stringtranslate.com

Калийный канал

Калиевый канал Kv1.2, структура в мембраноподобной среде. Рассчитанные углеводородные границы липидного бислоя обозначены красными и синими линиями.

Калиевые каналы являются наиболее широко распространенным типом ионных каналов, обнаруженных практически во всех организмах. [1] Они образуют калий -селективные поры , которые охватывают клеточные мембраны . Калиевые каналы обнаружены в большинстве типов клеток и контролируют широкий спектр клеточных функций. [2] [3]

Функция

Калиевые каналы функционируют для проведения ионов калия по их электрохимическому градиенту , делая это как быстро (вплоть до скорости диффузии ионов K + в объемной воде), так и избирательно (исключая, в частности, натрий, несмотря на разницу в радиусе ионов в пределах ангстрема ). [4] Биологически эти каналы действуют для установки или сброса потенциала покоя во многих клетках. В возбудимых клетках, таких как нейроны , задержанный встречный поток ионов калия формирует потенциал действия .

Способствуя регуляции продолжительности потенциала действия сердца в сердечной мышце , нарушение работы калиевых каналов может вызывать опасные для жизни аритмии . Калиевые каналы также могут участвовать в поддержании сосудистого тонуса .

Они также регулируют клеточные процессы, такие как секреция гормонов ( например , высвобождение инсулина из бета-клеток поджелудочной железы ), поэтому их нарушение может привести к заболеваниям (например, диабету ).

Некоторые токсины, такие как дендротоксин , являются мощными, поскольку они блокируют калиевые каналы. [5]

Типы

Существует четыре основных класса калиевых каналов:

В следующей таблице приведено сравнение основных классов калиевых каналов с репрезентативными примерами (полный список каналов в каждом классе см. на страницах соответствующих классов).

Дополнительные примеры фармакологических модуляторов калиевых каналов см. в разделах блокаторы калиевых каналов и открыватели калиевых каналов .

Структура

Вид сверху на калиевый канал с ионами калия (фиолетовый), движущимися через пору (в центре). ( PDB : 1BL8 ​)

Калиевые каналы имеют тетрамерную структуру, в которой четыре идентичные белковые субъединицы ассоциируются с образованием четырехкратно симметричного ( C 4 ) комплекса, расположенного вокруг центральной ионпроводящей поры (т. е. гомотетрамера). В качестве альтернативы четыре родственные, но не идентичные белковые субъединицы могут ассоциироваться с образованием гетеротетрамерных комплексов с псевдо-C 4 симметрией. Все субъединицы калиевых каналов имеют характерную порово-петлевую структуру, которая выстилает верхнюю часть поры и отвечает за калиевую селективную проницаемость.

Существует более 80 генов млекопитающих , которые кодируют субъединицы калиевых каналов . Однако калиевые каналы, обнаруженные у бактерий, являются одними из наиболее изученных ионных каналов с точки зрения их молекулярной структуры. Используя рентгеновскую кристаллографию , [55] [56] были получены глубокие знания о том, как ионы калия проходят через эти каналы и почему (меньшие) ионы натрия этого не делают. [57] Нобелевская премия по химии 2003 года была присуждена Роду Маккиннону за его пионерскую работу в этой области. [58]

Фильтр селективности

Кристаллографическая структура бактериального калиевого канала KcsA ( PDB : 1K4C ​). [59] На этом рисунке для ясности показаны только две из четырех субъединиц тетрамера. Белок показан в виде зеленой мультипликационной диаграммы. Кроме того, показаны карбонильные группы основной цепи и атомы боковой цепи треонина (кислород = красный, углерод = зеленый). Наконец, ионы калия (занимающие сайты S2 и S4) и атомы кислорода молекул воды (S1 и S3) изображены в виде фиолетовых и красных сфер соответственно.

Каналы ионов калия удаляют гидратную оболочку с иона, когда он попадает в селективный фильтр. Селективный фильтр образован последовательностью из пяти остатков, TVGYG, называемой сигнатурной последовательностью, внутри каждой из четырех субъединиц. Эта сигнатурная последовательность находится внутри петли между поровой спиралью и TM2/6, исторически называемой P-петлей. Эта сигнатурная последовательность является высококонсервативной, за исключением того, что остаток валина в прокариотических калиевых каналах часто заменяется остатком изолейцина в эукариотических каналах. Эта последовательность принимает уникальную структуру основной цепи, структурно аналогичную структурному мотиву гнездового белка . Четыре набора электроотрицательных карбонильных атомов кислорода выровнены по направлению к центру поры фильтра и образуют квадратную антипризму, похожую на водосольватирующую оболочку вокруг каждого сайта связывания калия. Расстояние между карбонильными атомами кислорода и ионами калия в местах связывания селективного фильтра такое же, как между атомами кислорода воды в первой гидратной оболочке и ионом калия в водном растворе, что обеспечивает энергетически выгодный путь для десольватации ионов . Однако ионы натрия слишком малы, чтобы заполнить пространство между атомами карбонильного кислорода. Таким образом, для ионов натрия энергетически выгодно оставаться связанными с молекулами воды во внеклеточном пространстве, а не проходить через пору селективного иона калия. [60] Эта ширина, по-видимому, поддерживается водородными связями и силами Ван-дер-Ваальса в слое остатков ароматических аминокислот, окружающих селективный фильтр. [55] [61] Селективный фильтр открывается в сторону внеклеточного раствора, обнажая четыре карбонильных атома кислорода в остатке глицина (Gly79 в KcsA ). Следующий остаток по направлению к внеклеточной стороне белка - это отрицательно заряженный Asp80 (KcsA). Этот остаток вместе с пятью остатками фильтра образуют пору, которая соединяет заполненную водой полость в центре белка с внеклеточным раствором. [62]

