。分泌GABA的神经元称为GABA能神经元。GABA是中枢神经系统的主要抑制性神经递质，与谷氨酸的兴奋作用相对。人类中有两个 GAD 基因被确定为 GAD1 和 GAD2。这两个基因产生的主要 GAD 同种型被确定为 GAD67 （GAD1 基因）和 GAD65 （GAD2 基因），这反映了它们的分子量。GAD1 和 GAD2 基因均在大脑中表达，GAD2 表达也发生在胰腺中，但水平显着低于大脑中的水平。

GABA 通过与两种不同的受体亚型结合发挥其作用。GABA-A (GABAA) 受体是离子型受体的成员，特别是 配体门控离子通道的 Cys 环亚家族 ，包括烟碱型 ACh 受体 (nAChR)、甘氨酸受体 (GlyR) 和 5-HT3 （血清素）受体。GABA-B (GABAB) 受体属于 C 类家族 代谢型 G 蛋白偶联受体 (GPCR)。GABA-A 受体是离子型受体家族的成员，是氯离子通道，响应 GABA 结合，增加氯离子流入 GABA 能神经元。GABA-B 受体与激活相关钾通道的 G 蛋白偶联，当被 GABA 激活时，钾通道会从细胞中流出。苯二氮卓类的抗焦虑药物通过增强 GABA-A 受体对 GABA 结合的反应来发挥舒缓作用。

GABAa受体是一种离子通道受体，由8个亚基组成，形成跨膜的氯离子通道。功能性 GABA-A 受体由多种不同亚基的组合产生。已在人类中鉴定出总共 19 个 GABA-A 受体亚基基因，它们编码 α（α）、β（β）、γ（γ）、δ（δ）、ε（ε）、π（pi）、θ（ theta) 和 ρ (rho)。GABA-A 受体的整体多样性进一步增加，因为其中几个基因经历了选择性剪接。GABA-A 受体的各种分子组成的复杂性具有重要的功能和临床后果，因为它们决定了给定受体复合物的特性和药理学调节。此外，已知锌离子通过严重依赖受体亚基组成的变构机制抑制受体来调节 GABA-A 受体活性。GABRG3（γ3亚基基因）编码的蛋白质对这种锌介导的调节至关重要。尽管产生功能性 GABA 门控离子通道的最低要求是包含 α 和 β 亚基，但大脑中最常见的类型是由两个 α 亚基、两个 β 亚基和一个 γ 亚基（α2β2γ）。GABA-A 受体结合两个 GABA 分子，在异五聚体受体中，该结合位点由 α 和 β 亚基之间的界面产生。

GABAb受体是一种G蛋白偶联受体，它是由7个亚单位组成的跨膜受体，能选择性地被氯苯氨丁酸激活，不受苯二氮卓类影响。GABA-B 受体与 Gi 型 G 蛋白偶联。G 蛋白与钾通道（GIRK 或 Kir3）相连，G 蛋白的激活导致相关通道的电导增加。突触后膜上的 GABA-B 受体激活通常导致内向整流钾通道的激活，这是抑制性突触后电位 (IPSP) 晚期的基础。突触前 GABA-B 受体的激活通过抑制电压激活 的 N 或 P/Q 类型的Ca2+通道来减少神经递质的释放。

三、甘氨酸

甘氨酸在中枢神经系统中作为抑制性神经递质发挥作用，参与调节处理运动和感觉信息的信号，从而允许运动、视觉和听觉。 甘氨酸与主要抑制性神经递质GABA共同释放 。

甘氨酸作为神经递质的作用是氨基酸与特定受体 GlyR 结合的功能。GlyR 是烟碱样受体超家族的成员，该超家族包括 GABA A 受体 (GABA A R)、兴奋性烟碱乙酰胆碱受体 (nAChR) 和 3 型血清素受体 (5HT 3 )。GlyR 是一种杂聚（五聚）复合物，由三个或四个 α-亚基和一个 β-亚基的复合物组成。人类基因组中有四种不同的α亚基基因（GLRA1、GLRA2、GLRA3、GLRA4）和一个β亚基基因（GLRB）。GlyR 是一种配体门控离子型受体，是一种氯离子通道。除甘氨酸外，GlyR 还可被其他几种小氨基酸（如丙氨酸和牛磺酸）激活。

甘氨酸还参与调节通过谷氨酸与 N-甲基-D-天冬氨酸 (NMDA) 型谷氨酸受体结合而发挥的兴奋性神经传递。