[科普中國(guó)]-協(xié)同相互作用

對(duì)單種配體的系統(tǒng)，若一個(gè)大分子結(jié)合了一個(gè)配體之后，將提高大分子對(duì)結(jié)合隨后一個(gè)配體的親合力，這就是配體結(jié)合的協(xié)同性相互作用。在生物學(xué)中，存在著許多種配體與大分子結(jié)合為協(xié)同性過(guò)程的例子。研究得最充分的是氧與血紅蛋白的結(jié)合。此外，許多具有多個(gè)亞單位的酶，也以協(xié)同方式與基質(zhì)相互作用，例如，天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶也呈現(xiàn)這種特性。

在有些情況下，核酸協(xié)同地與特殊配體結(jié)合，可見(jiàn)，在生物系統(tǒng)中，協(xié)同相互作用是很普遍的。1

概念如果一個(gè)配基在大分子上的結(jié)合影響了同一類配基在另一個(gè)結(jié)合點(diǎn)上的親和性，這就是配體結(jié)合的協(xié)同相互作用。如果提高了另一個(gè)結(jié)合點(diǎn)的親和性，這樣的協(xié)同性為正協(xié)同，相反，如果降低了另一個(gè)結(jié)合點(diǎn)的親和性，這稱為負(fù)協(xié)同。此效應(yīng)是所謂的別構(gòu)效應(yīng)的一部分，包含同別構(gòu)和異別構(gòu)。2

在臨床藥學(xué)上，協(xié)同相互作用是指兩藥聯(lián)合應(yīng)用所顯示的效應(yīng)明顯超過(guò)兩藥之和。例如雙異丙吡胺與β-受體阻滯劑，兩藥均有負(fù)性肌力作用，均有減慢心律作用，合并用藥時(shí)效應(yīng)過(guò)強(qiáng)，可致竇性心動(dòng)過(guò)緩和傳導(dǎo)阻滯乃至心跳停搏，只有在嚴(yán)密監(jiān)護(hù)下方可聯(lián)合應(yīng)用，以保安全。又如紅霉素與阿司匹林，兩藥均有—定的耳毒性，各自單獨(dú)應(yīng)用并非顯著，聯(lián)合應(yīng)用時(shí)則毒性會(huì)明顯增強(qiáng)，易致耳鳴和聽(tīng)力減退等。3

特點(diǎn)相互作用不僅會(huì)使作用各方受到制約和在作用中出現(xiàn)特定的選擇性組合，而且還會(huì)使作用各方呈現(xiàn)出協(xié)調(diào)同步作用。例如，肺、脾、腎、三焦、膀胱這幾個(gè)臟器，在人體生命活動(dòng)中分別具有不同的功能，但通過(guò)它們的協(xié)同卻呈現(xiàn)出了共同的作用——與人體水液代謝有關(guān)。4

協(xié)同相互作用實(shí)質(zhì)是一種正相互作用。在微生物培養(yǎng)和工業(yè)發(fā)酵中具有適宜的初始種群密度的培養(yǎng)物的生長(zhǎng)明顯優(yōu)于初始種群密度較低的培養(yǎng)物。較低種群密度時(shí)會(huì)有較長(zhǎng)的遲緩期，如果密度很低微生物可能不能生長(zhǎng)。這對(duì)于在合成培養(yǎng)上不易生長(zhǎng)，有復(fù)雜生長(zhǎng)生理需要的微生物尤其如此。中間密度種群一般要比單個(gè)生物在自然生境中更易成功定殖，微生物感染中的“最小感染劑量”也說(shuō)明了這個(gè)問(wèn)題，一般成千成萬(wàn)個(gè)病原體才能引起疾病，而單個(gè)病原體是不能夠克服宿主的防御的。微生物生長(zhǎng)對(duì)協(xié)同作用的需要主要源于微生物生長(zhǎng)過(guò)程中的相互需要，微生物半透性的細(xì)胞膜需要不斷把分解代謝產(chǎn)物排出，又要不斷吸收代謝產(chǎn)物進(jìn)行新的合成。而一個(gè)細(xì)胞或非常低濃度的種群是做不到的。

正相互作用有助于微生物利用營(yíng)養(yǎng)資源、適應(yīng)和抵抗惡劣環(huán)境以形成菌落。種群的協(xié)同相互作用對(duì)微生物利用不易利用的基質(zhì)（如纖維素、木質(zhì)素等）尤其重要，在很低種群密度條件下，微生物產(chǎn)生的胞外酶和酶解基質(zhì)的產(chǎn)物會(huì)迅速在環(huán)境中稀釋，不能為種群所利用。而較高種群密度則可以使基質(zhì)被高效利用。

生物膜中的微生物種群對(duì)抗微生物劑的抗性比懸浮的高出一個(gè)數(shù)量級(jí)。微生物種群之間的遺傳信息交換也被看成是一個(gè)協(xié)同相互作用，微生物對(duì)抗生素、重金屬的抗性、利用不常見(jiàn)有機(jī)物的能力可以從種群中的一個(gè)個(gè)體轉(zhuǎn)移到其他個(gè)體中，但這種遺傳交換需要較高的種群密度（大于105個(gè)/ml）才能進(jìn)行，低密度條件下的遺傳交換是很罕見(jiàn)的。5