Механизм селективности

Механизм селективности калиевого канала остается предметом постоянных дебатов. Карбонильные кислороды являются сильно электроотрицательными и притягивают катионы. Фильтр может вмещать ионы калия в 4 местах, обычно обозначенных как S1-S4, начиная с внеклеточной стороны. Кроме того, один ион может связываться в полости в месте, называемом SC, или один или несколько ионов на внеклеточной стороне в более или менее четко определенных местах, называемых S0 или Sext. Возможны несколько различных заполнений этих мест. Поскольку рентгеновские структуры являются усредненными по многим молекулам, однако, невозможно вывести фактические заполненности непосредственно из такой структуры. В общем, есть некоторый недостаток из-за электростатического отталкивания, когда два соседних места заняты ионами. Предложения о механизме селективности были сделаны на основе моделирования молекулярной динамики , [63] игрушечных моделей связывания ионов, [64] термодинамических расчетов, [65] топологических соображений, [66] [67] и структурных различий [68] между селективными и неселективными каналами.

Механизм перемещения ионов в KcsA был тщательно изучен с помощью теоретических расчетов и моделирования. [62] [69] Предсказание механизма ионной проводимости, в котором два дважды занятых состояния (S1, S3) и (S2, S4) играют существенную роль, было подтверждено обеими методами. Моделирование молекулярной динамики (МД) предполагает, что два внеклеточных состояния, S ext и S 0 , отражающие ионы, входящие и выходящие из фильтра, также являются важными участниками ионной проводимости.

Гидрофобная область

Эта область нейтрализует среду вокруг иона калия, так что он не притягивается ни к каким зарядам. В свою очередь, это ускоряет реакцию.

Центральная полость

Центральная пора шириной 10 Å расположена вблизи центра трансмембранного канала, где энергетический барьер для проходящего иона самый высокий из-за гидрофобности стенки канала. Заполненная водой полость и полярный С-конец спиралей поры облегчают энергетический барьер для иона. Считается, что отталкивание предшествующими несколькими ионами калия способствует пропускной способности ионов. Наличие полости можно интуитивно понять как один из механизмов канала для преодоления диэлектрического барьера или отталкивания низкодиэлектрической мембраной путем удержания иона K + в водной среде с высокой диэлектрической проницаемостью.

Регулирование

Графическое представление открытых и закрытых калиевых каналов ( PDB : 1lnq и PDB : 1k4c ). Показаны два простых бактериальных канала для сравнения «открытой» структуры канала справа с «закрытой» структурой слева. Сверху находится фильтр (отбирает ионы калия), а снизу — воротный домен (контролирует открытие и закрытие канала).

Поток ионов через пору калиевого канала регулируется двумя связанными процессами, называемыми гейтингом и инактивацией. Гейтинг — это открытие или закрытие канала в ответ на стимулы, тогда как инактивация — это быстрое прекращение тока из открытого калиевого канала и подавление способности канала возобновлять проводимость. Хотя оба процесса служат для регулирования проводимости канала, каждый процесс может быть опосредован рядом механизмов.

Обычно считается, что гейтинг опосредован дополнительными структурными доменами, которые воспринимают стимулы и, в свою очередь, открывают пору канала. Эти домены включают домены RCK каналов BK, [70] [71] [72] и домены датчиков напряжения потенциалзависимых каналов K + . Считается, что эти домены реагируют на стимулы, физически открывая внутриклеточные ворота домена поры, тем самым позволяя ионам калия проходить через мембрану. Некоторые каналы имеют несколько регуляторных доменов или вспомогательных белков, которые могут действовать, модулируя ответ на стимул. Хотя механизмы продолжают обсуждаться, известны структуры ряда этих регуляторных доменов, включая домены RCK прокариотических [73] [74] [75] и эукариотических [70] [71] [72] каналов, домен гейтинга pH KcsA, [76] домены гейтинга циклических нуклеотидов, [77] и потенциалзависимые калиевые каналы. [78] [79]

Инактивация N-типа обычно является более быстрым механизмом инактивации и называется моделью «шар и цепь» . [80] Инактивация N-типа включает взаимодействие N-конца канала или связанного белка, который взаимодействует с доменом поры и закупоривает путь ионного тока как «шар». В качестве альтернативы считается, что инактивация C-типа происходит внутри самого селективного фильтра, где структурные изменения внутри фильтра делают его непроводящим. Существует ряд структурных моделей инактивированных фильтров K + каналов C-типа, [81] [82] [83], хотя точный механизм остается неясным.

Фармакология

Блокировщики

Блокаторы калиевых каналов подавляют поток ионов калия через канал. Они либо конкурируют со связыванием калия внутри селективного фильтра, либо связываются снаружи фильтра, чтобы препятствовать ионному проведению. Примером одного из таких конкурентов являются ионы четвертичного аммония, которые связываются на внеклеточной поверхности [84] [85] или в центральной полости канала. [86] Для блокирования из центральной полости ионы четвертичного аммония также известны как блокаторы открытого канала, поскольку связывание классически требует предварительного открытия цитоплазматических ворот. [87]

Ионы бария также могут блокировать токи калиевых каналов, [88] [89] связываясь с высокой степенью сродства с селективным фильтром. [90] [91] [92] [93] Считается, что эта прочная связь лежит в основе токсичности бария, поскольку она подавляет активность калиевых каналов в возбудимых клетках.

С медицинской точки зрения блокаторы калиевых каналов , такие как 4-аминопиридин и 3,4-диаминопиридин , были исследованы для лечения таких состояний, как рассеянный склероз . [49] Нецелевые эффекты лекарств могут привести к синдрому удлиненного интервала QT , вызванному лекарством , потенциально опасному для жизни состоянию. Чаще всего это происходит из-за воздействия на калиевый канал hERG в сердце. Соответственно, все новые лекарства проходят доклинические испытания на безопасность для сердца.

Активаторы

Мускариновый калиевый канал

Рождение идеи (2007) Джулиана Фосса-Андреа . Скульптура была заказана Родериком МакКинноном на основе атомных координат молекулы, которые были определены группой МакКиннона в 2001 году.

