族谱网 头条 人物百科

钾离子通道

2020-10-16
出处:族谱网
作者:阿族小谱
浏览:2251
转发:0
评论:0
种类钾离子通道主要有四种分类:钙激活钾离子通道(Calcium-activatedpotassiumchannel):当钙离子或其它讯息分子出现时开启。内向整流钾离子通道(Inwardlyrectifyingpotassiumchannel):使正电荷(电流)由细胞外向细胞内流入较容易。串联孔域钾离子通道(Tandemporedomainpotassiumchannel):纵列孔洞钾离子通道:通道常开启或拥有基本的刺激,像是在神经细胞中的静止钾离子通道制造膜电位的负电性。电压门控钾离子通道(Voltage-gatedpotassiumchannel):当膜内外电位产生改变时,此离子通道开合。结构钾离子通道的结构由四条蛋白质次单位聚集而成,产生一个四折叠的对称复合物,其中心有一个离子引导孔洞的开合。四个相似的蛋白质次单位聚集产生一个heterotetrametic复合物。钾离子通道的次单位在...

种类

钾离子通道主要有四种分类:

钙激活钾离子通道(Calcium-activated potassium channel):当钙离子或其它讯息分子出现时开启。

内向整流钾离子通道(Inwardly rectifying potassium channel):使正电荷(电流)由细胞外向细胞内流入较容易。

串联孔域钾离子通道(Tandem pore domain potassium channel):纵列孔洞钾离子通道:通道常开启或拥有基本的刺激,像是在神经细胞中的静止钾离子通道制造膜电位的负电性。

电压门控钾离子通道(Voltage-gated potassium channel):当膜内外电位产生改变时,此离子通道开合。

结构

钾离子通道的结构由四条蛋白质次单位聚集而成,产生一个四折叠的对称复合物,其中心有一个离子引导孔洞的开合。四个相似的蛋白质次单位聚集产生一个heterotetrametic复合物 。钾离子通道的次单位在孔洞的顶端都绕成一个明显的孔洞结构,用来负责钾离子的选择性通透。 有超过80个哺乳动物基因用来制钾离子通道的次单位。细菌中,钾离子通道在分子结构中是最被为了解的离子通道。利用X光晶体衍射 ,我们了解到钾离子如何借由钾离子通道通过细胞膜,及为何钠离子无法通过。得知钠离子有较强电荷密度,因此周围被水分子围绕而变得较巨大。 2003年诺贝尔化学奖颁给在这个领域的先锋Rod MacKinnon。

选择性滤嘴

钾离子通道在钾离子通过选择性滤嘴时会移去水合层。选择性滤嘴是由每个次单位的p-loop上五个残基(TVGYG-原核物种)所形成,而每个次单元都含有连于过滤孔中心,电阴性的羰基氧原子,且在每个钾离子接合处周围形成反角柱状的水合层。碳氧基与过滤器钾离子接合处的距离与第一水合曾之水分子氧与水溶液中之钾离子距离相等。由于滤嘴与螺旋孔之间的强烈的相互作用,能预防通道萎陷为较小的钠离子通道大小,因此钠离之通行在电位能上是不利的。选择性滤嘴会朝向细胞外溶剂,让四个在甘氨酸残基上的碳氧基 (KcsA上的Gly79)裸露在细胞外。另一个朝细胞外的残基则是带负电的 Asp80 (KcsA)。这两个残基连同五个滤嘴的残基则形成连接胞外溶液与在蛋白中心的水充填腔之孔道。 碳氧基为强的负电荷及正电荷的吸引基。过滤器能将钾离子安置于4个接合点,从细胞外结构开始标示起,标示为S1~ S4。另外,在腔道中一个离子能接合在称为SC接合处的地方,或者多个离子接在已被确定的接合点,称为S0或 Sext。许多不同的接合组态在这些接合点上是可能发生的。由于X光晶体衍射结构是许多分子之平均结构,因此不可能直接指出当下结合组态的结构。总括的说,有些缺点是两个邻近结合点都被离子结合而造成了静电排斥。在KcsA上之离子位移的机转已借由模拟技术被透彻的研究。一个完整的24=16态的自由能图(其特点为占有S1, S2, S3和S4之轨域)已经借由分子动力学之模拟计算出,结果指示此两个具有双轨域态之自由能,(S1, S3)及(S2, S4),在预测的离子传导机制里扮演重要的角色。在高浓度之钾离子的环境下形成之较好分辨率的KcsA结构可发现Sext和S0这两个胞外状态。分子动力模拟包含了整个离子的所有路径,从腔室到通过四个滤嘴直到S0和Sext状态之自由能的计算。钾离子通道之选择性滤嘴的氨基酸序列是保守的,除了在真核的钾离子通道里的一个异亮氨酸残基常取代了原核之通道上的缬氨酸残基。氨基酸序列的选择性过滤器的钾离子通道是保守的,除了一个异亮氨酸残留在真核钾离子通道,常常是取代了缬氨酸残留在原核渠道。

