協同相互作用

對單種配體的系統，若一個大分子結合了一個配體之後，將提高大分子對結合隨後一個配體的親合力，這就是配體結合的協同性相互作用。在生物學中，存在著許多種配體與大分子結合為協同性過程的例子。研究得最充分的是氧與血紅蛋白的結合。此外，許多具有多個亞單位的酶，也以協同方式與基質相互作用，例如，天冬氨酸轉氨甲醯酶也呈現這種特性。

在有些情況下，核酸協同地與特殊配體結合，可見，在生物系統中，協同相互作用是很普遍的。

基本介紹

• 中文名：協同相互作用
• 外文名：cooperative interaction
• 又稱：同源促進效應
• 常見案例：氧與血紅蛋白的結合
• 實質作用：正相互作用
• 實際意義之一：對微生物利用不易利用基質很重要

概念

如果一個配基在大分子上的結合影響了同一類配基在另一個結合點上的親和性，這就是配體結合的協同相互作用。如果提高了另一個結合點的親和性，這樣的協同性為正協同，相反，如果降低了另一個結合點的親和性，這稱為負協同。此效應是所謂的別構效應的一部分，包含同別構和異別構。

在臨床藥學上，協同相互作用是指兩藥聯合套用所顯示的效應明顯超過兩藥之和。例如雙異丙吡胺與β-受體阻滯劑，兩藥均有負性肌力作用，均有減慢心律作用，合併用藥時效應過強，可致竇性心動過緩和傳導阻滯乃至心跳停搏，只有在嚴密監護下方可聯合套用，以保全全。又如紅黴素與阿司匹林，兩藥均有—定的耳毒性，各自單獨套用並非顯著，聯合套用時則毒性會明顯增強，易致耳鳴和聽力減退等。

特點

相互作用不僅會使作用各方受到制約和在作用中出現特定的選擇性組合，而且還會使作用各方呈現出協調同步作用。例如，肺、脾、腎、三焦、膀胱這幾個臟器，在人體生命活動中分別具有不同的功能，但通過它們的協同卻呈現出了共同的作用——與人體水液代謝有關。

協同相互作用實質是一種正相互作用。在微生物培養和工業發酵中具有適宜的初始種群密度的培養物的生長明顯優於初始種群密度較低的培養物。較低種群密度時會有較長的遲緩期，如果密度很低微生物可能不能生長。這對於在合成培養上不易生長，有複雜生長生理需要的微生物尤其如此。中間密度種群一般要比單個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”也說明了這個問題，一般成千成萬個病原體才能引起疾病，而單個病原體是不能夠克服宿主的防禦的。微生物生長對協同作用的需要主要源於微生物生長過程中的相互需要，微生物半透性的細胞膜需要不斷把分解代謝產物排出，又要不斷吸收代謝產物進行新的合成。而一個細胞或非常低濃度的種群是做不到的。

正相互作用有助於微生物利用營養資源、適應和抵抗惡劣環境以形成菌落。種群的協同相互作用對微生物利用不易利用的基質（如纖維素、木質素等）尤其重要，在很低種群密度條件下，微生物產生的胞外酶和酶解基質的產物會迅速在環境中稀釋，不能為種群所利用。而較高種群密度則可以使基質被高效利用。

生物膜中的微生物種群對抗微生物劑的抗性比懸浮的高出一個數量級。微生物種群之間的遺傳信息交換也被看成是一個協同相互作用，微生物對抗生素、重金屬的抗性、利用不常見有機物的能力可以從種群中的一個個體轉移到其他個體中，但這種遺傳交換需要較高的種群密度（大於10⁵個/ml）才能進行，低密度條件下的遺傳交換是很罕見的。

臨床藥學上的協同相互作用是僅僅聯繫單一藥物作用的知識並不能準確預測由此產生的聯合效應。有時人們很難區分藥物的相加作用和協同作用。例如，酒精（一種抑制劑）和司可巴比妥（一種抑制劑）聯合使用或許會導致中樞神經系統的嚴重抑制，包括昏迷甚至是死亡，而不是放鬆和睡眠。但是這種作用可以從這兩種藥物的知識所預測。

研究與運用

①CD2樣細胞毒性細胞活化受體（CD2-like receptor activating cytotoxic cells，CRACC）是屬於淋巴細胞活化信號分子（signaling lymphocytes activating molecule，SLAM）家族的免疫調節受體，豐富表達於多種免疫細胞表面，並具有該家族自身受配體識別、和依賴於SLAM相關蛋白（signaling lymphocyte activating molecule-associated protein， SAP）家族接頭蛋白的雙向調節能力的特點。 在相關研究中構建了一個由聚肌胞苷（polyinosinic: polycytidylic acid ，PIC）和D-半乳糖胺（D-galactosamine，D-GalN）所誘發，由NK細胞介導的爆發性肝炎模型。前期已證明NK細胞通過活化性受體NKG2D和枯否細胞（Kupffer cells）相互識別，促進細胞因子分泌，進而導致嚴重的肝臟病理損傷。但是研究也發現此模型中介導NK細胞活化的受體不止NKG2D一種；而同時文獻中有報導脾臟NK細胞受到PIC刺激活化之後，可以上調CRACC的表達；於是推測NK細胞的活化性受體CRACC也可能參與其中，進一步促進肝臟炎症。因此在研究中，比較了CRACC在不同器官來源的多種免疫細胞上的表達分布狀況，並觀察了PIC刺激對CRACC在各種免疫細胞表面表達的變化情況；還通過體內、體外實驗對表達在巨噬細胞表面的CRACC進行了特異性RNA干擾，觀察CRACC對PIC/D-GalN誘導暴發性肝炎的影響及其機制。 結果發現：① CRACC在肝臟NK細胞上表達豐富；② PIC體內注射刺激可以顯著提高肝臟NK細胞和枯否細胞上CRACC的表達；③ 特異性干擾下調枯否細胞上CRACC表達可以顯著減輕PIC/D-GalN所誘導肝臟急性損傷；④ NK細胞和枯否細胞之間的通過CRACC相互識別促進NK細胞激活。

②納米微晶纖維素（cellulose nanocrystals CNC）是通過天然纖維素或微晶纖維素經強酸降解而製得。它不但具有纖維素的基本結構與性能，同時又具有納米微粒的一些特性，因此具有廣泛的潛在套用價值。
納米微晶纖維素的顆粒極小在30～100nm，比表面積很大，可以長期穩定地分散在溶劑體系形成準膠體分散體系或膠體分散體系，具有廣泛的套用價值。前人對納米微晶纖維素的研究工作主要集中在如何製備納米微晶纖維素以及對納米微晶纖維素的一些物性進行研究和化學結構分析。然而對於納米微晶纖維素膠體的流變學性質及其與其他天然產物的協同相互作用確很少有人研究，限制了它在相關領域中的套用。這些工作在學術上和實際套用中都有較高的研究價值。