АТФ-зависимые К-каналы (КАТФ-каналы)

Субъединица канала состоит из двух трансмембранных участков - М1, М2, Р-домена, образующего пору, и не имеет сенсора потенциала типа S4. Проводимость одиночного канала в кардиомиоцитах составляет 20 пСм и увеличивается при гиперполяризации.

Кir-каналы обнаружены в скелетных мышцах, клетках сердца, в нейронах. Активация каналов ведет к уменьшению частоты сердечных сокращений и сократимости сердечной мышцы. Кir-каналы ограничивают секрецию медиаторов в центральной и периферической нервной системе при ишемии и гипоксии, играют ключевую роль в секреции инсулина в клетках поджелудочной железы.

К-каналы аномального выпрямления называются так потому, что входящий ток проходит через них с большей легкостью, чем выходящий, поэтому их назвали каналами входящего выпрямления (inward rectifier).

BK-каналы вовлечены в целый ряд клеточных функций и играют существенную роль в контроле электрической активности клетки, секреции гормонов и медиаторов, сосудистого тонуса, регуляции циркадианных ритмов.

Таким образом, BK-каналы управляются как Са, так и МП, то есть являются молекулярными интеграторами электрических событий на плазматической мембране и активации систем внутриклеточных посредников.

Активность КСа-каналов может модулироваться фосфорилированием и дефосфорилированием. Вероятность открытия КСа-каналов зависит от концентрации АТФ с внутриклеточной стороны мембраны.

Для активации каналов необходима внутриклеточная концентрация ионов Са в пределах от 10 нМ до 100 мкМ и сдвиг МП до -30-40 мВ. Увеличение внутриклеточного кальция снижает значения сдвига МП, необходимые для активации каналов.

КСа-каналы управляются не только потенциалом, но и внутриклеточной концентрацией ионов Са. КСа-каналы обнаружены практически во всех нервных клетках, целый ряд токсинов влияют на их функции, например, токсины скорпиона - харибдотоксин и ибериотоксин, апамин и бреветоксин-В.

Кальций-активируемые калиевые каналы (КСа-каналы).

Потенциал-активируемые калиевые каналы

Калиевый канал KvAP, структура в мембране.

Потенциал-активируемые калиевые каналы образованы четырьмя α-субъединицами, формирующими канальную пору, которые могут быть связаны со вспомогательными цитоплазматическими β-субъединицами, модулирующими воротные свойства. Каждая α-субъединица состоит из шести трансмембранных сегментов S1-S6, области, формирующей пору – H5 или Р между S5 и S6, и положительно заряженного сегмента S4 – сенсора потенциала.

Обнаружено 4 семейства потенциал-активируемых К-каналов: Shaker/Kv1 (KCNA), Shab/Kv2 (KCNB), Shaw/Kv3 (KCNC) и Shal/Kv4 (KCND). Способность образовывать гомотетрамеры или гетеротетрамеры внутри подсемейства канала определяется участком внутриклеточного N-конца.

Кv-каналы инактивируются с различной скоростью (быстрая – N-тип инактивация и медленная – С-тип инактивация). Каналы проявляют быструю инактивацию N-типа, если N-конец одной из α-субъединиц несет инактивационный “мяч”, как например у Kv1.4. В отсутствие “мяча”, быстрая инактивация также может происходить при помощи β1-субъединицы как, например, для Kv1.1.

КСа-токи можно разделить на быстрые и медленные. Быстрые токи активируются в течение миллисекунд, участвуют в реполяризации ПД и селективно блокируются харибдотоксином. Медленные КСа-токи активируются с задержкой в несколько десятков миллисекунд, вносят вклад в следовую гиперполяризацию ПД и блокируются апамином.

По проводимости можно выделить КСа-каналы большой и малой проводимости. КСа-каналы большой проводимости (BK-каналы) имеют электрическую проводимость более 200 пСм, блокируются харибдотоксином и тетраэтиламмонием (ТЭА). КСа-каналы малой проводимости (SK-каналы) имеют проводимость менее 100 пСм и слабо чувствительны к ТЭА.

Некоторые клинически используемые препараты блокируют КСа-каналы (аминогликозидные антибиотики, антималярийный препарат сульфат хинина).

Лучше всего изучены BK-каналы (длиной около 1200 АКО). Субъединица канала состоит из семи гидрофобных доменов и напоминает структуру других К-каналов, однако добавляется дополнительный домен (S0) cо стороны N–конца белка. Участок связывания с ионами Са находится на С-конце белка. Изменения потенциала активируют КСа-каналы, что связано с наличием сенсора потенциала в сегменте S4.

β-субъединица КСа-канала состоит из 191 АКО и содержит два трансмембранных сегмента. Ее ко-экспрессия с α-субъединицей ведет к увеличению чувствительности канала к ионам Са и потенциалу.

Функции BK-каналов могут модулироваться целым рядом внутри и внеклеточных факторов, включая изменение их окислительно-восстановительного статуса. Газообразные посредники – оксид азота (NO), монооксид углерода (CO) и сероводород (H₂S) модулируют активность данного типа каналов.

Калиевые каналы входящего (аномального) выпрямления (Кir–каналы).

Дата добавления: 2014-01-14