電壓門控通道科研成果

根據(jù)對(duì)Na 、K 、Ca2 三種離子的電壓門控通道蛋白質(zhì)進(jìn)行的分子結(jié)構(gòu)分析，發(fā)現(xiàn)它們一級(jí)結(jié)構(gòu)中的氨基酸排列有相當(dāng)大的同源性，說明它們屬于同一蛋白質(zhì)家族，與之有關(guān)的mRNA在進(jìn)化上由同一個(gè)遠(yuǎn)祖基因演化而來。圖2-8是與體內(nèi)動(dòng)作電位(見后)產(chǎn)生至關(guān)重要的Na 通道在膜內(nèi)結(jié)構(gòu)的模式圖,它主要由一個(gè)較大的α-亞單位組成，分子量約260kd；有時(shí)還另有一個(gè)或兩個(gè)小分子量的亞單位，分別稱為β1和β2。但Na 通道的主要功能看來只靠α-亞單位即可完成。這個(gè)較長(zhǎng)的α-單位肽鏈中包含了4個(gè)結(jié)構(gòu)類似的結(jié)構(gòu)域（domain,每個(gè)結(jié)構(gòu)域大致相當(dāng)于上述Ach門控通道中的一個(gè)亞單位，但結(jié)構(gòu)域之間由肽鏈相連，是一個(gè)完整的肽鏈，應(yīng)由一個(gè)mRNA編碼和合成），而每個(gè)結(jié)構(gòu)域中又各有6個(gè)由疏水性氨基酸組成的跨膜α-螺旋段（圖示2-8，A）；這4 個(gè)結(jié)構(gòu)域及其所包含的疏水α-螺旋，在膜中包繞成一個(gè)通道樣結(jié)構(gòu)（圖2-8，B）。現(xiàn)已證明，每個(gè)結(jié)構(gòu)域中的第4個(gè)跨膜α-螺旋在氨基酸序列上有特點(diǎn)，即每隔兩個(gè)疏水性氨基酸，就再現(xiàn)一個(gè)帶正電荷的精氨酸或賴氨酸；這些α-螺旋由于自身的帶電性質(zhì)，在它們所在膜的跨膜電位有改變時(shí)會(huì)產(chǎn)生位移，因而被認(rèn)為是該通道結(jié)構(gòu)中感受外來信號(hào)的特異結(jié)構(gòu)，由此再誘發(fā)通道“閘門”的開放；還有實(shí)驗(yàn)提示，每個(gè)結(jié)構(gòu)域中的第2、第3個(gè)α-螺旋構(gòu)成了該通道水相孔道的“內(nèi)壁”；據(jù)測(cè)算，水相孔道內(nèi)徑最窄處橫斷面積約為0.3×0.5nm差不多剛能通過一個(gè)水化的Na

在動(dòng)物界，除了一些特殊的魚類，一般沒有專門感受外界電刺激或電場(chǎng)改變的器官或感受細(xì)胞，但在體內(nèi)有很多細(xì)胞，如神經(jīng)細(xì)胞和各種肌細(xì)胞，在它們的細(xì)胞膜中卻具有多種電壓門控通道蛋白質(zhì)，它們可由于同一細(xì)胞相鄰的膜兩側(cè)出現(xiàn)的電位改變而再現(xiàn)通道的開放，并由于隨之出現(xiàn)的跨膜離子流而出現(xiàn)這些通道所在膜的特有的跨膜電位改變。例如，前述的終板膜由Ach門控通道開放而出現(xiàn)終板電位時(shí)，這個(gè)電位改變可使相鄰的肌細(xì)胞膜中存在的電壓門控式Na 通道和K 通道相繼激活（即通道開放），出現(xiàn)肌細(xì)胞的所謂動(dòng)作電位；當(dāng)動(dòng)作電位在神經(jīng)纖維膜和肌細(xì)胞膜上傳導(dǎo)時(shí)，也是由于一些電壓門控通道被鄰近已興奮的膜的電變化所激活，結(jié)果使這些通道所在的膜也相繼出現(xiàn)特有的電變化。由此可見，電壓門控通道所起的功能，也是一種跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)換，只不過它們接受的外來刺激信號(hào)是電位變化，經(jīng)過電壓門控通道的開閉，再引起細(xì)胞膜出現(xiàn)新的電變化或其他細(xì)胞內(nèi)功能變化，后者在Ca2 通道打開引起膜外Ca2 內(nèi)流時(shí)甚為多見。

