Стр. 175

Рис. 6-20

Надписи на рисунке:

A

B

1 — различные виды

2 — крыса

3 — ксенопус

4 — человек

5 — цыпленок

6 — класс I (группа β)

7 — здесь разница лишь в 4 аминокислоты

8 — класс II (группа α)

9 — человек

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

Анализ последовательностей, проводившийся относительно человеческих генов коннексина, открыл три семейства (рис. 6-20 Б): CJA, CJB и CJC. Члены одного семейства канальных белков часто представлены в различных тканях. К примеру, Cx32 представлен в печени, клетках Шванна и олигодендроцитах, в то время как Cx43 — в сердце и многих других тканях.

Функциональные свойства клонированных канальных генов обычно соответствуют классификации канальных подтипов, основанной на молекулярной эволюции. Так, ионные каналы, общее свойство которых — потенциалозависимость, также имеют гомологичную последовательность своих потенциал-чувствительных доменов. Мы рассмотрим потенциал-чувствительные каналы в главе 7.

Гидрофобные домены канальных белков могут предопределять, как эти белки будут выстраиваться на мембране

Информация о последовательностях многих ионных каналов даёт возможность вывести несколько общих принципов их строения. Подобно другим интегральным мембранным белкам (см. главу 2), канальные белки обычно имеют несколько сегментов гидрофобных аминокислот, длина каждого из которых достаточна (около 20 аминокислот) для пронизывания липидного бислоя в виде спирали. Если канал имеет N сегментов, пронизывающих мембрану, то он также имеет и (N + 1) гидрофильных доменов различной длины, соединяющих или завершающих мембранные пронизывания. Предположительные трансмембранные сегменты обычно определяют с помощью гидрофобного анализа (см. табл. 2-1), при котором выявляют длинные сегменты гидрофобных остатков аминокислот. В некоторых случаях биохимические исследования свидетельствуют о том, что эти домены расположены в мембране. По аналогии с некоторыми мембранными белками известного трехмерного строения, такого как бактериальный фотосинтетический центр реакции, обычно считают, что такие гидрофобные трансмембранные домены имеют α-спиралевидную конформацию. Промежуточные гидрофильные сегменты, соединяющие трансмембранные области, предположительно образуют внутриклеточные и внеклеточные белковые домены, соприкасающиеся с водным раствором.

Первичные последовательности канальных белков часто представлены схематично гипотетическими сворачивающимися диаграммами, такими как на рис. 6-21 A для Cx32, одного из коннексинов, которые были описаны выше. Cx32 — полипептид, состоящий из 284 аминокислот, содержащих четыре идентифицированных гидрофобных трансмембранных сегмента. В коннексинах эти трансмембранные сегменты известны как M1, M2, M3 и M4. Биохимические исследования свидетельствуют о том, что N-терминальные и C-терминальные концы белковой цепи коннексина расположены на цитоплазматической стороне мембраны и что домен M3 принимает участие в образовании части поры щелевого контакта. Мутации Cx32 могут привести к развитию редкой наследственной невропатии, известной как амиотрофия Шарко–Мари–Тутса (см. раздел об этом заболевании).

Надсемейства, подсемейства и подтипы белков — структурная основа разнообразия каналов

В табл. 6-2 обобщены структурные и функциональные аспекты известных на сегодняшний день семейств порообразующих субъединиц белков ионных каналов человека. В таблице:

Ú эти каналы сгруппированы в белковые семейства, имеющие родственную структуру;

Ú описаны их свойства;

Ú перечислены принятые символы человеческих генов, номер генов и названия белков;

Ú обобщены физиологические функции;

Ú перечислены заболевания человека, связанные с соответствующим ионным каналом;

Ú дана ссылка на рис. 6-21, на котором изображена гипотетическая топология мембраны.

Поскольку диаграммы топологии мембраны на рис. 6-21 в основном базируются на гидрофобном анализе, их нужно рассматривать, как «наиболее вероятные» изображения, пока структура не будет изучена напрямую (например, калиевых каналов входящего выпрямления и C1C хлорных каналов). Аспекты молекулярной физиологии семейств ионных каналов человека в порядке их подачи вкратце обобщены в табл. 6-2. Более подробная функциональная информация о многих из этих каналов предоставлена на страницах многочисленных глав данной книги.

Ы! Верстальщик! Вставить рис. 6-21. ИК

Рис. 6-21. Мембранные топологические особенности белков ионных каналов.

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