Некоторые типы калиевых каналов активируются мускариновыми рецепторами , и они называются мускариновыми калиевыми каналами (I KACh ). Эти каналы представляют собой гетеротетрамер, состоящий из двух субъединиц GIRK1 и двух субъединиц GIRK4 . [94] [95] Примерами являются калиевые каналы в сердце, которые при активации парасимпатическими сигналами через мускариновые рецепторы M2 вызывают выходящий ток калия, что замедляет частоту сердечных сокращений . [96] [97]

В изобразительном искусстве

Родерик Маккиннон заказал «Рождение идеи» — скульптуру высотой 5 футов (1,5 м), основанную на калиевом канале KcsA. [98] Художественное произведение содержит проволочный объект, представляющий внутреннюю часть канала, и выдувной стеклянный объект, представляющий основную полость структуры канала.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Littleton JT, Ganetzky B (апрель 2000 г.). «Ионные каналы и синаптическая организация: анализ генома дрозофилы». Neuron . 26 (1): 35–43. doi : 10.1016/S0896-6273(00)81135-6 . PMID  10798390. S2CID  5694563.
  2. ^ Хилле, Бертил (2001). "Глава 5: Каналы калия и хлоридные каналы". Ионные каналы возбудимых мембран . Сандерленд, Массачусетс: Sinauer. стр. 131–168. ISBN 978-0-87893-321-1.
  3. ^ Jessell TM, Kandel ER , Schwartz JH (2000). "Глава 6: Ионные каналы". Principles of Neural Science (4-е изд.). Нью-Йорк: McGraw-Hill. С. 105–124. ISBN 978-0-8385-7701-1.
  4. ^ Lim C, Dudev T (2016). «Роли и транспорт натрия и калия в растениях». В Sigel A, Sigel H, Sigel RK (ред.). Ионы щелочных металлов: их роль для жизни . Ионы металлов в науках о жизни. Том 16. Springer. стр. 325–347. doi :10.1007/978-3-319-21756-7_9. ISBN 978-3-319-21755-0. PMID  26860305. {{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь )
  5. ^ косвенно цитируется по номеру ссылки 3,4,5,6 в Rehm H, Lazdunski M (июль 1988 г.). «Очистка и структура субъединиц предполагаемого белка K+-канала, идентифицированного по его связывающим свойствам для дендротоксина I». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 85 (13): 4919–4923. Bibcode : 1988PNAS...85.4919R. doi : 10.1073 /pnas.85.13.4919 . PMC 280549. PMID  2455300. 
  6. ^ abcdefghijklmn Rang, HP (2015). Фармакология (8-е изд.). Эдинбург: Черчилль Ливингстон. п. 59. ИСБН 978-0-443-07145-4.
  7. ^ Томпсон Дж., Бегенисич Т. (май 2000 г.). «Электростатическое взаимодействие между харибдотоксином и тетрамерным мутантом каналов Shaker K(+)». Biophysical Journal . 78 (5): 2382–2391. Bibcode :2000BpJ....78.2382T. doi :10.1016/S0006-3495(00)76782-8. PMC 1300827 . PMID  10777734. 
  8. ^ Naranjo D, Miller C (январь 1996). "Сильно взаимодействующая пара остатков на контактной поверхности харибдотоксина и канала Shaker K+". Neuron . 16 (1): 123–130. doi : 10.1016/S0896-6273(00)80029-X . PMID  8562075. S2CID  16794677.
  9. ^ Yu M, Liu SL, Sun PB, Pan H, Tian CL, Zhang LH (январь 2016 г.). «Пептидные токсины и низкомолекулярные блокаторы BK-каналов». Acta Pharmacologica Sinica . 37 (1): 56–66. doi :10.1038/aps.2015.139. PMC 4722972 . PMID  26725735. 
  10. ^ Candia S, Garcia ML, Latorre R (август 1992). "Mode of action of iberiotoxin, a powerful blocker of the large Conductance Ca(2+)-activated K+ channel". Biophysical Journal . 63 (2): 583–590. Bibcode :1992BpJ....63..583C. doi :10.1016/S0006-3495(92)81630-2. PMC 1262182 . PMID  1384740. 
  11. ^ Stocker M, Krause M, Pedarzani P (апрель 1999). «Чувствительный к апамину ток K+, активируемый Ca2+, в пирамидальных нейронах гиппокампа». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 96 (8): 4662–4667. Bibcode : 1999PNAS...96.4662S. doi : 10.1073/pnas.96.8.4662 . PMC 16389. PMID  10200319 . 
  12. ^ McLeod JF, Leempoels JM, Peng SX, Dax SL, Myers LJ, Golder FJ (ноябрь 2014 г.). «GAL-021, новый внутривенный блокатор BKCa-каналов, хорошо переносится и стимулирует вентиляцию легких у здоровых добровольцев». British Journal of Anaesthesia . 113 (5): 875–883. doi : 10.1093/bja/aeu182 . PMID  24989775.
  13. ^ Dopico AM, Bukiya AN, Kuntamallappanavar G, Liu J (2016). «Модуляция BK-каналов этанолом». International Review of Neurobiology . 128 : 239–279. doi :10.1016/bs.irn.2016.03.019. ISBN 9780128036198. PMC  5257281 . PMID  27238266.
  14. ^ ab Patnaik, Pradyot (2003). Справочник по неорганическим химикатам. McGraw-Hill. С. 77–78. ISBN 978-0-07-049439-8.
  15. ^ Sackin H, Syn S, Palmer LG, Choe H, Walters DE (февраль 2001 г.). «Регуляция ROMK внеклеточными катионами». Biophysical Journal . 80 (2): 683–697. Bibcode :2001BpJ....80..683S. doi :10.1016/S0006-3495(01)76048-1. PMC 1301267 . PMID  11159436. 
