Draslíkové kanály

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 21. prosince 2019; kontroly vyžadují 8 úprav .

Draslíkové kanály  jsou nejběžnějším typem iontových kanálů . Nacházejí se téměř ve všech buňkách živých organismů [1] . Tvoří draslík-selektivní iontové póry, které zajišťují proud draselných iontů buněčnou membránou . Řídit mnoho různých fyziologických funkcí buňky [2] [3] .

Funkce

Draslíkové kanály transportují draselné ionty ve směru opačném k gradientu vektoru. Rychlost transportu může dosáhnout rychlosti difúze draselných iontů ve vodě při zachování vysoké úrovně selektivity (zejména pro sodíkové ionty, i přes jen malý rozdíl v poloměru obou iontů). Biologická role těchto kanálů je regulovat membránový potenciál buněk. V excitabilních buňkách, jako jsou neurony, vytváří zpožděný protiproud draslíkových iontů akční potenciál.

Tím, že pomáhá regulovat trvání akčního potenciálu v srdečním svalu, může narušení draslíkových kanálů způsobit život ohrožující arytmie. Draslíkové kanály se mohou také podílet na udržování vaskulárního tonusu.

Regulují také buněčné procesy, jako je sekrece hormonů (např. uvolňování inzulínu z beta buněk pankreatu), takže jejich narušení může vést k onemocněním (např.

Typy

Existují čtyři hlavní třídy draslíkových kanálů:

Třídy draslíkových kanálů; funkce a farmakologie [4] .
Třída Podtřída Funkce Blokátory Aktivátory
Na vápníku závislé
6 T a 1 P
  • BK kanál
  • SK kanál
  • IK kanál
  • aktivuje se v reakci na zvýšení intracelulární koncentrace vápníku
  • charybdotoxin
  • iberiotoxin
  • apamin
  • 1-EBIO
  • NS309
  • CyPPA
Draslíkové kanály vnitřní rektifikace
2 T a 1 P
  • ROMK ( Kir 1.1)
  • sekrece draslíku ve vzestupné větvi Henleovy kličky ( nefron )
  • Neselektivní: Ba 2+ , Cs +
  • Ne
  • zprostředkovávají inhibiční účinky mnoha GPCR
  • uzavřít, když vysoká koncentrace ATP spustí sekreci inzulínu
Dvoupórové draslíkové kanály
4 T a 2 P
Potenciálově závislé
6 T a 1 P
  • hERG (K v 11.1)
  • KvLQT1 (K v 7.1)
  • tetraethylamonium
  • 4-aminopyridin
  • dendrotoxiny (některé typy)
  • retigabin (K v 7) [22]

Struktura

Draslíkový selektivní filtr

[23]

Mechanismus selektivity

Hydrofobní oblast

Centrální dutina

Nařízení

Blokátory

beriotoxin, dendrotoxin, tetraethylamonium

Muskarinový draslíkový kanál

Draslíkové kanály v umění

Struktura draslíkového kanálu KcsA je základem pro 1,5 metru vysokou sochu Zrození nápadu vytvořenou pro nositele Nobelovy ceny Rodericka McKinnona [24] . Dílo obsahuje drátěný rám držící předmět z foukaného žlutého skla, který představuje hlavní dutinu konstrukce kanálu.

