칼슘활성칼륨채널

Calcium-activated potassium channel

칼슘 활성화 칼륨 채널은 [1]칼슘에 의해 게이트되거나 구조적으로 또는 계통학적으로 칼슘 게이트 채널과 관련이 있는 칼륨 채널입니다.그것들은 1958년 가르도스에 의해 처음 발견되었는데, 가르도스는 세포막을 통해 칼륨의 투과성에 영향을 줄 수 있다는 것을 알았다.그 후 1970년, 미크는 세포 내 칼슘이 칼륨 전류를 유발할 수 있다는 것을 처음으로 관찰했다.인간의 경우 100~300pps의 매우 높은 컨덕턴스 또는 BK 채널, 25~100pps의 중간 컨덕턴스 또는 IK 채널, 2~[2]25pps의 작은 컨덕턴스 또는 SK 채널 등 3가지 서브 타입으로 구분된다.

이 이온 채널 패밀리는 대부분 세포2+ 내 Ca에 의해 활성화되며 인간 게놈에 8개의 구성원을 포함합니다.그러나 이러한 채널 중 일부(K4Ca 및 K5Ca 채널)는 Na, Cl−, pH와 같은+ 다른 세포 내 배위자에 반응한다.또한 복수의 패밀리가 리간드 및 전압활성화되어 있어 이 패밀리의 기재가 더욱 복잡해진다.KCa 채널 α 서브유닛은 6개 또는 7개의 막 통과 세그먼트를 가지며, 이는 K 채널과V 유사하지만 때때로 추가적인 N 말단 막 통과 나선이 있다.α 서브유닛은 호모 4중합체와 헤테로 4중합체를 형성한다.칼슘 결합 도메인은 K1과Ca 같이 α 서브유닛 배열에 포함되거나 칼모듈린과 같은 추가 칼슘 결합 단백질을 통해 포함될 수 있다.

구조.

Simple diagram of a Large Conductance calcium-activated potassium channel (BK). A similar structure can be hypothesized for the other subtypes in this family of channels.

이러한 채널의 구조를 알면 해당 채널의 기능과 게이트 메커니즘에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다.그것들은 알파와 베타라는 두 개의 다른 소단위들로 구성되어 있다.알파 서브유닛은 모공, 전압센서 및 칼슘감지영역을 형성하는 사량체입니다.채널의 이 서브유닛은 7개의 트랜스막 단위와 큰 세포내 영역으로 구성됩니다.전압 센서는 S4 막 통과 영역에 의해 만들어지며, 이 영역에는 전하 변화를 '감지'하고 다른 전압 게이트 칼륨 채널과 매우 유사한 방식으로 움직이는 여러 개의 아르기닌 잔류물이 있습니다.전압 변화에 따라 이동하면서 게이트를 열고 닫습니다.S5와 S6 영역 사이의 링커는 채널의 기공을 형성하는 역할을 합니다.세포 내부에서 주목해야 할 주요 부분은 칼슘 그릇이다.이 그릇은 칼슘 결합 [3]부위로 생각됩니다.

채널의 베타 서브유닛은 채널의 조절 서브유닛으로 생각됩니다.베타 서브유닛에는 4종류의 1, 2, 3, 4가 있습니다. 베타 2와 3은 억제성인 반면 베타 1과 4는 흥분성인 반면, 채널이 열리지 않는 것보다 더 열리게 합니다.흥분성 베타 서브유닛은 채널이 [4]거의 비활성화되지 않는 방식으로 알파 서브유닛에 영향을 미칩니다.

호몰로지 분류 및 설명

휴먼Ca K채널

아래는 인간 칼슘 활성화 칼륨 채널 8개를 막간 소수성 [5]코어의 배열 상동성에 따라 분류한 목록입니다.

BK 채널

이러한 채널은 이름에는 포함되지 않지만 구조에 의해 암시되지만 전압에 의해 활성화될 수도 있습니다.이들 채널의 다양한 활성화모드는 서로 독립된 것으로 생각됩니다.이 채널의 특징은 그들이 많은 다른 생리적 기능에 참여할 수 있게 해준다.BK 채널의 생리학적 영향은 녹아웃 마우스를 사용하여 광범위하게 연구되어 왔다.그렇게 함으로써 생쥐의 혈관에 변화가 있는 것이 관찰되었다.BK 채널이 없는 동물들은 평균 동맥압과 혈관조직을 증가시켰다.이러한 발견들은 BK 채널이 평활근 세포의 이완에 관여한다는 것을 보여준다.모든 근육 세포에서, 증가된 세포 내 칼슘은 수축을 일으킨다.평활근 세포에서 세포 내 칼슘의 높은 수치는 BK 채널을 열어 칼륨 이온이 세포 밖으로 흐르도록 합니다.이로 인해 전압 게이트 칼슘 채널이 더욱 과분극되고 닫히므로 이완이 발생할 수 있습니다.녹아웃한 쥐들은 의도적인 떨림, 짧은 보폭, 느린 수영 속도도 경험했다.모두 운동실조증상으로 소뇌에서 [6]BK채널이 매우 중요하다는 것을 보여준다.

