Kaliumkanaler

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 21 december 2019; kontroller kräver 8 redigeringar .

Kaliumkanaler  är den vanligaste typen av jonkanaler . De finns i nästan alla celler i levande organismer [1] . De bildar kaliumselektiva jonporer, som ger en ström av kaliumjoner genom cellmembranet . Kontrollera många olika fysiologiska funktioner i cellen [2] [3] .

Funktion

Kaliumkanaler transporterar kaliumjoner i motsatt riktning mot gradientvektorn. Transporthastigheten kan nå diffusionshastigheten för kaliumjoner i vatten, samtidigt som en hög selektivitetsnivå bibehålls (särskilt för natriumjoner, trots endast en liten skillnad i radien för båda jonerna). Den biologiska rollen för dessa kanaler är att reglera membranpotentialen hos celler. I exciterbara celler som neuroner genererar en fördröjd motström av kaliumjoner en aktionspotential.

Genom att hjälpa till att reglera aktionspotentialens varaktighet i hjärtmuskeln kan störningar av kaliumkanaler orsaka livshotande arytmier. Kaliumkanaler kan också vara involverade i att upprätthålla vaskulär tonus.

De reglerar också cellulära processer som hormonutsöndring (t.ex. frisättning av insulin från betaceller i bukspottkörteln), så deras störning kan leda till sjukdomar (t.ex. diabetes)

Typer

Det finns fyra huvudklasser av kaliumkanaler:

Klasser av kaliumkanaler; funktion och farmakologi [4] .
Klass Underklass Fungera Blockerare Aktivatorer
Kalciumberoende
6 T och 1 P
  • BK kanal
  • SK kanal
  • IK kanal
  • aktiveras som svar på en ökning av intracellulär kalciumkoncentration
  • karybdotoxin
  • iberiotoxin
  • apamin
  • 1-EBIO
  • NS309
  • CyPPA
Kaliumkanaler för intern likriktning
2 T och 1 P
  • ROMK ( Kir 1.1)
  • utsöndring av kalium i den uppåtgående delen av Henles ögla ( nefron )
  • Ej selektiv: Ba 2+ , Cs +
  • Nej
  • mediera de hämmande effekterna av många GPCR
Tvåporiga kaliumkanaler
4 T och 2 P
Potentialberoende
6 T och 1 P
  • hERG (K v 11.1)
  • KvLQT1 (K v 7.1)
  • retigabin (K v 7) [22]

Struktur

Kaliumselektivt filter

[23]

Selektivitetsmekanism

Hydrofob region

Central hålighet

Förordning

Blockerare

beriotoxin, dendrotoxin, tetraetylammonium

Muskarin kaliumkanal

Kaliumkanaler i konsten

Strukturen av KcsA kaliumkanalen är grunden för den 1,5 meter höga Birth of an Idea-skulpturen skapad för Nobelpristagaren Roderick McKinnon [24] . Verket innehåller en trådram som håller ett blåst gult glasobjekt som representerar kanalstrukturens huvudhålighet.

