朱利葉斯在感受疼痛的神經(jīng)元上識(shí)別出辣椒素特異性受體分子TRPV1,并因此獲得2021年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。TRPV1是由838個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì)(如圖1),S1~S6為位于磷脂分子層內(nèi)的區(qū)域,S5和S6之間的P結(jié)構(gòu)為離子通道。肽鏈的兩端均位于細(xì)胞內(nèi)。辣椒素可與由S3、S4等構(gòu)成的結(jié)合部位特異性結(jié)合。TRPV1可在辣椒素、熱刺激等刺激下打開通道,讓陽(yáng)離子內(nèi)流(如圖2),①②③分別表示不同的刺激信號(hào)。請(qǐng)回答下列問題:
(1)朱利葉斯最初是通過找到一段單鏈DNA序列最終獲得TRPV1的該DNA的編碼區(qū)至少由 25142514個(gè)脫氧核苷酸構(gòu)成(不考慮終止密碼)。
(2)結(jié)合圖1所示TRPV1各區(qū)域在磷脂層的相對(duì)位置進(jìn)行分析,圖2中表示辣椒素的可能是 ①①(填圖中數(shù)字編號(hào)),判斷依據(jù)是 TRPV1與辣椒素的結(jié)合部位主要位于磷脂分子層內(nèi)部TRPV1與辣椒素的結(jié)合部位主要位于磷脂分子層內(nèi)部。
(3)熱刺激也可開啟TRPV1的離子通道,陽(yáng)離子通過 協(xié)助擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散方式進(jìn)入神經(jīng)細(xì)胞,使相關(guān)神經(jīng)細(xì)胞更易產(chǎn)生 神經(jīng)沖動(dòng)(動(dòng)作電位、興奮)神經(jīng)沖動(dòng)(動(dòng)作電位、興奮),并傳至大腦皮層產(chǎn)生熱覺,該過程 不屬于不屬于(填“屬于”或“不屬于”)反射。
(4)辣椒素對(duì)神經(jīng)元有著矛盾的雙相藥理學(xué)作用。辣椒素在初期會(huì)引起疼痛,隨后卻起鎮(zhèn)痛作用。研究者以離體神經(jīng)細(xì)胞為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,使用1μM辣椒素+1.8mMCa2+處理后,再用不同濃度辣椒素刺激細(xì)胞,計(jì)算通道電流(單位時(shí)間內(nèi)通過P跨膜的陽(yáng)離子數(shù)量)的相對(duì)值(如表)。
處理前后通道電流的相對(duì)值
處理前 | 處理后 | |||
辣椒素(μM) | 1 | 1 | 10 | 30 |
通道電流相對(duì)值(%) | 100 | 8.5 | 65 | 70 |
據(jù)此分析辣椒素鎮(zhèn)痛的作用機(jī)制
1μM辣椒素+1.8mMCa2+處理后,可降低辣椒素再次刺激TRPV1所產(chǎn)生的通道電流,從而降低神經(jīng)沖動(dòng),降低大腦皮層產(chǎn)生痛覺的強(qiáng)度
1μM辣椒素+1.8mMCa2+處理后,可降低辣椒素再次刺激TRPV1所產(chǎn)生的通道電流,從而降低神經(jīng)沖動(dòng),降低大腦皮層產(chǎn)生痛覺的強(qiáng)度
。【考點(diǎn)】興奮在神經(jīng)元之間的傳遞;遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯.
【答案】2514;①;TRPV1與辣椒素的結(jié)合部位主要位于磷脂分子層內(nèi)部;協(xié)助擴(kuò)散;神經(jīng)沖動(dòng)(動(dòng)作電位、興奮);不屬于;1μM辣椒素+1.8mMCa2+處理后,可降低辣椒素再次刺激TRPV1所產(chǎn)生的通道電流,從而降低神經(jīng)沖動(dòng),降低大腦皮層產(chǎn)生痛覺的強(qiáng)度
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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