  16. ^ Dhamoon AS, Jalife J (март 2005 г.). «Входящий выпрямительный ток (IK1) контролирует сердечную возбудимость и участвует в аритмогенезе». Heart Rhythm . 2 (3): 316–324. doi :10.1016/j.hrthm.2004.11.012. PMID  15851327.
  17. ^ abcdef Swale DR, Kharade SV, Denton JS (апрель 2014 г.). «Фармакология калиевых каналов внутреннего выпрямителя сердца и почек: новые инструменты для интегративной физиологии и терапии». Current Opinion in Pharmacology . 15 : 7–15. doi : 10.1016/j.coph.2013.11.002. PMC 4097192. PMID  24721648 . 
  18. ^ Xynogalos P, Seyler C, Scherer D, Koepple C, Scholz EP, Thomas D и др. (декабрь 2014 г.). «Антиаритмический препарат III класса дронедарон ингибирует сердечные внутренне выпрямляющие каналы Kir2.1 через связывание с остатком E224». Архивы фармакологии Наунин-Шмидеберга . 387 (12): 1153–1161. doi :10.1007/s00210-014-1045-6. PMID  25182566. S2CID  10575229.
  19. ^ Koepple C, Scherer D, Seyler C, Scholz E, Thomas D, Katus HA, Zitron E (май 2017 г.). «Двойной механизм ингибирования внутренне выпрямляющих каналов Kir2.x хинидином, включающий прямую блокаду пор и интерференцию PIP2». Журнал фармакологии и экспериментальной терапии . 361 (2): 209–218. doi : 10.1124/jpet.116.238287 . PMID  28188270. S2CID  206502631.
  20. ^ Caballero R, Dolz-Gaitón P, Gómez R, Amorós I, Barana A, González de la Fuente M и др. (август 2010 г.). «Флекаинид увеличивает токи Kir2.1, взаимодействуя с цистеином 311, уменьшая полиамин-индуцированное выпрямление». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 107 (35): 15631–15636. Bibcode : 2010PNAS..10715631C. doi : 10.1073/pnas.1004021107 . PMC 2932566. PMID  20713726 . 
  21. ^ Kobayashi T, Washiyama K, Ikeda K (март 2006). «Ингибирование G-белком-активируемых внутренне выпрямляющих K+ каналов ифенпродилом». Neuropsychopharmacology . 31 (3): 516–524. doi : 10.1038/sj.npp.1300844 . PMID  16123769.
  22. ^ Soeda F, Fujieda Y, Kinoshita M, Shirasaki T, Takahama K (май 2016). «Центрально действующие ненаркотические противокашлевые средства предотвращают гиперактивность у мышей: участие каналов GIRK». Pharmacology, Biochemistry, and Behavior . 144 : 26–32. doi : 10.1016/j.pbb.2016.02.006. PMID  26892760. S2CID  30118634.
  23. ^ Ямамото Г., Соэда Ф., Ширасаки Т., Такахама К. (апрель 2011 г.). «[Является ли канал GIRK возможной целью при разработке нового терапевтического препарата для лечения нарушений мочеиспускания?]». Якугаку Засси . 131 (4): 523–532. дои : 10.1248/yakushi.131.523 . ПМИД  21467791.
  24. ^ Каваура К, Хонда С, Соэда Ф, Ширасаки Т, Такахама К (май 2010 г.). «[Новое антидепрессантоподобное действие препаратов, обладающих блокирующим действием на каналы GIRK у крыс]». Якугаку Дзасши . 130 (5): 699–705. doi : 10.1248/yakushi.130.699 . PMID  20460867.
  25. ^ Jin W, Lu Z (сентябрь 1998 г.). «Новый высокоаффинный ингибитор для внутренних выпрямительных каналов K+». Биохимия . 37 (38): 13291–13299. doi :10.1021/bi981178p. PMID  9748337.
  26. ^ Каваура К, Огата Й, Иноуэ М, Хонда С, Соэда Ф, Ширасаки Т, Такахама К (декабрь 2009 г.). «Центрально действующий ненаркотический противокашлевой типепидин производит антидепрессантоподобный эффект в тесте принудительного плавания у крыс» (PDF) . Behavioural Brain Research . 205 (1): 315–318. doi :10.1016/j.bbr.2009.07.004. PMID  19616036. S2CID  29236491.
  27. ^ Кауфманн К, Ромейн И, Дейс Э, Паскуаль К, Малик А, Янг Л и др. (сентябрь 2013 г.). «ML297 (VU0456810), первый мощный и селективный активатор калиевого канала GIRK, проявляет противоэпилептические свойства у мышей». ACS Chemical Neuroscience . 4 (9): 1278–1286. doi :10.1021/cn400062a. PMC 3778424 . PMID  23730969. 
  28. ^ Serrano-Martín X, Payares G, Mendoza-León A (декабрь 2006 г.). «Глибенкламид, блокатор каналов K+(ATP), проявляет противолейшманиозную активность при экспериментальном кожном лейшманиозе у мышей». Antimicrobial Agents and Chemotherapy . 50 (12): 4214–4216. doi :10.1128/AAC.00617-06. PMC 1693980. PMID  17015627 . 
  29. ^ Lawrence CL, Proks P, Rodrigo GC, Jones P, Hayabuchi Y, Standen NB, Ashcroft FM (август 2001 г.). «Гликлазид производит высокоаффинный блок каналов KATP в изолированных мышиных панкреатических бета-клетках, но не в сердечных или артериальных гладкомышечных клетках крысы». Diabetologia . 44 (8): 1019–1025. doi : 10.1007/s001250100595 . PMID  11484080.
  30. ^ abcdef Enyedi P, Czirják G (апрель 2010 г.). «Молекулярный фон токов утечки K+: двухпоровые доменные калиевые каналы». Physiological Reviews . 90 (2): 559–605. doi :10.1152/physrev.00029.2009. PMID  20393194. S2CID  9358238.