中央孔洞

一个10埃宽的中央孔洞,位于跨膜通道的中心附近,由于通道壁斥水性的关系,对于要穿膜的离子来说此处的能量阻力最高。此充满水的腔室及孔螺旋之极性的C终端降低离子通过时的能量阻力。作者认为先前许多已通过的钾离子所形成的斥力增加离子的通过量。

阻断剂

钾离子通道阻断剂,如4-Aminopyridine和3,4-Diaminopyridine,以被研究用以治疗如多发性硬化症等状况。

一个由Andrew D. Goodman 等8人及由Acorda Therapeutics Inc.赞助的第三期临床试验显示fampridine(4-amonipyridine)有助于改善多发性硬化症病患的运动能力. 这个是一项随机分配,多中心,双盲,安慰剂对照的临床试验,一共收录了301位病患,以随机分配的方式229位病患使用fampridine(10mg bid), 79位使用安慰剂.这个临床试验已登录在ClinicalTrials.gov, 试验编号为NCT00127530,同时也在Lancet 2009 Feb, Vol.373, P732-39公开. 由于试验结果显示fampridine对多发性硬化症病患(虽然不是全部)相较于安慰剂组病患的运动能力有很大的改善,药物食品检验局部性(FDA)决定给予快速审核,于2009年10月22日将开会审议本药品 .

参考文献

 


免责声明:以上内容版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。感谢每一位辛勤著写的作者,感谢每一位的分享。

——— 没有了 ———
编辑:阿族小谱
发表评论
写好了,提交
{{item.label}}
{{commentTotal}}条评论
{{item.userName}}
发布时间:{{item.time}}
{{item.content}}
回复
举报
点击加载更多
打赏作者
“感谢您的打赏,我会更努力的创作”
— 请选择您要打赏的金额 —
{{item.label}}
{{item.label}}
打赏成功!
“感谢您的打赏,我会更努力的创作”
返回

更多文章

更多精彩文章
打赏
私信

推荐阅读

· 钾
性质钾的熔点、硬度低,比钠更活泼,在空气中很快氧化。钾的密度小于水,大于煤油。钾和水会产生剧烈反应(产生高温使自己熔成一个银白色的球,释放大量氢,使金属球在水面高速移动,氢气燃烧,可以看到紫蓝色的火焰,生成氢氧化钾。方程式如下:钾可以和卤族、氧族元素反应,还可以使其他金属的盐类还原(熔融状态下),对有机物有很强的还原作用。钾容易与氧反应在表面形成紫色的氧化钾钾为爆炸性和易燃的物质,一般以汽油或煤油封存。发现1807年由英国化学家戴维首次用电解法从熔融氢氧化钾中制得金属钾,并定名。名称由来拉丁语:kalium,这个单字不存在于古典拉丁语中,这是由永斯·贝采利乌斯创造的新拉丁文名词。这个名词起源于阿拉伯语:القَلْيَه‎(al-qalyah),本义为植物灰烬。qaly是刺沙蓬一类的植物,古人焚烧这种植物,从灰烬中可以的得到不纯的钾盐和钠盐混合物,进而和石灰水反应可以得到强碱溶液。这个阿拉...
· 氰酸钾
制法由GeraldL.Tucker及ElmerLadelleRlanton所发明的专利中,采用的反应物为氢氧化钾和尿素,反应方程式为:与氰化钾的差异在许多媒体报导当中常常将剧毒物质氰化钾(KCN)错误地写成氰酸钾,但实际上两者极为不同,氰酸钾(LD50841mg/kg体重)的毒性较氰化钾(LD505-10mg/kg体重)低,不过在接触眼睛的时候会造成肿痒的现象。
· 硝酸钾
用途硝酸钾俗称火硝或土硝。主要用于焰火、黑色火药、火柴、导火索、烛芯、烟草、彩电显像管、药物、化学试剂、催化剂、陶瓷釉彩、玻璃、复合肥料、及花卉、蔬菜、果树等经济作物的叶面喷施肥料等。对敏感牙齿有舒缓作用,所以有很多牙膏也有硝酸钾。硝酸钾也是天气瓶内的一种盐类。在医学上,硝酸钾用于治疗肾结石,目前发现人类泌尿结石有26种成分,其中没有硝酸钾,因为硝酸钾非常活泼,不易形成结石,反而能够与其它结石中的钙结合并且排出体外。是治疗含钙结石的主要药物,为了防止硝酸钾在大肠杆菌作用下形成有致癌性的亚硝酸盐,一般都与硫酸铝钾一起服用。可燃性危险特性高热放出氧气;遇有机物、还原剂、木炭、硫、磷等易燃物可燃;燃烧产生有毒氮氧化物烟雾。操作时应佩戴氯丁橡胶手套。化学性质可参与氧化还原反应酸性环境下具有氧化性加热分解生成氧气与有机物或硫、磷等摩擦或撞击会燃烧或爆炸
· 低钾血症
症状轻微的低钾血症通常没有显著症状,但仍会引发血压增高,偶而甚至进一步引发心律失调。中等程度的低血钾则会导致肌肉无力、酸痛、抽筋、以及便秘。更严重的低血钾更可能导致急性无力肢体麻痹(Flaccidparalysis)及反射减弱。更有案例显示重度低钾血症患者〈血清血钾含量低于2mEq/L〉有横纹肌溶解症的症状。此外多数患者身上亦发现通气不足的症状,肇因于骨骼肌受损。心电图检测可以发现T波变平或倒立、ST间隔下沉、及过长的PR间隔。因为心脏内浦金氏纤维的再极化时间延长,亦能发现U波变高,并在多数案例中与T波叠合,形成过长的QT间隔。严重会至心跳停止、心肌损伤。病因低血钾可由以下一项或多项医学原因造成:钾摄入不足长时间不能够或不愿意正常进食,钾摄入不足(即低钾饮食)或饥饿,也会引起低血钾症,但在没有机体大量失钾的情况下,很少会发生这样的状况,较常见于瘦弱的老年人、酗酒者、神经性厌食症的病人。胃肠...
· 离子通道
基本特征所有的细胞都是通过离子通道来控制穿越细胞膜的离子流的,这种通道是以一种内在膜蛋白。更准确的说,是由若干蛋白组装而成的。这种多个蛋白质亚基结构通常由同一或者同源蛋白紧密结合并形成一个补水孔,并且穿透双层脂膜。这种成孔亚基单元被称为α单元,而其它辅助亚基单元则被标注为β、γ等。通常来说,这些通道最窄处的宽度大约为1到2个原子的直径大小。一个通道通常仅负责一种离子,如钠离子、钾离子等。传输离子通过细胞膜的过程通常相当快,如同跟随一个自由流体流过一般。某些离子通道拥有一个可以开关的“门”,各种门所受控制的来源是不一样的,例如包括电信号、化学信号、温度或者机械力。生物学角色由于电压激活的通道是神经冲动的基础,而传输激活的通道则负责触突之间的信号传导,因此通道在神经系统里面扮演着极为重要的角色。事实上大多数生物的攻击性或者防御性神经毒素(例如蜘蛛、蝎子、毒蛇、鱼、蜜蜂及海鳗等产生的毒液),都是...

关于我们

关注族谱网 微信公众号,每日及时查看相关推荐,订阅互动等。

APP下载

下载族谱APP 微信公众号,每日及时查看
扫一扫添加客服微信