電壓是推動(dòng)自由電荷定向移動(dòng)形成電流的原因。電流之所以能夠在導(dǎo)線中流動(dòng)，也是因?yàn)樵陔娏髦杏兄唠妱?shì)和低電勢(shì)之間的差別。這種差別叫電勢(shì)差，也叫電壓。換句話說。在電路中，任意兩點(diǎn)之間的電位差稱為這兩點(diǎn)的電壓。通常用字母U代表電壓。

電源是給用電器兩端提供電壓或電能的裝置。電壓的大小可以用電壓表（符號(hào)：V）測(cè)量。

電壓基爾霍夫電壓定律

集總參數(shù)電路中任意時(shí)刻沿任意回路的電壓降的代數(shù)和為零，即

電壓電壓的串并聯(lián)關(guān)系

如果一個(gè)電路中元件僅包含串聯(lián)或者并聯(lián)關(guān)系，并且與電源直接相連，不考慮電源的內(nèi)阻的話，那么串聯(lián)電路兩端總電壓等于各部分電路兩端電壓和。

電壓（voltage），也稱作電勢(shì)差或電位差，是衡量單位電荷在靜電場(chǎng)中由于電勢(shì)不同所產(chǎn)生的能量差的物理量。其大小等于單位正電荷因受電場(chǎng)力作用從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)所做的功，電壓的方向規(guī)定為從高電位指向低電位的方向。電壓的國(guó)際單位制為伏特（V，簡(jiǎn)稱伏），常用的單位還有毫伏（mV）、微伏（μV）、千伏（kV）等。此概念與水位高低所造成的“水壓”相似。需要指出的是，“電壓”一詞一般只用于電路當(dāng)中，“電勢(shì)差”和“電位差”則普遍應(yīng)用于一切電現(xiàn)象當(dāng)中 。

如果電壓的大小及方向都不隨時(shí)間變化，則稱之為穩(wěn)恒電壓或恒定電壓，簡(jiǎn)稱為直流電壓，用大寫字母U表示。如果電壓的大小及方向隨時(shí)間變化，則稱為變動(dòng)電壓。對(duì)電路分析來說，一種最為重要的變動(dòng)電壓是正弦交流電壓(簡(jiǎn)稱交流電壓)，其大小及方向均隨時(shí)間按正弦規(guī)律作周期性變化。交流電壓的瞬時(shí)值要用小寫字母u或u(t)表示。在電路中提供電壓的裝置是電源。

單位：

電壓在國(guó)際單位制中的主單位是伏特（V），簡(jiǎn)稱伏，用符號(hào)V表示。[1]1伏特等于對(duì)每1庫(kù)侖的電荷做了1焦耳的功，即1 V = 1 J/C。強(qiáng)電壓常用千伏(kV)為單位，弱小電壓的單位可以用毫伏(mV)微伏(μv)。

它們之間的換算關(guān)系是：

1kV=1000V

1V=1000mV

1mV=1000μv

電壓可分為高電壓，低電壓和安全電壓。

高低壓的區(qū)別是：以電氣設(shè)備的對(duì)地的電壓值為依據(jù)的。對(duì)地電壓高于或等于1000伏的為高壓。對(duì)地電壓小于1000伏的為低壓。

其中安全電壓指人體較長(zhǎng)時(shí)間接觸而不致發(fā)生觸電危險(xiǎn)的電壓。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB3805-83》安全電壓規(guī)定了為防止觸電事故而采用的，由特定電源供電的的電壓系列。我國(guó)對(duì)工頻安全電壓規(guī)定了以下五個(gè)等級(jí)，即42V、36V、24V、12V和6V。