臨床藥學(xué)上的協(xié)同相互作用是僅僅聯(lián)系單一藥物作用的知識(shí)并不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)由此產(chǎn)生的聯(lián)合效應(yīng)。有時(shí)人們很難區(qū)分藥物的相加作用和協(xié)同作用。例如，酒精（一種抑制劑）和司可巴比妥（一種抑制劑）聯(lián)合使用或許會(huì)導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)的嚴(yán)重抑制，包括昏迷甚至是死亡，而不是放松和睡眠。但是這種作用可以從這兩種藥物的知識(shí)所預(yù)測(cè)。6

研究與運(yùn)用①CD2樣細(xì)胞毒性細(xì)胞活化受體（CD2-like receptor activating cytotoxic cells，CRACC）是屬于淋巴細(xì)胞活化信號(hào)分子（signaling lymphocytes activating molecule，SLAM）家族的免疫調(diào)節(jié)受體，豐富表達(dá)于多種免疫細(xì)胞表面，并具有該家族自身受配體識(shí)別、和依賴于SLAM相關(guān)蛋白（signaling lymphocyte activating molecule-associated protein， SAP）家族接頭蛋白的雙向調(diào)節(jié)能力的特點(diǎn)。 在相關(guān)研究中構(gòu)建了一個(gè)由聚肌胞苷（polyinosinic: polycytidylic acid ，PIC）和D-半乳糖胺（D-galactosamine，D-GalN）所誘發(fā)，由NK細(xì)胞介導(dǎo)的爆發(fā)性肝炎模型。前期已證明NK細(xì)胞通過(guò)活化性受體NKG2D和枯否細(xì)胞（Kupffer cells）相互識(shí)別，促進(jìn)細(xì)胞因子分泌，進(jìn)而導(dǎo)致嚴(yán)重的肝臟病理?yè)p傷。但是研究也發(fā)現(xiàn)此模型中介導(dǎo)NK細(xì)胞活化的受體不止NKG2D一種；而同時(shí)文獻(xiàn)中有報(bào)道脾臟NK細(xì)胞受到PIC刺激活化之后，可以上調(diào)CRACC的表達(dá)；于是推測(cè)NK細(xì)胞的活化性受體CRACC也可能參與其中，進(jìn)一步促進(jìn)肝臟炎癥。因此在研究中，比較了CRACC在不同器官來(lái)源的多種免疫細(xì)胞上的表達(dá)分布狀況，并觀察了PIC刺激對(duì)CRACC在各種免疫細(xì)胞表面表達(dá)的變化情況；還通過(guò)體內(nèi)、體外實(shí)驗(yàn)對(duì)表達(dá)在巨噬細(xì)胞表面的CRACC進(jìn)行了特異性RNA干擾，觀察CRACC對(duì)PIC/D-GalN誘導(dǎo)暴發(fā)性肝炎的影響及其機(jī)制。 結(jié)果發(fā)現(xiàn)：① CRACC在肝臟NK細(xì)胞上表達(dá)豐富；② PIC體內(nèi)注射刺激可以顯著提高肝臟NK細(xì)胞和枯否細(xì)胞上CRACC的表達(dá)；③ 特異性干擾下調(diào)枯否細(xì)胞上CRACC表達(dá)可以顯著減輕PIC/D-GalN所誘導(dǎo)肝臟急性損傷；④ NK細(xì)胞和枯否細(xì)胞之間的通過(guò)CRACC相互識(shí)別促進(jìn)NK細(xì)胞激活。7

②納米微晶纖維素（cellulose nanocrystals CNC）是通過(guò)天然纖維素或微晶纖維素經(jīng)強(qiáng)酸降解而制得。它不但具有纖維素的基本結(jié)構(gòu)與性能，同時(shí)又具有納米微粒的一些特性，因此具有廣泛的潛在應(yīng)用價(jià)值。
納米微晶纖維素的顆粒極小在30～100nm，比表面積很大，可以長(zhǎng)期穩(wěn)定地分散在溶劑體系形成準(zhǔn)膠體分散體系或膠體分散體系，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。前人對(duì)納米微晶纖維素的研究工作主要集中在如何制備納米微晶纖維素以及對(duì)納米微晶纖維素的一些物性進(jìn)行研究和化學(xué)結(jié)構(gòu)分析。然而對(duì)于納米微晶纖維素膠體的流變學(xué)性質(zhì)及其與其他天然產(chǎn)物的協(xié)同相互作用確很少有人研究，限制了它在相關(guān)領(lǐng)域中的應(yīng)用。這些工作在學(xué)術(shù)上和實(shí)際應(yīng)用中都有較高的研究?jī)r(jià)值。8

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

趙陽(yáng)國(guó) - 副教授 - 中國(guó)海洋大學(xué)