BK 채널의 서브타입

IK 채널

중간 컨덕턴스 채널은 모든 채널 중 가장 연구가 적은 것으로 보입니다.구조적으로 BK 채널과 매우 유사한 것으로 생각되며 주요 차이점은 컨덕턴스와 변조 방법입니다.IK채널은 칼모듈린에 의해 변조되는 반면 BK채널은 그렇지 않은 것으로 알려져 있다.

IK 채널은 혈관의 석회화를 억제하면 혈관 석회화가 감소하므로 혈관 구조의 석회화와 강한 연관성을 보였다.이러한 채널의 과도한 표현은 신체에 상당히 다른 영향을 미칩니다.이 치료법이 혈관 평활근세포의 증식을 일으킨다는 연구결과가 나왔다.이 발견은 이러한 채널을 둘러싼 추가적인 탐사를 촉발시켰고 연구원들은 IK 채널이 암세포, B, T 림프구, 그리고 줄기세포의 세포 주기를 조절한다는 것을 발견했다.이러한 발견은 IK 채널을 둘러싼 향후 치료에 대한 가능성을 보여줍니다.

IK 채널의 서브타입

SK채널

작은 전도성 칼슘 활성 칼륨 채널은 전도성이 큰 친척과 상당히 다릅니다.SK 채널의 가장 흥미로운 차이점은 전압에 민감하지 않다는 것입니다.이러한 채널은 세포 내 칼슘의 증가된 수치에 의해서만 열릴 수 있다.이러한 SK채널의 특성은 BK나 IK채널과는 조금 다른 구조를 가지고 있음을 시사한다.

다른 칼륨 채널과 마찬가지로 그들은 활동 전위 후에 세포의 과분극에 관여합니다.이러한 채널의 칼슘 활성 특성은 그들이 혈관 조절, 모발 세포의 청각 조절, 그리고 일주기 리듬에 참여할 수 있게 해줍니다.연구자들은 어떤 채널이 작용 전위의 재분극과 후과분극의 원인이 되는지 알아내려고 했다.그들은 셀을 전압 클램핑하고, 그것들을 다른 BK와 SK 채널 블로커로 처리한 다음, 셀을 자극하여 전류를 발생시키는 방식으로 이것을 수행했다.연구진은 세포 재분극이 BK채널 때문에 일어나고 SK채널을 통한 전류 때문에 후분극의 일부가 발생한다는 사실을 발견했다.또 SK채널을 차단해도 과분극 후 전류가 여전히 발생하는 것으로 나타났다.이러한 [7]전류를 허용하는 다른 유형의 알려지지 않은 칼륨 채널이 있다는 결론이 내려졌습니다.

SK채널이 AHP에 관여한 것은 분명하다.정확히 어떻게 이것이 일어나는지 명확하지 않다.이것을 하는 방법에는 세 가지 다른 생각이 있다. 1) 칼슘의 단순한 확산이 이러한 전류의 느린 동력을 설명함, 2) 느린 동력이 다른 채널의 느린 활성화 또는 3) 칼슘이 SK 채널을 활성화하기 위해 두 번째 메신저 시스템을 작동시키기 때문이다.전류는 온도에 민감하고 확산 메커니즘은 온도에 민감하지 않기 때문에 단순한 확산 메커니즘은 있을 수 없는 메커니즘인 것으로 나타났습니다.또한 채널 활성화의 속도론이 아니라 칼슘 농도에 따라 전류의 진폭만 변경되기 때문에 그럴 가능성은 거의 없습니다.

SK 채널의 서브타입

기타 서브패밀리

원핵생물Ca K채널

많은 원핵생물 K채널이Ca 구조적으로나 기능적으로 설명되었다.모두 칼슘 또는 기타 리간드에 의해 게이트되며, 인간Ca K 채널, 특히Ca K1.1 게이트 고리와 상동성이다.이러한 구조는 리간드 게이트를 위한 템플릿 역할을 했습니다.

단백질 종. 리간드 기능. 언급
Kch 대장균 알 수 없는 채널. [8][9]
MthK 메타나토모박터 서모토피더스 칼슘, 카드뮴, 바륨, pH 채널. [10][11][12][13][14]
TrkA/TrkH 부용혈성 비브리오 ATP, ADP 채널. [15][16]
KtrAB 서브틸리스균 ATP, ADP 트랜스포터 [17]
GsuK 지오박터유황레듀센스 칼슘, ADP, NAD 채널. [18]
TM1088 테르모토가 마리티마 알 수 없는 알 수 없는 [19]

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Vergara, C.; Latorre, R.; Marrion, N. V.; Adelman, J. P. (1998). "Calcium-activated potassium channels". Current Opinion in Neurobiology. 8 (3): 321–329. doi:10.1016/s0959-4388(98)80056-1. ISSN 0959-4388. PMID 9687354. S2CID 40840564.
  2. ^ WEAVER, AMY K.; BOMBEN, VALERIE C.; SONTHEIMER, HARALD (2006-08-15). "Expression and Function of Calcium-Activated Potassium Channels in Human Glioma Cells". Glia. 54 (3): 223–233. doi:10.1002/glia.20364. ISSN 0894-1491. PMC 2562223. PMID 16817201.
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