  31. ^ abcdef Lotshaw DP (2007). «Биофизические, фармакологические и функциональные характеристики клонированных и нативных двухпоровых доменных каналов млекопитающих K+». Cell Biochemistry and Biophysics . 47 (2): 209–256. doi :10.1007/s12013-007-0007-8. PMID  17652773. S2CID  12759521.
  32. ^ Fink M, Lesage F, Duprat F, Heurteaux C, Reyes R, Fosset M, Lazdunski M (июнь 1998 г.). «Нейрональный двухдоменный K+-канал, стимулируемый арахидоновой кислотой и полиненасыщенными жирными кислотами». The EMBO Journal . 17 (12): 3297–3308. doi :10.1093/emboj/17.12.3297. PMC 1170668. PMID  9628867 . 
  33. ^ Goldstein SA, Bockenhauer D, O'Kelly I, Zilberberg N (март 2001 г.). «Каналы утечки калия и семейство двух-P-доменных субъединиц KCNK». Nature Reviews. Neuroscience . 2 (3): 175–184. doi :10.1038/35058574. PMID  11256078. S2CID  9682396.
  34. ^ Sano Y, Inamura K, Miyake A, Mochizuki S, Kitada C, Yokoi H и др. (Июль 2003 г.). «Новый двухпоровый доменный канал K+, TRESK, локализован в спинном мозге». Журнал биологической химии . 278 (30): 27406–27412. doi : 10.1074/jbc.M206810200 . PMID  12754259.
  35. ^ Czirják G, Tóth ZE, Enyedi P (апрель 2004 г.). «Двухпоровый доменный канал K+, TRESK, активируется цитоплазматическим кальциевым сигналом через кальциневрин». Журнал биологической химии . 279 (18): 18550–18558. doi : 10.1074/jbc.M312229200 . PMID  14981085.
  36. ^ Kindler CH, Yost CS, Gray AT (апрель 1999). «Местное анестезирующее ингибирование базовых калиевых каналов с двумя поровыми доменами в тандеме». Анестезиология . 90 (4): 1092–1102. doi : 10.1097/00000542-199904000-00024 . PMID  10201682.
  37. ^ abc Meadows HJ, Randall AD (март 2001 г.). «Функциональная характеристика человеческого TASK-3, кислоточувствительного двухпорового доменного калиевого канала». Neuropharmacology . 40 (4): 551–559. doi :10.1016/S0028-3908(00)00189-1. PMID  11249964. S2CID  20181576.
  38. ^ Kindler CH, Paul M, Zou H, Liu C, Winegar BD, Gray AT, Yost CS (июль 2003 г.). «Амидные местные анестетики сильно ингибируют фоновый K+-канал TASK-2 человеческого тандемного порового домена (KCNK5)». Журнал фармакологии и экспериментальной терапии . 306 (1): 84–92. doi :10.1124/jpet.103.049809. PMID  12660311. S2CID  1621972.
  39. ^ Punke MA, Licher T, Pongs O, Friederich P (июнь 2003 г.). «Ингибирование каналов TREK-1 человека бупивакаином». Анестезия и анальгезия . 96 (6): 1665–1673. doi : 10.1213/01.ANE.0000062524.90936.1F . PMID  12760993. S2CID  39630495.
  40. ^ Lesage F, Guillemare E, Fink M, Duprat F, Lazdunski M, Romey G, Barhanin J (март 1996 г.). "TWIK-1, вездесущий человеческий слабовнутренний выпрямляющий канал K+ с новой структурой". The EMBO Journal . 15 (5): 1004–1011. doi :10.1002/j.1460-2075.1996.tb00437.x. PMC 449995. PMID  8605869 . 
  41. ^ Duprat F, Lesage F, Fink M, Reyes R, Heurteaux C, Lazdunski M (сентябрь 1997 г.). "TASK, человеческий фоновый канал K+ для восприятия внешних изменений pH вблизи физиологического pH". The EMBO Journal . 16 (17): 5464–5471. doi :10.1093/emboj/16.17.5464. PMC 1170177. PMID  9312005 . 
  42. ^ Рейес Р., Дюпра Ф., Лесаж Ф., Финк М., Салинас М., Фарман Н., Лаздунски М. (ноябрь 1998 г.). «Клонирование и экспрессия нового pH-чувствительного двухпорового домена K+ канала из человеческой почки». Журнал биологической химии . 273 (47): 30863–30869. doi : 10.1074/jbc.273.47.30863 . PMID  9812978.
  43. ^ Meadows HJ, Benham CD, Cairns W, Gloger I, Jennings C, Medhurst AD и др. (апрель 2000 г.). «Клонирование, локализация и функциональная экспрессия человеческого ортолога калиевого канала TREK-1». Pflügers Archiv . 439 (6): 714–722. doi :10.1007/s004240050997. PMID  10784345.
  44. ^ "UniProtKB - Q9NPC2 (KCNK9_HUMAN)". Uniprot . Получено 29.05.2019 .
  45. ^ ab Kennard LE, Chumbley JR, Ranatunga KM, Armstrong SJ, Veale EL, Mathie A (март 2005 г.). «Ингибирование двухпорового домена калия человека TREK-1 флуоксетином и его метаболитом норфлуоксетином». British Journal of Pharmacology . 144 (6): 821–829. doi :10.1038/sj.bjp.0706068. PMC 1576064 . PMID  15685212. 
  46. ^ Patel AJ, Honoré E, Lesage F, Fink M, Romey G, Lazdunski M (май 1999). «Ингаляционные анестетики активируют двухпоровые фоновые каналы K+». Nature Neuroscience . 2 (5): 422–426. doi :10.1038/8084. PMID  10321245. S2CID  23092576.
