Стр. 176-177

Рис. 6-21

Надписи на рисунке:

1 — субъединица

2 — домен

3 — внаружи

4 — внутри

5 — агонист

6 — глутомат

7 — АТФ

8 — ИФ₃

9 — цитозоль

10 — пластинка ЭР

11 — внеклеточная жидкость

12 — коннексин (щелевое соединение)

13 — потенциалзависимый калиевый канал

14 — кальцийактивируемый калиевый канал (малая и промежуточная проводимость)

15 — кальцийактивируемый калиевый канал (большая проводимость)

16 — внутрь выпрямляющий калиевый канал

17 — тандемная пора (K2p)

18 — циклический нуклеотидзависимый канал, активируемый гиперполяризацией

19 — циклический нуклеотидзависимый канал

20 — Катионный канал транзиторного рецепторного потенциала (ТРП)

21 — потенциалзависимый натриевый канал

22 — потенциалзависимый кальциевый канал

23 — лиганд-зависимый ионный канал

24 — глютаматактивируемые катионные каналы

25 — пуринэргические лигантзависимые катионные каналы

26 — эпителиальные натриевые канал-дегенерины

27 — CFTR Cl- канал

28 — CIC Cl- канал

29 — ИФ3-активируемый кальциевый канал

30 — RYR Ca2+ вырабатывающий канал

31 — ORAI запас-управляющие кальциевые каналы

A

B

C

D

E

F

G — Ж

H — З

I — И

J — К

K — Л

L — М

M — Н

N — О

O — П

P — Р

Q — С

R — Т

S — У

T — Ф

=============================

Коннексины. Эти каналы описаны ранее в разделе о щелевых контактах, на рис. 6-18 и 6-20, а также в разделе, посвящённом амиотрофии Шарко–Мари–Тута.

Калиевые каналы. Эти каналы образуют самое большое и разнообразное семейство ионных каналов и обладают общим доменом, формирующим калий-селективную пору канала и состоящим из двух трансмембранных сегментов. Данное семейство включает пять отдельных подсемейств, каждое из которых мы обсудим в главе 7:

Ú потенциал-зависимые калиевые каналы (Kv);

Ú кальций-активируемые калиевые каналы с малой и промежуточной проводимостью (SK_Ca и IK_Ca);

Ú кальций- и-потенциал-активируемые калиевые каналы с большой проводимостью (BK_Ca);

Ú калиевые каналы входящего выпрямления (Kir);

Ú тандемные 2Р-порообразующие калиевые каналы (K2P).

В первых двух подсемействах порообразующий комплекс состоит из четырёх субъединиц, каждая из которых содержит шесть трансмембранных сегментов, обозначенных от S1 до S6 (рис. 6-21 Б и В). Каналы BK_Ca аналогичны каналам Kv, но имеют дополнительный SO TM (рис. 6-21 Г). Kir-каналы состоят из четырёх субъединиц, каждый из которых содержит два трансмембранных сегмента, аналогичных S5 и S6 в Kv-каналах (рис. 6-21 Д). K2P-каналы, по всей видимости, являются результатом дупликации и соединенения в одну цепь двух молекул Kir-канала (рис. 6-21 Е).

HCN-, CNG- и TRP-каналы. Активируемые гиперполяризацией циклические нуклеотид-зависимые катионные каналы (HCN -каналы, рис. 6-21 Ж) играют важнейшую роль в электрическом автоматизме сердца (см. главу 21) и ритмическом возбуждении нейронов головного мозга. CNG-каналы образуют семейство катион-избирательных каналов, активируемых непосредственно внутриклеточным циклическим гуанозинмонофосфатом (цГМФ) или циклическим аденозинмонофосфатом (цАМФ). Эти каналы играют важную роль в зрительном и обонятельном сенсорном преобразовании. У CNG такой же основной SI в S6-фрагменте, как и у калиевых каналов, но они содержат уникальный циклический нуклеотид-связывающий домен у С-окончания (рис. 6-21 З). Катионные каналы транзиторного рецепторного потенциала (TRP-каналы, рис. 6-21 И) подразделяют, как минимум, на шесть подсемейств: TRPA (анкирин-подобные), TRPC (канонические), TRPM (меластатиновые), TRPML (муколипиновые), TRPP (полицистические 2) и TRPV (ваниллоидные). Один TRPV активируется капсаицином, «острым» ингредиентом чилийского перца. TRPM реагирует на ментол — вещество, содержащееся в листьях эвкалипта. TRP-канал рецептора капсаицина, по всей видимости, принимает участие в ощущении боли и температуры.