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Littleton JT, Ganetzky B. Jonkanaler och synaptisk organisation: analys av Drosophila  -genomet //  Neuron : journal. - Cell Press , 2000. - Vol. 26 , nr. 1 . - S. 35-43 . - doi : 10.1016/S0896-6273(00)81135-6 . — PMID 10798390 .
  2. ↑ Hille, Bertil. Kapitel 5: Kaliumkanaler och kloridkanaler // Jonkanaler i exciterbara membran  (neopr.) . — Sunderland, mässa: Sinauer, 2001. - S. 131-168. - ISBN 0-87893-321-2 .
  3. ↑ Thomas M.; Jessell; Kandel, Eric R .; Schwartz, James H. Kapitel 6: Jonkanaler // Principer för neurovetenskap (neopr.) . — 4:a. - New York: McGraw-Hill Education , 2000. - s. 105-124. - ISBN 0-8385-7701-6 .
  4. ↑ Rang, HP Pharmacology  . — Edinburgh: Churchill Livingstone, 2003. - S.  60 . - ISBN 0-443-07145-4 .
  5. ↑ Kobayashi T., Washiyama K., Ikeda K. Inhibering av G-proteinaktiverade inåtriktande K+-kanaler av ifenprodil   // Neuropsychopharmacology : journal. - Nature Publishing Group , 2006. - Vol. 31 , nr. 3 . - s. 516-524 . - doi : 10.1038/sj.npp.1300844 . — PMID 16123769 .
  6. ↑ 1 2 3 4 5 6 Enyedi P., Czirják G. Molekylär bakgrund för läckage K + strömmar  : kaliumkanaler med två porer  // Fysiologiska recensioner : journal. - 2010. - Vol. 90 , nej. 2 . - P. 559-605 . - doi : 10.1152/physrev.00029.2009 . — PMID 20393194 .
  7. ↑ 1 2 3 4 5 6 Lotshaw DP Biofysiska , farmakologiska och funktionella egenskaper hos klonade och inhemska däggdjurs tvåporiga domän K+-kanaler  //  Cellbiokemi och biofysik : journal. - 2007. - Vol. 47 , nr. 2 . - S. 209-256 . - doi : 10.1007/s12013-007-0007-8 . — PMID 17652773 .
  8. ↑ Fink M., Lesage F., Duprat F., Heurteaux C., Reyes R., Fosset M., Lazdunski M. En neuronal två P-domän K+-kanal stimulerad av arakidonsyra och fleromättade fettsyror  (engelska)  // The EMBO Tidning : journal. - 1998. - Vol. 17 , nr. 12 . - P. 3297-3308 . - doi : 10.1093/emboj/17.12.3297 . — PMID 9628867 .
  9. ↑ Goldstein SA, Bockenhauer D., O'Kelly I., Zilberberg N. Kaliumläckagekanaler och KCNK-familjen av två-P-domänunderenheter  // Nature Reviews Neuroscience  : journal  . - 2001. - Vol. 2 , nr. 3 . - S. 175-184 . - doi : 10.1038/35058574 . — PMID 11256078 .
  10. ↑ Sano Y., Inamura K., Miyake A., Mochizuki S., Kitada C., Yokoi H., Nozawa K., Okada H., Matsushime H., Furuichi K. A novel two-pore domän K+-kanal, TRESK , är lokaliserad i ryggmärgen  (engelska)  // The Journal of Biological Chemistry  : journal. - 2003. - Vol. 278 , nr. 30 . - P. 27406-27412 . - doi : 10.1074/jbc.M206810200 . — PMID 12754259 .
  11. ↑ Czirják G., Tóth ZE, Enyedi P. Den tvåporiga domänen K+-kanalen, TRESK, aktiveras av den cytoplasmatiska kalciumsignalen genom calcineurin  // The  Journal of Biological Chemistry  : journal. - 2004. - Vol. 279 , nr. 18 . - P. 18550-18558 . - doi : 10.1074/jbc.M312229200 . — PMID 14981085 .
  12. ↑ Kindler CH, Yost CS, Grey AT Lokalbedövningshämning av baslinjekaliumkanaler med två pordomäner i  tandem //  Anestesiologi : journal. Lippincott Williams & Wilkins, 1999. - Vol. 90 , nej. 4 . - P. 1092-1102 . - doi : 10.1097/00000542-199904000-00024 . — PMID 10201682 .
  13. ↑ 1 2 3 Meadows HJ, Randall AD Funktionell karakterisering av human TASK-3, en syrakänslig tvåporsdomän kaliumkanal  //  Neuropharmacology: journal. - 2001. - Vol. 40 , nej. 4 . - s. 551-559 . - doi : 10.1016/S0028-3908(00)00189-1 . — PMID 11249964 .