  47. ^ Gray AT, Zhao BB, Kindler CH, Winegar BD, Mazurek MJ, Xu J, et al. (Июнь 2000). «Летучие анестетики активируют базовый уровень K+-канала человеческого тандемного порового домена KCNK5». Анестезиология . 92 (6): 1722–1730. doi :10.1097/00000542-200006000-00032. PMID  10839924. S2CID  45487917.
  48. ^ Kirsch GE, Narahashi T (июнь 1978). "3,4-диаминопиридин. Новый мощный блокатор калиевых каналов". Biophysical Journal . 22 (3): 507–512. Bibcode :1978BpJ....22..507K. doi :10.1016/s0006-3495(78)85503-9. PMC 1473482 . PMID  667299. 
  49. ^ ab Judge SI, Bever CT (июль 2006 г.). «Блокаторы калиевых каналов при рассеянном склерозе: нейрональные Kv-каналы и эффекты симптоматического лечения». Фармакология и терапия . 111 (1): 224–259. doi :10.1016/j.pharmthera.2005.10.006. PMID  16472864.
  50. ^ Tiku PE, Nowell PT (декабрь 1991 г.). «Селективное ингибирование K(+)-стимуляции Na,K-АТФазы бретилием». British Journal of Pharmacology . 104 (4): 895–900. doi :10.1111/j.1476-5381.1991.tb12523.x. PMC 1908819. PMID 1667290  . 
  51. ^ Хилле Б. (май 1967 г.). «Избирательное ингибирование задержанных калиевых токов в нерве тетраэтиламмониевым ионом». Журнал общей физиологии . 50 (5): 1287–1302. doi :10.1085/jgp.50.5.1287. PMC 2225709. PMID 6033586  . 
  52. ^ Armstrong CM (октябрь 1971). «Взаимодействие производных тетраэтиламмониевого иона с калиевыми каналами гигантских аксонов». Журнал общей физиологии . 58 (4): 413–437. doi :10.1085/jgp.58.4.413. PMC 2226036. PMID  5112659. 
  53. ^ "Амиодарон". Drugbank . Получено 28.05.2019 .
  54. ^ Rogawski MA, Bazil CW (июль 2008 г.). «Новые молекулярные мишени для противоэпилептических препаратов: калиевые каналы alpha(2)delta, SV2A и K(v)7/KCNQ/M». Current Neurology and Neuroscience Reports . 8 (4): 345–352. doi :10.1007/s11910-008-0053-7. PMC 2587091. PMID  18590620 . 
  55. ^ ab Doyle DA, Morais Cabral J, Pfuetzner RA, Kuo A, Gulbis JM, Cohen SL и др. (апрель 1998 г.). «Структура калиевого канала: молекулярная основа проводимости и селективности K+». Science . 280 (5360): 69–77. Bibcode :1998Sci...280...69D. doi :10.1126/science.280.5360.69. PMID  9525859.
  56. ^ MacKinnon R, Cohen SL, Kuo A, Lee A, Chait BT (апрель 1998 г.). «Структурная консервация в прокариотических и эукариотических калиевых каналах». Science . 280 (5360): 106–109. Bibcode :1998Sci...280..106M. doi :10.1126/science.280.5360.106. PMID  9525854. S2CID  33907550.
  57. ^ Армстронг С. (апрель 1998 г.). «Видение поры». Science . 280 (5360): 56–57. doi :10.1126/science.280.5360.56. PMID  9556453. S2CID  35339674.
  58. ^ "Нобелевская премия по химии 2003 года". Нобелевский фонд . Получено 16 ноября 2007 г.
  59. ^ Zhou Y, Morais-Cabral JH, Kaufman A, MacKinnon R (ноябрь 2001 г.). «Химия координации ионов и гидратации, выявленная с помощью комплекса K+-канал-Fab при разрешении 2,0 А». Nature . 414 (6859): 43–48. Bibcode :2001Natur.414...43Z. doi :10.1038/35102009. PMID  11689936. S2CID  205022645.
  60. ^ Lodish H, Berk A, Kaiser C, Krieger M, Bretscher A, Ploegh H, et al. (2016). Молекулярная клеточная биология (8-е изд.). Нью-Йорк, Нью-Йорк: WH Freeman and Company. стр. 499. ISBN 978-1-4641-8339-3.
  61. ^ Sauer DB, Zeng W, Raghunathan S, Jiang Y (октябрь 2011 г.). «Взаимодействия белков, имеющие центральное значение для стабилизации фильтра селективности канала K+ в четырехсайтовой конфигурации для селективной проницаемости K+». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (40): 16634–16639. Bibcode : 2011PNAS..10816634S. doi : 10.1073/pnas.1111688108 . PMC 3189067. PMID  21933962 . 
  62. ^ ab Hellgren M, Sandberg L, Edholm O (март 2006 г.). «Сравнение двух прокариотических калиевых каналов (KirBac1.1 и KcsA) в исследовании симуляции молекулярной динамики (MD)». Биофизическая химия . 120 (1): 1–9. doi :10.1016/j.bpc.2005.10.002. PMID  16253415.
  63. ^ Носков SY, Ру Б (февраль 2007). «Важность гидратации и динамики для селективности каналов KcsA и NaK». Журнал общей физиологии . 129 (2): 135–143. doi :10.1085/jgp.200609633. PMC 2154357. PMID  17227917 . 
  64. ^ Noskov SY, Bernèche S, Roux B (октябрь 2004 г.). «Контроль ионной селективности в калиевых каналах с помощью электростатических и динамических свойств карбонильных лигандов». Nature . 431 (7010): 830–834. Bibcode :2004Natur.431..830N. doi :10.1038/nature02943. PMID  15483608. S2CID  4414885.
  65. ^ Varma S, Rempe SB (август 2007 г.). «Настройка архитектур координации ионов для обеспечения селективного разделения». Biophysical Journal . 93 (4): 1093–1099. arXiv : physics/0608180 . Bibcode :2007BpJ....93.1093V. doi :10.1529/biophysj.107.107482. PMC 1929028 . PMID  17513348. 
