Суперсемейства рецепторов ГАМК, глициновые и 5-НТ рецепторы

Суперсемейства рецепторов ГАМК, глициновые и 5-НТ рецепторы

 

Ионная избирательность лиганд-активируемых ионных каналов

 

Одной из характерных черт строения ионных каналов является то, что их внемембранные части значительно выдаются над поверхностью мембраны. Unwin отмечает, что в катионных каналах стенки выступающего вестибюля канала имеют избыточный отрицательный заряд, тогда как анионные каналы в этих местах заряжены избыточно положительно. Так как открытый канал имеет около 2нм в диаметре, а эффективный радиус электростатического взаимодействия в физиологических растворах составляет около 1 нм, положительный заряд в вестибюле канала может способствовать аккумуляции в нем отрицательных ионов, например, хлоридов в устье глицинового рецептора. Наоборот, в катионном канале в отрицательно заряженном вестибюле могут накапливаться положительно заряженные натрий и кальций. Аккумуляция ионов в вестибюле может способствовать процессу отбора анионным каналом анионов, а катионным каналом – катионов. Надо учесть также, что аккумуляция ионов будет способствовать увеличению проводимости каналов (напомним, что проводимость канала зависит от концентрации ионов).

Потенциал-активируемые каналы

 

К каналам, специфически активируемым деполяризацией клеточной мембраны, относятся потенциал-активируемые натриевые каналы, отвечающие за фазу деполяризации потенциала действия, и потенциал-активируемые калиевые каналы, ассоциированные, с мембранной реполяризацией. В эту группу также входят потенциал-активируемые кальциевые каналы, которые в некоторых тканях отвечают за генерацию потенциала действия и поддержание длительной деполяризации, а также выполняют много других функций, таких как мышечное сокращение и освобождение нейротрансмиттеров. Каждое из этих трех семейств каналов имеет ряд изоформ, представленных у различных биологических видов и в разных частях нервной системы. Подобно АХР и его аналогам, они также составляют суперсемейство единого генетического происхождения.

Потенциал-активируемые натриевые каналы

Методы, которые были использованы для характеристики молекулярной структуры АХР, были также успешно применены к потенциал-активируемым каналам. Ключевыми шагами в этом процессе были биохимическая экстракция и изоляция протеина с последующим выделением клонов кДНК и расшифровкой аминокислотной последовательности. Также как в случае АХР, электрические рыбы – на этот раз угорь Electrophorus electricus – явились богатым источником канального белка, а высокоаффинные токсины, такие как тетродотоксин (ТТХ) и сакситоксин (STX), обеспечили процесс изоляции протеина. Оба этих токсина блокируют ионную проводимость нативных каналов, закупоривая пору открытого канала. Позже натриевые каналы были изолированы из мозга и скелетной мышцы. Натриевый канал, выделенный из электрического угря, состоит из одного крупного (260 кД) пептида и является типичным представителем семейства структурно сходных протеинов.

В мозге млекопитающих ключевая 260 кД – субъединица натриевого канала ассоциирована с двумя дополнительными субъединицами: (36 кД) и (33 кД). Показано, что присутствие субъединицы значительно повышает скорость инактивации натриевого канала. В мозге было найдено несколько различных вариантов мРНК, кодирующих субъединицу, что объясняет наличие разных подтипов натриевого канала. По крайней мере два дополнительных изоформы натриевого канала выделены из скелетной мышце млекопитающих – одна из взрослой мышцы (RSkMl), и другая, характерная для эмбриональной или денервированной мышцы (RSkM⁾. Третья изоформа этого канала обнаружена в сердечной мышцемлекопитающих). После трансляции происходит интенсивное гликозилирование канального белка. Так, около 30% массы натриевого канала угря составляют углеводы, содержащие большие количества сиаловой кислоты.

Литература

 

1. Малиновский А.А. Тектология. Теория систем. Теоретическая биология.

2. Человеческий потенциал: опыт комплексного подхода. Ред. Фролов И.Т.

3. Золотов Ю.А., Иванов В.М., Амелин В.Г. Химические тест-методы анализа.

4. Фролов М.В., Милованова Г.Б. Электрофизиологические помехи и контроль состояния оператора.

5. Системные аспекты психической деятельности. Под ред. Судакова К.В. и др.

Суперсемейства рецепторов ГАМК, глициновые и 5-НТ рецепторы