Порообразующие субъединицы потенциал-зависимых натриевых каналов (Nav, см. главу 7) содержат четыре домена (I, II, III и IV), каждый из которых содержит структурные мотивы от S1 до S6 (рис. 6-21 K),и кадый домен гомологичен мономерам Kv-канала. Поскольку домены от I-го до IV-го Na-канала, - хотя и расположены друг напротив по кругу в плоскости мембраны, все соединены последовательно в единую белковую цепь, они называются псевдосубъединицами. К комплексу Nav-канала принадлежит и уникальное семейство вспомогательных β-субъединиц, которые влияют на состояние канала и расположение каналообразующей α-субъединицы в мембране.

Потенциал-зависимые кальциевые каналы. Порообразующие субъединицы потенциал-зависимых кальциевых каналов (Cav, см. главу 7) имеют сходство с субъединицами Nav. Подобно Nav-каналам, Cav-каналы (рис. 6-21 Л) представляют собой мультисубъединичные комплексы, состоящие из каналообразующих α-субъединиц и примыкающим к ним добавочных белков (субъединиц).

Лиганд-зависимые каналы. Агонист-активируемые каналы также представлены тремя большими и разнообразными генными семействами. Семейство пентамерных Cys-петлевых рецепторов (рис. 6-21 М) включает катион-селективные или Cl^–-селективные ионные каналы, активируемые связыванием АХ (см. главу 8), серотонином, ГАМК и глицином (см. главу 13). Глутамат-активируемые катионные каналы (рис. 6-21 Н) включают два подсемейства возбуждаемых AMPA-каинатных и NMDA-рецепторов (см. главу 13). Пуринэргические лиганд-зависимые катионные каналы (рис. 6-21 О) активируются связыванием внеклеточного АТФ и других нуклеотидов (см. главы 20 и 34).

Другие ионные каналы. Амилорид-чувствительные натриевые каналы (ENaC) служат основными каналами в эпителиальном транспорте Na⁺ (рис. 6-21 П). Регулятором трансмембранной проводимости при муковисцидозе (CFTR, см. главу 5) является Cl^–-канал (рис. 6-21 Р), принадлежащий к семейству ABC-белков. Неродственное семейство ClC Cl^–-каналов являются димерными молекулами (рис. 6-21 С). Табл. 6-2 включает два типа кальций-высвобождающих каналов. Рецептор к IP₃ (инозитолтрифосфату)(см. главу 3) находится в мембране эндоплазматического ретикулума (ЭР) и открывается внутриклеточным инозитол-1,4,5-трифосфатом (рис. 6-21 Т). Рианодиновый рецептор (см. главу 9) расположен в мембране саркоплазматического ретикулума мышц и играет решающую роль в высвобождении кальция в саркоплазму при мышечных сокращениях (рис. 6-21 У). И наконец, недавно открытое семейство кальций-избирательных канальных белков, известных как ORAI (депо-управляемые кальциевые каналы, рис. 6-21 Ф), принимает участие во входе внеклеточного кальция через плазматическую мембрану, связанном с метаболизмом IP3, и выбросом внутриклеточного кальция из эндоплазматического ретикулума невозбудимых клеток (см. главу 10).

ЛИТЕРАТУРА

Книги и обзоры

Ashcroft F.M. Ion Channels and Disease: Channelopathies. — New York: Academic Press, 2000.

Hille B. Ionic Channels of Excitable Membranes, 3rd ed. — Sunder-land, MA: Sinauer Associates, 2001.

Kim D. Fatty acid-sensitive two-pore domain K+-channels // Trends Pharm. Sci. — 2003. — Vol. 24. — P. 648–654.

Neher E. Ion channels for communication between and within cells // Science. — 1992. — Vol. 256. — P. 498–502.

Sakmann B., Neher E. et al. Single Channel Recording, 2nd ed. — New York: Plenum Press, 1995.

Wei C.J., Xu X., Lo C.W. Connexins and cell signaling in development and disease // Annu Rev. Cell Dev. Biol. — 2004. — Vol. 20. — P. 811–838.

Журнальные статьи

Hamill O.P., Marty A., Neher E. et al. Improved patch-clamp techniques for high resolution current recording from cells and cell-free membrane patches // Pflugers Arch. — 1981. — Vol. 391. — P. 85–100.

Ho K., Nichols C.G., Lederer J. et al. Cloning and expression of an inwardly rectifying ATP-regulated potassium channel // Nature. — 1993. — Vol. 362. — P. 31–38.

Sigworth F.J., Neher E. Single Na-channel currents observed in cultured rat muscle cells // Nature. — 1980. — Vol. 287. — P. 447–449.

Ressot C., Bruzzone R. Connexin channels in Schwann cells and the development of the X-linked form of Charcot-Maire-Tooth disease // Brain Res. Rev. — 2000. — Vol. 32. — P. 192–202.