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Littleton JT, Ganetzky B. Iontové kanály a synaptická organizace: analýza  genomu Drosophila //  Neuron : deník. - Cell Press , 2000. - Vol. 26 , č. 1 . - str. 35-43 . - doi : 10.1016/S0896-6273(00)81135-6 . — PMID 10798390 .
  2. ↑ Hille, Bertil. Kapitola 5: Draslíkové a chloridové kanály // Iontové kanály excitabilních membrán  (neopr.) . — Sunderland, Mše: Sinauer, 2001. - S. 131-168. - ISBN 0-87893-321-2 .
  3. ↑ Thomas M.; Jessell; Kandel, Eric R .; Schwartz, James H. Kapitola 6: Iontové kanály // Principy neuronové vědy (neopr.) . — 4. - New York: McGraw-Hill Education , 2000. - s. 105-124. - ISBN 0-8385-7701-6 .
  4. ↑ Rang, farmakologie  HP . — Edinburgh: Churchill Livingstone, 2003. - S.  60 . - ISBN 0-443-07145-4 .
  5. ↑ Kobayashi T., Washiyama K., Ikeda K. Inhibice G proteinem aktivovaných vnitřně usměrňujících K+ kanálů ifenprodilem   // Neuropsychopharmacology : deník. - Nature Publishing Group , 2006. - Sv. 31 , č. 3 . - str. 516-524 . - doi : 10.1038/sj.npp.1300844 . — PMID 16123769 .
  6. ↑ 1 2 3 4 5 6 Enyedi P., Czirják G. Molekulární pozadí únikových K + proudů  : dvoupórové doménové draslíkové kanály  // Fyziologické přehledy : deník. - 2010. - Sv. 90 , č. 2 . - S. 559-605 . - doi : 10.1152/physrev.00029.2009 . — PMID 20393194 .
  7. ↑ 1 2 3 4 5 6 Lotshaw DP Biofyzikální, farmakologické a funkční charakteristiky klonovaných a nativních savčích dvoupórových doménových K+ kanálů  //  Buněčná biochemie a biofyzika : deník. - 2007. - Sv. 47 , č. 2 . - str. 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. Neuronový kanál K+ se dvěma P doménami stimulovaný kyselinou arachidonovou a polynenasycenými mastnými kyselinami  (anglicky)  // The EMBO Časopis : deník. - 1998. - Sv. 17 , č. 12 . - str. 3297-3308 . - doi : 10.1093/emboj/17.12.3297 . — PMID 9628867 .
  9. ↑ Goldstein SA, Bockenhauer D., O'Kelly I., Zilberberg N. Kanály pro únik draslíku a rodina KCNK dvou podjednotek domény P  // Nature Reviews Neuroscience  : journal  . - 2001. - Sv. 2 , ne. 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. Nový dvoupórový doménový K+ kanál, TRESK , je lokalizován v míše  (anglicky)  // The Journal of Biological Chemistry  : journal. - 2003. - Sv. 278 , č.p. 30 . - S. 27406-27412 . - doi : 10.1074/jbc.M206810200 . — PMID 12754259 .
  11. ↑ Czirják G., Tóth ZE, Enyedi P. Dvoupórový doménový K+ kanál, TRESK, je aktivován cytoplazmatickým vápníkovým signálem prostřednictvím kalcineurinu  // The  Journal of Biological Chemistry  : journal. - 2004. - Sv. 279 , č.p. 18 . - S. 18550-18558 . - doi : 10.1074/jbc.M312229200 . — PMID 14981085 .
  12. ↑ Kindler CH, Yost CS, Gray AT Lokální anestetická inhibice základních draslíkových kanálů se dvěma pórovými doménami v  tandemu //  Anesteziologie : deník. Lippincott Williams & Wilkins, 1999. - Sv. 90 , č. 4 . - S. 1092-1102 . - doi : 10.1097/00000542-199904000-00024 . — PMID 10201682 .
  13. ↑ 1 2 3 Meadows HJ, Randall AD Funkční charakterizace lidského TASK-3, dvoupórového doménového draslíkového kanálu citlivého na kyselinu  //  Neuropharmacology : journal. - 2001. - Sv. 40 , č. 4 . - str. 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 Amidová lokální anestetika silně inhibují pozadí K+ kanálu lidské tandemové póry TASK-2 (KCNK5  )  // Journal of Pharmacology and Experimental Terapeutika : deník. - 2003. - Sv. 306 , č.p. 1 . - S. 84-92 . doi : 10.1124 / jpet.103.049809 . — PMID 12660311 .
  15. ↑ Punke MA, Licher T., Pongs O., Friederich P. Inhibice lidských kanálů TREK-1 bupivakainem  (neurčitá)  // Anesthesia anf Analgesia. - 2003. - T. 96 , č. 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, všudypřítomný lidský slabě dovnitř usměrňující K+ kanál s novou strukturou  (anglicky)  // The EMBO Journal : deník. - 1996. - Sv. 15 , č. 5 . - S. 1004-1011 . — PMID 8605869 .
  17. ↑ Duprat F., Lesage F., Fink M., Reyes R., Heurteaux C., Lazdunski M. TASK, K+ kanál pro lidské pozadí pro snímání vnějších změn pH blízko fyziologického pH  //  The EMBO Journal : deník. - 1997. - Sv. 16 , č. 17 . - S. 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. Klonování a exprese nového kanálu K+ s dvěma póry citlivými na pH z lidských   ledvin / The Journal of Biologická chemie  : časopis. - 1998. - Sv. 273 , č.p. 47 . - S. 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 Klonování, lokalizace a funkční exprese lidského ortologu draslíkového   kanálu TREK-1 / Archiv Pflugers: European Journal of Physiology : deník. - 2000. - Sv. 439 , č.p. 6 . - str. 714-722 . - doi : 10.1007/s004240050997 . — PMID 10784345 .
  20. ↑ Patel AJ, Honoré E., Lesage F., Fink M., Romey G., Lazdunski M. Inhalační anestetika aktivují dvoupórové doménové pozadí K+ kanály  // Nature Neuroscience  : journal  . - 1999. - Sv. 2 , ne. 5 . - str. 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 Těkavá anestetika aktivují základní linii K+ kanálu lidské tandemové póry KCNK5  //  Anesteziologie : deník. Lippincott Williams & Wilkins, 2000. - Sv. 92 , č. 6 . - S. 1722-1730 . - doi : 10.1097/00000542-200006000-00032 . — PMID 10839924 .
  22. ↑ Rogawski MA, Bazil CW Nové molekulární cíle pro antiepileptika: α2δ, SV2A a Kv7/KCNQ/M draslíkové kanály   // Curr Neurol Neurosci Rep : deník. - 2008. - Červenec ( roč. 8 , č. 4 ). - S. 345-352 . - doi : 10.1007/s11910-008-0053-7 . — PMID 18590620 .
  23. ↑ Zhou Y., Morais-Cabral JH, Kaufman A., MacKinnon R. Chemie koordinace a hydratace iontů odhalená komplexem K + kanál-Fab při rozlišení 2,0   //  Nature: journal. - 2001. - Sv. 414 , č.p. 6859 . - S. 43-8 . - doi : 10.1038/35102009 . — PMID 11689936 .
  24. ↑ Ball, Filipe. Kelímek: Umění inspirované vědou by mělo být víc než jen hezký obrázek  // Svět  chemie :časopis. - 2008. - březen ( ročník 5 , č. 3 ). - str. 42-43 .

Odkazy

  • MeSH draslík + kanály
  • Centrum neuromuskulárních onemocnění. Draslíkové kanály . Washingtonská univerzita v St. Louis (4. března 2008). Staženo: 10. března 2008.
  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie