Canalele de ioni - proteine formatoare de pori (seturi simple sau mai multe), care sprijină o diferență de potențial. care există între interiorul și exteriorul membranei celulare a tuturor celulelor vii. Se aplică pentru a transporta proteine. Cu ajutorul lor ionii se deplaseze, în conformitate cu gradienți lor electrochimice a lungul membranei. Astfel de complecși sunt un set de proteine identice sau omoloage, bine ambalate în membranele lipidice bistratificate înconjoară un por apos. Canalele sunt localizate în membrana plasmatică și unele membrane celulare interne.
După ioni canale de ioni testate Na + (sodiu), K + (potasiu), Cl - (clor) și Ca 2+ (calciu). Datorită deschiderii și închiderii canalelor ionice schimbarea concentrației de ioni de pe partea opusă a membranei și membrana are loc un potențial de schimbare.
Proteinele de canal sunt compuse din subunități. formând o structură complexă, cu o configurație spațială, care, în plus față de pori au de obicei sistem de deschidere moleculară, de închidere selectivitate. inactivare. recepție și reglementare. Canalele de ioni pot avea mai multe site-uri (site-uri) pentru legarea la o substanță controlată.
Tipuri de canale de ioni
Clasificarea canalelor ionice efectuate de către diferiți parametri și, prin urmare, o singură clasificare unificată pentru ei nu există încă.
Astfel, este posibilă structură de clasificare (structura) de același tip și originea genelor.
Prin acest principiu, de exemplu, există trei familii de canale ionice activate de ligand [1].
În același timp, în aceeași familie de canale ionice vin cu o selectivitate ion diferită. precum și receptori pentru diferiți liganzi. Dar care formează aceste proteine canal sunt foarte similare în structură și origine.
Canalele de ioni pot fi clasificate în funcție de selectivitatea în funcție de ionii care trec prin. sodiu, potasiu, calciu, clor. proton (hidrogen).
Conform clasificării funcționale [2]. canale de ioni sunt grupate în funcție de tehnicile de management de stat în următoarele tipuri:
1. Necontrolate (independent).
2. -upravlyaemye Potential (tensiune de detectare, dependente de voltaj, voltaj dependente).
3. controlat ligand (controlat chimio, chemosensitivity, hemozavisimye, dependentă de ligand, receptor-activați).
4. Indirect controlat (activat-ion, dependent de ioni, mesager secundar -upravlyaemye controlat cu receptorii metabotropici controlate).
5. controlată în comun (complex -retseptorno canal NMDA). Ele deschid în același timp ca și liganzi, și anume potențial electric al membranei. Putem spune că au control dublu. EXEMPLU: NMDA-receptor-canal complex care are un sistem complex de control, inclusiv un 8 site-uri de situri de receptori la care se pot lega liganzi diferiți.
6. Stimul -upravlyaemye (mecanosensibili, mehanosensitivnye activat prin întindere (intindere) de bistratului lipidic, proton-activați, sensibile la temperatură).
7. -upravlyaemye actin (,, canale dependente actină reglată actină reglată-actină).
Cele mai frecvent întâlnite sunt două tipuri de canale: canale de ioni dependente de Ligand gate (sunt, în special, în membrane postsinaptici joncțiuni neuromusculare) și canale de ioni cu poarta dependente de voltaj. canale dependente de ligand sunt convertite în semnale chimice care vin într-o celulă în electric; acestea sunt necesare, în special pentru sinapselor chimice. canale voltaj-dependente sunt necesare pentru difuzarea potențialului de acțiune.
canale ionice Munca
canale ionice (independente) necontrolata
Aceste canale sunt, de obicei, în stare deschisă și în mod continuu a trecut printr-o difuzie de ioni, datorită gradientului lor de concentrare și / sau gradientul sarcinilor electrice de pe ambele părți ale membranei. Unele canale nedirijate sunt substanțe distinse și trecut printr-un gradient de concentrație a tuturor moleculelor mai mici decât o anumită valoare, acestea sunt numite „canale neselective“ sau „pori“. Există, de asemenea, „canale selective“, că numai anumiți ioni sunt transferate prin diametrul și structura sa a suprafeței interioare. Exemple: canale de potasiu. implicat în formarea potențialului de repaus al membranei, canalelor de clor. canalelor de sodiu. epiteliala Canale eritrocitele anionici. [3]
canale ionice voltaj-dependente
Aceste canale sunt responsabile pentru răspândirea potențialului de acțiune, se deschid și se închid, ca răspuns la schimbările în potențialul membranei. De exemplu, canalele de sodiu. Dacă potențialul de membrană se menține la nivelul potențialului de repaus. canalele de sodiu sunt închise și nici un curent de sodiu. Când membrana deplasează potențiale pentru partea pozitivă, canalele de sodiu deschise și începe să intre în celula de sodiu ionilor jos un gradient de concentrație. După 0,5 ms după stabilirea noii valori a potențialului de membrană, curentul de sodiu atinge maximul. Și în câteva milisecunde scade la aproape 12. În timpul potențialului de repaus al membranei. concentrației intracelulare de ioni de sodiu de 12 mmol / l și concentrația extracelulară de 145 mmol / litru. Aceasta înseamnă că, canalele sunt închise după un timp, datorită inactivării, chiar dacă membrana celulară este depolarizat. Dar aproape, ele diferă de la stat, în care au existat înainte de deschidere, acum ele nu pot fi deschise ca răspuns la membrană depolarizare, adică acestea sunt inactivate. În această stare, ei vor rămâne atâta timp cât membrana potențiale revine la valoarea sa inițială, și nu trece perioada de recuperare durează câteva milisecunde.
canale ionice ligand-dependente
Aceste canale sunt deschise atunci când mediatorul. contactarea site-urile lor de receptori exterioare, schimba conformația lor. Deschiderea, ei lasa ionii. modificarea acestui potențial de membrană. canale dependente de Ligand sunt aproape insensibile la schimbările de potențialul membranei. Acestea generează un potențial electric, a cărui tărie depinde de cantitatea de neurotransmitator care intră în fanta sinaptică, iar timpul este acolo.
Proprietățile canalelor ionice
Pentru canale caracterizate prin specificitate de ioni. Canalele permit doar un singur tip de ioni de potasiu, altele - numai ionii de sodiu, etc ...
Selectivitatea - este crescută selectiv permeabilitatea canalelor de ioni pentru anumiți ioni și reduse pentru alții. O astfel de selectivitate este determinată de filtrul selectiv - canalul de strangulare porilor. Filtru, pe lângă dimensiunea îngust poate avea, de asemenea, o sarcină electrică locală.
permeabilitate controlată - abilitatea de a fi deschis sau închis în anumite acțiuni de control pe canal.
Inactivarea - este capacitatea unui canal de ioni într-un anumit timp după deschiderea reduce automat permeabilitatea acesteia, chiar și în cazul în care a deschis-i activarea factorului continuă să funcționeze.
Lock - este capacitatea canalului de ioni sub influența unor substanțe blocante rezolva unele o condiție și nu răspund la acțiunile de control convenționale. Lock cauza substanță-blocante, care sunt cunoscuți ca antagoniști sau blocanți litikami.
Plasticitate - canalul de ioni este abilitatea de a modifica proprietățile, caracteristicile acestora. Cel mai comun mecanism de plasticitate - este fosforilării aminoacizilor din proteine canal spre partea citoplasmatică a membranei fermentami- protein kinaze.
Canalul ionic în domeniu
Sculptura înălțime de naștere Idei de 1,5 metri, care se bazează pe structura canalului de potasiu KCSA, a fost creat pentru Premiul Nobel Roderick MacKinnon (Roderick MacKinnon) [4]. Munca cuprinde un obiect din sticlă de chihlimbar meltblown holding schelet de sârmă, care reprezintă caverna principal al structurii canalului.