  66. ^ Thomas M, Jayatilaka D, Corry B (октябрь 2007 г.). «Преобладающая роль координационного числа в селективности калиевого канала». Biophysical Journal . 93 (8): 2635–2643. Bibcode :2007BpJ....93.2635T. doi :10.1529/biophysj.107.108167. PMC 1989715 . PMID  17573427. 
  67. ^ Bostick DL, Brooks CL (май 2007). «Селективность в каналах K+ обусловлена ​​топологическим контролем координированного состояния проникающего иона». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (22): 9260–9265. Bibcode : 2007PNAS..104.9260B. doi : 10.1073 /pnas.0700554104 . PMC 1890482. PMID  17519335. 
  68. ^ Derebe MG, Sauer DB, Zeng W, Alam A, Shi N, Jiang Y (январь 2011 г.). «Настройка ионной селективности тетрамерных катионных каналов путем изменения количества мест связывания ионов». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (2): 598–602. Bibcode : 2011PNAS..108..598D. doi : 10.1073/pnas.1013636108 . PMC 3021048. PMID  21187421 . 
  69. ^ Morais-Cabral JH, Zhou Y, MacKinnon R (ноябрь 2001 г.). «Энергетическая оптимизация скорости ионной проводимости с помощью фильтра селективности K+». Nature . 414 (6859): 37–42. Bibcode :2001Natur.414...37M. doi :10.1038/35102000. PMID  11689935. S2CID  4429890.
  70. ^ ab Yuan P, Leonetti MD, Pico AR, Hsiung Y, MacKinnon R (июль 2010 г.). «Структура аппарата активации Ca2+-канала BK человека при разрешении 3,0 А». Science . 329 (5988): 182–186. Bibcode :2010Sci...329..182Y. doi :10.1126/science.1190414. PMC 3022345 . PMID  20508092. 
  71. ^ ab Wu Y, Yang Y, Ye S, Jiang Y (июль 2010 г.). «Структура кольца ворот из человеческого канала Ca(2+)-gated K(+) большой проводимости». Nature . 466 (7304): 393–397. Bibcode :2010Natur.466..393W. doi :10.1038/nature09252. PMC 2910425 . PMID  20574420. 
  72. ^ ab Jiang Y, Pico A, Cadene M, Chait BT, MacKinnon R (март 2001 г.). «Структура домена RCK из канала K+ E. coli и демонстрация его присутствия в канале BK человека». Neuron . 29 (3): 593–601. doi : 10.1016/S0896-6273(01)00236-7 . PMID  11301020. S2CID  17880955.
  73. ^ Jiang Y, Lee A, Chen J, Cadene M, Chait BT, MacKinnon R (май 2002 г.). «Кристаллическая структура и механизм кальций-управляемого калиевого канала». Nature . 417 (6888): 515–522. Bibcode :2002Natur.417..515J. doi :10.1038/417515a. PMID  12037559. S2CID  205029269.
  74. ^ Kong C, Zeng W, Ye S, Chen L, Sauer DB, Lam Y и др. (декабрь 2012 г.). «Отдельные механизмы гейтинга, выявленные структурами многолигандного гейтируемого K(+) канала». eLife . 1 : e00184. doi : 10.7554/eLife.00184 . PMC 3510474 . PMID  23240087. 
  75. ^ Цао Ю, Цзинь X, Хуан Х, Деребе М.Г., Левин Э.Дж., Кабалиесваран В. и др. (март 2011 г.). «Кристаллическая структура переносчика ионов калия, TrkH». Природа . 471 (7338): 336–340. Бибкод : 2011Natur.471..336C. дои : 10.1038/nature09731. ПМК 3077569 . ПМИД  21317882. 
  76. ^ Uysal S, Cuello LG, Cortes DM, Koide S, Kossiakoff AA, Perozo E (июль 2011 г.). «Механизм активации гейтинга в полноразмерном канале KcsA K+». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (29): 11896–11899. Bibcode : 2011PNAS..10811896U. doi : 10.1073/pnas.1105112108 . PMC 3141920. PMID  21730186 . 
  77. ^ Clayton GM, Silverman WR, Heginbotham L, Morais-Cabral JH (ноябрь 2004 г.). «Структурная основа активации лиганда в регулируемом циклическим нуклеотидом калиевом канале». Cell . 119 (5): 615–627. doi : 10.1016/j.cell.2004.10.030 . PMID  15550244. S2CID  14149494.
  78. ^ Jiang Y, Lee A, Chen J, Ruta V, Cadene M, Chait BT, MacKinnon R (май 2003 г.). "Рентгеновская структура зависимого от напряжения канала K+". Nature . 423 (6935): 33–41. Bibcode :2003Natur.423...33J. doi :10.1038/nature01580. PMID  12721618. S2CID  4347957.
  79. ^ Long SB, Campbell EB, Mackinnon R (август 2005 г.). «Кристаллическая структура зависимого от напряжения канала семейства Shaker у млекопитающих». Science . 309 (5736): 897–903. Bibcode :2005Sci...309..897L. doi : 10.1126/science.1116269 . PMID  16002581. S2CID  6072007.
  80. ^ Antz C, Fakler B (август 1998). «Быстрая инактивация потенциалзависимых K(+) каналов: от мультфильма к структуре». Новости физиологических наук . 13 (4): 177–182. doi :10.1152/physiologyonline.1998.13.4.177. PMID  11390785. S2CID  38134756.
  81. ^ Cheng WW, McCoy JG, Thompson AN, Nichols CG , Nimigean CM (март 2011 г.). «Механизм селективно-инактивационной связи в калиевых каналах KcsA». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (13): 5272–5277. Bibcode : 2011PNAS..108.5272C. doi : 10.1073/pnas.1014186108 . PMC 3069191. PMID  21402935 . 