  14. ↑ Kindler CH, Paul M., Zou H., Liu C., Winegar BD, Gray AT, Yost CS Amide lokalanestetika hämmar starkt den mänskliga tandempordomänens bakgrund K+ kanal TASK-2 (KCNK5  )  // Journal of Pharmacology and Experimental Terapeutik : journal. - 2003. - Vol. 306 , nr. 1 . - S. 84-92 . doi : 10.1124 / jpet.103.049809 . — PMID 12660311 .
  15. ↑ Punke MA, Licher T., Pongs O., Friederich P. Inhibering av mänskliga TREK-1-kanaler genom bupivakain  (obestämd)  // Anesthesia anf Analgesia. - 2003. - T. 96 , nr 6 . - S. 1665-1673 . - doi : 10.1213/01.ANE.0000062524.90936.1F . — PMID 12760993 .
  16. ↑ Lesage F., Guillemare E., Fink M., Duprat F., Lazdunski M., Romey G., Barhanin J. TWIK-1, en allestädes närvarande mänsklig svagt inåtriktande K+-kanal med en ny struktur  (engelska)  // The EMBO Journal : journal. - 1996. - Vol. 15 , nr. 5 . - S. 1004-1011 . — PMID 8605869 .
  17. ↑ Duprat F., Lesage F., Fink M., Reyes R., Heurteaux C., Lazdunski M. TASK, en K+-kanal för mänsklig bakgrund för att känna av externa pH-variationer nära fysiologiskt pH  //  The EMBO Journal : journal. - 1997. - Vol. 16 , nr. 17 . - P. 5464-5471 . - doi : 10.1093/emboj/16.17.5464 . — PMID 9312005 .
  18. ↑ Reyes R., Duprat F., Lesage F., Fink M., Salinas M., Farman N., Lazdunski M. Kloning och uttryck av en ny pH-känslig tvåporsdomän K+-kanal från mänsklig  njure // The Journal of Biologisk kemi  : tidskrift. - 1998. - Vol. 273 , nr. 47 . - P. 30863-30869 . doi : 10.1074/ jbc.273.47.30863 . — PMID 9812978 .
  19. ↑ Meadows HJ, Benham CD, Cairns W., Gloger I., Jennings C., Medhurst AD, Murdock P., Chapman CG Kloning, lokalisering och funktionellt uttryck av den mänskliga ortologen av TREK-1 kaliumkanalen  //  Pflugers Archive: European Journal of Physiology : journal. - 2000. - Vol. 439 , nr. 6 . - s. 714-722 . - doi : 10.1007/s004240050997 . — PMID 10784345 .
  20. ↑ Patel AJ, Honoré E., Lesage F., Fink M., Romey G., Lazdunski M. Inhalationsanestetika aktiverar bakgrunds-K+-kanaler med två porer i domänen  // Nature Neuroscience  : journal  . - 1999. - Vol. 2 , nr. 5 . - s. 422-426 . - doi : 10.1038/8084 . — PMID 10321245 .
  21. ↑ Gray AT, Zhao BB, Kindler CH, Winegar BD, Mazurek MJ, Xu J., Chavez RA, Forsayeth JR, Yost CS Flyktiga anestetika aktiverar den mänskliga tandempordomänens baslinje K+-kanal KCNK5  //  Anesthesiology : journal. Lippincott Williams & Wilkins, 2000. - Vol. 92 , nr. 6 . - P. 1722-1730 . - doi : 10.1097/00000542-200006000-00032 . — PMID 10839924 .
  22. ↑ Rogawski MA, Bazil CW Nya molekylära mål för antiepileptika: α2δ, SV2A och Kv7/KCNQ/M kaliumkanaler   // Curr Neurol Neurosci Rep : journal. - 2008. - Juli ( vol. 8 , nr 4 ). - s. 345-352 . - doi : 10.1007/s11910-008-0053-7 . — PMID 18590620 .
  23. ↑ Zhou Y., Morais-Cabral JH, Kaufman A., MacKinnon R. Kemi för jonkoordination och hydrering avslöjad av ett K + -kanal-Fab-komplex vid 2,0 Â upplösning  //  Nature: journal. - 2001. - Vol. 414 , nr. 6859 . - S. 43-8 . - doi : 10.1038/35102009 . — PMID 11689936 .
  24. ↑ Ball, Philip. Degeln: Konst inspirerad av vetenskap borde vara mer än bara en vacker bild  //  Chemistry World :tidskrift. - 2008. - Mars ( vol. 5 , nr 3 ). - S. 42-43 .

Länkar

  • MeSH kalium+kanaler
  • Centrum för neuromuskulära sjukdomar. Kaliumkanaler . Washington University i St. Louis (4 mars 2008). Hämtad: 10 mars 2008.
  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk