Molecular Insights into Ion Channel Biology in Health and Disease pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Elsevier Science Ltd

作者:Maue, Robert A.

出品人:

页数:464

译者:

出版时间:2004-3

价格:$ 351.43

装帧:HRD

isbn号码:9780444506450

丛书系列:

图书标签:

• Ion Channels
• Molecular Biology
• Health and Disease
• Neuroscience
• Physiology
• Pharmacology
• Membrane Proteins
• Signal Transduction
• Biophysics
• Cell Biology

好的，这是一本名为《Molecular Insights into Ion Channel Biology in Health and Disease》的书籍的详细简介，内容侧重于离子通道生物学在健康与疾病中的分子机制，而非直接提及您提供的书名。 --- 聚焦细胞信号传导与膜电生理：离子通道生物学的前沿探索 书籍导言 生命活动的基石在于细胞间的精确通讯与调控，而离子通道作为细胞膜上的关键蛋白，构成了这一复杂网络的核心节点。它们如同分子级的闸门，严格控制着跨膜离子流动，深刻影响着细胞的兴奋性、内环境稳态乃至组织器官的功能。从神经元的快速放电到心肌细胞的节律收缩，从免疫细胞的活化到肾脏对电解质的重吸收，离子通道无处不在，其功能失调则与一系列严重疾病紧密相关。 本书旨在提供一个全面、深入且与时俱进的视角，剖析离子通道的结构生物学、分子机制、生理功能以及病理生理学基础。我们不仅关注经典离子通道家族的精细调控，更将目光投向近年来新兴的研究领域，力求勾勒出当前离子通道生物学研究的全貌。本书适合生命科学、医学、药理学领域的本科高年级学生、研究生、科研人员以及临床医生深入学习和参考。 第一部分：离子通道的分子基础与结构生物学 本部分奠定了理解离子通道功能的结构基础。我们将详细阐述离子通道蛋白的分子组成，包括其跨膜结构域、选择性滤器、门控机制（电压门控、配体门控、机械力敏感性）以及失活/再激活的动态过程。 1. 离子通道的分子多样性与家族分类： 深入探讨电压门控钾通道（Kv）、钠通道（Nav）、钙通道（Cav）、烟碱型乙酰胆碱受体（nAChRs）、GABA受体以及内向整流钾通道（Kir）等主要家族的结构特征、亚基组成及其在不同组织中的特异性表达。 2. 高分辨率结构解析的突破： 借助冷冻电镜（Cryo-EM）和X射线晶体学技术，我们解析了多个关键离子通道的静息态、激活态和失活态的三维结构。重点讨论了传感器域（S4或S1-S4）如何感应外部信号，以及执行器域如何驱动孔道开合的分子转换机制。 3. 离子选择性与过滤机制： 详细剖析选择性滤器（Selectivity Filter）的精妙构造，解释不同离子（如K$^+$, Na$^+$, Ca$^{2+}$）如何被精确识别和筛选，以及水合壳层在通道内的重构过程。 第二部分：生理稳态中的离子通道调控网络 离子通道的功能并非孤立存在，而是嵌入在复杂的信号网络中。本部分聚焦于细胞内外的各种调控因子如何精细控制通道的活性。 1. 磷酸化与去磷酸化调控： 探讨蛋白激酶（如PKA, PKC, CaMKII）和磷酸酶如何通过位点特异性磷酸化修饰通道亚基或相关调节蛋白，从而影响通道的表达水平、膜定位和瞬时电流特性。 2. G蛋白偶联受体（GPCRs）的信号整合： 阐述GPCRs激活下游信号通路（如cAMP/PKA或PLC/IP3/DAG），进而调节各种离子通道活性的分子路径，特别是在自主神经系统中的作用。 3. 细胞内第二信使与直接结合： 深入研究如$ ext{Ca}^{2+}$、$ ext{Mg}^{2+}$、ATP、$ ext{PIP}_2$等第二信使分子与通道的直接结合位点，以及这些结合如何瞬时改变通道的电生理特性。 4. 通道的组装、运输与定位： 讨论离子通道蛋白的正确亚基组合、内质网/高尔基体的质量控制，以及通过细胞骨架和特定信号通路将成熟通道递送至特定细胞区域（如突触后膜、皮质骨架下）的机制。 第三部分：离子通道功能障碍与疾病分子机制 离子通道的功能失调是许多常见和罕见疾病的直接病因。本部分将重点剖析特定疾病背景下，通道的结构-功能关系是如何被破坏的。 1. 神经系统疾病： 深入分析遗传性癫痫、偏头痛和运动神经元疾病中，电压门控钠钾通道和谷氨酸受体通道的突变如何导致异常的神经元兴奋性。讨论遗传性共济失调（如与$ ext{K}_{ ext{Ca}}$通道相关的疾病）的发病机制。 2. 心血管疾病： 详细阐述长QT综合征（LQTS）、短QT综合征（SQTS）和Brugada综合征的分子基础，这些疾病的核心在于延迟整流钾电流 ($I_{Kr}$) 或钠内流的缺陷。探讨钙通道异常对心肌收缩和传导系统的影响。 3. 疼痛与感觉异常： 聚焦于$ ext{TRP}$（瞬态受体电位）家族通道在温度感知、化学刺激和机械疼痛传导中的核心作用。分析$ ext{Nav}1.7$等通道突变在原发性痛觉不敏（Congenital Insensitivity to Pain, CIP）中的致病性。 4. 代谢与内分泌失调： 讨论$ ext{ATP}$敏感性钾通道 ($ ext{K}_{ ext{ATP}}$) 在胰岛$eta$细胞中对胰岛素分泌的调控，以及其功能异常导致的$ ext{MODY}$（青壮年发病型糖尿病）。 第四部分：离子通道的药理学与治疗干预 理解离子通道的分子生物学为药物开发提供了精确靶点。本部分侧重于现有和新兴离子通道调节剂的作用机制。 1. 离子通道抑制剂与激动剂： 分类介绍针对特定通道亚型的高选择性小分子抑制剂和激活剂。讨论局部麻醉药阻滞钠通道的分子模型，以及抗心律失常药物对钾或钙通道的影响。 2. 构象选择性药物设计： 阐述药物如何通过与通道的特定构象（如失活态或开放态）结合，实现比传统药物更精细的功能调节，例如某些$ ext{Kv}7$通道激活剂用于治疗癫痫和慢性疼痛。 3. 通道生物学的精准医学： 探讨如何根据患者的特定基因突变（如致病性变异），设计个性化的药理学干预措施，以恢复或补偿受损的离子通道功能。 4. 新兴靶点与基因疗法潜力： 展望利用反义寡核苷酸（ASO）或基因编辑技术（如CRISPR）校正致病性离子通道突变的未来方向。 结论与展望 本书的最后部分将总结当前研究面临的主要挑战，包括解析复杂通道复合物的动态结构、理解跨膜信号传导的精确耦合机制，以及开发能够区分生理调控和病理机制的高级工具。离子通道生物学领域正处于快速发展的黄金时期，未来的研究必将为理解生命过程和攻克复杂疾病带来突破性的进展。

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