  82. ^ Cuello LG, Jogini V, Cortes DM, Perozo E (июль 2010 г.). «Структурный механизм инактивации C-типа в каналах K(+)». Nature . 466 (7303): 203–208. Bibcode :2010Natur.466..203C. doi :10.1038/nature09153. PMC 3033749 . PMID  20613835. 
  83. ^ Cuello LG, Jogini V, Cortes DM, Pan AC, Gagnon DG, Dalmas O и др. (Июль 2010 г.). «Структурная основа связи между активационными и инактивационными воротами в каналах K(+)». Nature . 466 (7303): 272–275. Bibcode :2010Natur.466..272C. doi :10.1038/nature09136. PMC 3033755 . PMID  20613845. 
  84. ^ Лужков В.Б., Аквист Дж. (февраль 2005 г.). «Ионы и блокаторы в калиевых каналах: выводы из моделирования свободной энергии». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Белки и протеомика . 1747 (1): 109–120. doi :10.1016/j.bbapap.2004.10.006. PMID  15680245.
  85. ^ Лужков В.Б., Остерберг Ф., Аквист Дж. (ноябрь 2003 г.). «Структурно-активностная связь для внеклеточного блока каналов K+ ионами тетраалкиламмония». Письма FEBS . 554 (1–2): 159–164. Bibcode : 2003FEBSL.554..159L. doi : 10.1016/S0014-5793(03)01117-7 . PMID  14596932. S2CID  32031835.
  86. ^ Posson DJ, McCoy JG, Nimigean CM (февраль 2013 г.). «Зависимый от напряжения затвор в калиевых каналах MthK расположен в фильтре селективности». Nature Structural & Molecular Biology . 20 (2): 159–166. doi :10.1038/nsmb.2473. PMC 3565016 . PMID  23262489. 
  87. ^ Choi KL, Mossman C, Aubé J, Yellen G (март 1993). "Внутренний сайт рецептора четвертичного аммония калиевых каналов Shaker". Neuron . 10 (3): 533–541. doi :10.1016/0896-6273(93)90340-w. PMID  8461140. S2CID  33361945.
  88. ^ Piasta KN, Theobald DL, Miller C (октябрь 2011 г.). «Калий-селективный блок проникновения бария через одиночные каналы KcsA». Журнал общей физиологии . 138 (4): 421–436. doi :10.1085/jgp.201110684. PMC 3182450. PMID  21911483 . 
  89. ^ Neyton J, Miller C (ноябрь 1988). «Калий блокирует проникновение бария через кальций-активируемый калиевый канал». Журнал общей физиологии . 92 (5): 549–567. doi :10.1085/jgp.92.5.549. PMC 2228918. PMID 3235973  . 
  90. ^ Lockless SW, Zhou M, MacKinnon R (май 2007 г.). "Структурные и термодинамические свойства селективного связывания ионов в канале K+". PLOS Biology . 5 (5): e121. doi : 10.1371/journal.pbio.0050121 . PMC 1858713. PMID  17472437 . 
  91. ^ Jiang Y, MacKinnon R (март 2000 г.). «Бариевый участок в калиевом канале с помощью рентгеновской кристаллографии». Журнал общей физиологии . 115 (3): 269–272. doi :10.1085/jgp.115.3.269. PMC 2217209. PMID 10694255  . 
  92. ^ Lam YL, Zeng W, Sauer DB, Jiang Y (август 2014 г.). «Консервативный фильтр калиевого канала может иметь различные профили связывания ионов: структурный анализ связывания рубидия, цезия и бария в NaK2K». Журнал общей физиологии . 144 (2): 181–192. doi :10.1085/jgp.201411191. PMC 4113894. PMID  25024267 . 
  93. ^ Guo R, Zeng W, Cui H, Chen L, Ye S (август 2014). «Ионные взаимодействия блокад Ba2+ в канале MthK K+». Журнал общей физиологии . 144 (2): 193–200. doi :10.1085/jgp.201411192. PMC 4113901. PMID  25024268 . 
  94. ^ Крапивинский Г, Гордон ЕА, Викман К, Велимирович Б, Крапивинский Л, Клэпхэм Д.Е. (март 1995). «G-белок-управляемый предсердный K+ канал IKACh является гетеромультимером двух внутренне выпрямляющих K(+)-каналов белков». Nature . 374 (6518): 135–141. Bibcode :1995Natur.374..135K. doi :10.1038/374135a0. PMID  7877685. S2CID  4334467.
  95. ^ Corey S, Krapivinsky G, Krapivinsky L, Clapham DE (февраль 1998). «Число и стехиометрия субъединиц в нативном предсердном G-белковом K+ канале, IKACh». Журнал биологической химии . 273 (9): 5271–5278. doi : 10.1074/jbc.273.9.5271 . PMID  9478984.
  96. ^ Kunkel MT, Peralta EG (ноябрь 1995 г.). «Идентификация доменов, обеспечивающих регуляцию G-белка на внутренних выпрямительных калиевых каналах». Cell . 83 (3): 443–449. doi : 10.1016/0092-8674(95)90122-1 . PMID  8521474. S2CID  14720432.
  97. ^ Wickman K, Krapivinsky G, Corey S, Kennedy M, Nemec J, Medina I, Clapham DE (апрель 1999 г.). «Структура, активация G-белка и функциональная значимость сердечного G-белкового K+-канала, IKACh». Annals of the New York Academy of Sciences . 868 (1): 386–398. Bibcode : 1999NYASA.868..386W. doi : 10.1111/j.1749-6632.1999.tb11300.x. PMID  10414308. S2CID  25949938. Архивировано из оригинала 29.01.2006.
  98. ^ Ball P (март 2008). «Тигель: Искусство, вдохновленное наукой, должно быть больше, чем просто красивая картинка». Chemistry World . 5 (3): 42–43 . Получено 12.01.2009 .

Внешние ссылки