Kanál iontu
Kanály iontu jsou přítomné v membraness to obklopit všechny biologické buňky. Tím, že řídí a řídí tok iontů, tito hloubají-se tvořit enzymes pomoci založit malý zápor napětí že všechny buňky posednou v klidu (viz potenciál buňky).
| Tabulka s obsahem |
| 1 základní rysy 2 biologická role 3 detailní struktura 4 historie |
Kanál iontu je základní blánová bílkovina nebo více typicky shromáždění několika bílkovin. Takový “multi -subunit” shromáždění obvykle zahrnují kruhové uspořádání totožný nebo příbuzné bílkoviny silně sbalily se kolem vody-naplněný pór přes letadlo blány nebo lipid bilayer. Zatímco velký-kanály póru povolí průchod iontů více nebo méně indiscriminately, typický kanálový pór je spravedlivý nebo dva atomy široký na jeho nejužším místě, to řídí specifický druh iontu, takový jako sodík nebo draslík, a zprostředkuje je přes blánovou jednu řadu -- skoro jak rychle jako pohyb iontů přes volnou tekutinu. Přístup k póru je řízen “brány,” který může být se otevřel nebo uzavřel chemikálií nebo elektrické signály, nebo mechanická síla, se spoléhat na paletu kanálu.
Protože “napětí-gated” kanály underlie nervový impuls a protože “vysílač-gated” kanály zprostředkují vedení napříč synapses, kanály jsou obzvláště prominentní součásti nervové soustavy. Opravdu, většina z útoku a obranných jedů že organismy se vyvinuly pro zavírat nervové soustavy dravců a kořist (např. zlomyslnosti produkovaly pavouky, scorpions, hadi, ryba, včely, hlemýžďi moře a jiní) pracovat tím, že zapojí iontové kanálové póry. Ale kanály iontu figurují v široké paletě biologických dějů, které zahrnují rychlé změny v buňkách. V hledání nějaké drogy, kanály iontu jsou oblíbený cíl.
- Napětí-gated kanály cítí potenciál transmembrane a otevírají se nebo blíží se odezva na depolarizaci nebo hyperpolarization, příslušně. Příklady zahrnují sodík a napětí draslíku-gated kanály pro odvahu a sval a napětí-gated kanály vápníku, které řídí neurotransmitter vydání v pre-synaptické konce.
- Ligand-gated kanály se otevřou v odezvě na přesnou ligand molekulu na vnějším obličeji blány ve kterém kanál pobývá. Příklady obsahují “nicotinic” Acetylcholine receptor, AMPA receptor a jiné neurotransmitter- gated kanály.
- cyklický nucleotide- gated kanály, Vápník-aktivovaný kanály a jiní se otevřou v odezvě na vnitřní solutes a zprostředkovat buněčné odezvy na druhé posly.
- Táhnout se-aktivovaný kanály se otevírají nebo se blíží odezva na mechanické síly, které se vynoří z místního roztahování nebo komprimace blány kolem nich; například když jejich buňky se zvětší nebo se scvrknou. Takové kanály jsou věřil underlie pocit doteku a transdukci akustických chvění do pocitu zvuku.
- G-bílkovina-gated kanály se otevřou v odezvě k G bílkovina- aktivace přes jeho receptor. Příklad je “muscarinic” Acetylcholine receptor
Kanály liší se s úctou k iontu oni nechají povolení (například, Na+, K+, Cl-), cesty ve kterém oni mohou být regulovaní, množství subunits který oni jsou složené a jiné stránky struktury. Kanály patřit k největší třídě, který zahrnuje napětí-gated kanály, které underlie nervový impuls, sestává ze čtyř subunits s šest helices transmembrane každý. Na aktivaci, tyto helices se pohybují a otevírají pór. Dva těchto šest helices je odděleno smyčkou, která lemuje pór a je primární determinant selektivity iontu a vodivost v této třídě kanálu a někteří jiní. Kanál subunits jedné takové jiné třídy, například, sestávat z jen toto “P” smyčka a dva transmembrane helices. Určení jejich detailní struktury Crystallography rentgenu vyhrálo podíl 2003 Nobelova cena v chemii.
Protože jejich malé velikosti a obtíž krystalizovat základní blánové bílkoviny pro rentgenovou analýzu, to je jen velmi nedávno že vědci byli schopní k přímo zkoumat jaké kanály “vypadat jako.” zvláště v případech kde crystallography potřeboval odstranit kanály z jejich blán se saponátem, mnoho výzkumníků pozoruje obrazy, které byly trval jak pokusný. Příklad je dlouho očekávaná krystalová struktura napětí-gated kanál draslíku, který byl ohlásen v květnu 2003. Jedna nevyhnutelná dvojznačnost v těchto strukturách se vztahuje k silnému důkazu, který soustřeďuje konformaci změny, zatímco oni operují (oni se otevřou a zavřou se, například), takový že struktura v krystalu mohla reprezentovat některého jeden z těchto operačních států. Většina z čeho výzkumníci odvodili o operaci kanálu doposud oni založili přes electrophysiology, biochemie, gen sekvenční srovnání a mutagenesis.
Existence kanálů iontu byla předpokládána Brity biophysicistss Alan Hodgkin a Andrew Huxley jako součást jejich Nobelovy ceny- vítězná teorie nervového impulsu, publikoval v roce 1952. Existence kanálu byla potvrzena v sedmdesátých létech s elektrickou nahrávkovou technikou známý jak “svorka místa,” který vedl k Nobelově ceně k Erwinovi Neherovi a Bert Sakmann, vynálezcové techniky. Stovky jestliže ne tisíce výzkumníků pokračují sledovat více detailní porozumění jak tito enzymes pracovat.
- Viz též: