Суперсемейство катионных каналов
| Ионный канал (эукариотический) | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Калиевый канал Kv1.2 (с вспомогательными субъединицами бета2), структура в мембраноподобной среде. Рассчитанные углеводородные границы липидного бислоя обозначены красными и синими точками. | |||||||||||
| Идентификаторы | |||||||||||
| Символ | Ион_транс | ||||||||||
| Пфам | ПФ00520 | ||||||||||
| ИнтерПро | IPR005821 | ||||||||||
| СКОП2 | 1bl8 / ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ / SUPFAM | ||||||||||
| TCDB | 1.А.1 | ||||||||||
| суперсемейство OPM | 8 | ||||||||||
| белок ОПМ | 2а79 | ||||||||||
| |||||||||||
| Ионный канал (бактериальный) | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Калиевый канал KcsA. Рассчитанные углеводородные границы липидного бислоя обозначены красными и синими точками. | |||||||||||
| Идентификаторы | |||||||||||
| Символ | Ион_транс_2 | ||||||||||
| Пфам | ПФ07885 | ||||||||||
| ИнтерПро | IPR013099 | ||||||||||
| СКОП2 | 1bl8 / ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ / SUPFAM | ||||||||||
| белок ОПМ | 1р3дж | ||||||||||
| |||||||||||
Суперсемейство трансмембранных катионных каналов было определено в InterPro и Pfam как семейство тетрамерных ионных каналов . К ним относятся каналы натрия , калия , [1] кальция , рианодинового рецептора , HCN , CNG , CatSper и TRP . Эта большая группа ионных каналов, по-видимому, включает семейства 1.A.1 , 1.A.2 , 1.A.3 и 1.A.4 классификации транспортеров TCDB .
Они описываются как имеющие минимум две трансмембранные спирали , фланкирующие петлю, которая определяет ионную селективность поры канала. Многие эукариотические каналы имеют четыре дополнительные трансмембранные спирали (ТМ) ( Pfam PF00520), связанные с или остаточные от потенциал-регулятора . Белки только с двумя трансмембранными спиралями ( Pfam PF07885) чаще всего встречаются у бактерий. Это также включает калиевые каналы внутреннего выпрямления 2-ТМ ( Pfam PF01007), обнаруженные в основном у эукариот. Обычно существуют дополнительные регуляторные домены, которые служат для регулирования ионной проводимости и канального шлюза. Поры также могут быть гомотетрамерами или гетеротетрамерами ; где гетеротетрамеры могут кодироваться как отдельные гены или как множественные поровые домены в пределах одного полипептида. Белки HVCN1 и предполагаемая тирозин-протеинфосфатаза не содержат ожидаемого домена пор ионной проводимости, а имеют гомологию только с доменом датчика напряжения потенциалзависимых ионных каналов .
Человеческие каналы с 6 спиралями ТМ
Катион
Транзиентный рецепторный потенциал
Канонический
Меластатин
Ваниллоид
Муколипин
Анкырин
ТРПП
- ПКД1Л3;
Кальций
Зависит от напряжения
Сперма
Рианодиновый рецептор
Калий
Потенциалзависимый калий
Выпрямитель замедленного действия
- K v α1.x - Связанный с шейкером : K v 1.1 ( KCNA1 ), K v 1.2 ( KCNA2 ), K v 1.3 ( KCNA3 ), K v 1.5 ( KCNA5 ), K v 1.6 ( KCNA6 ), K v 1.7 ( KCNA7 ), K v 1.8 ( KCNA10 )
- K v α2.x - Связанные с Шабом: K v 2.1 ( KCNB1 ), K v 2.2 ( KCNB2 )
- K v α3.x - Шоу-связанный: K v 3.1 ( KCNC1 ), K v 3.2 ( KCNC2 )
- К v α7.x: К v 7.1 ( KCNQ1 ) - KvLQT1 , К v 7.2 ( KCNQ2 ), К v 7.3 ( KCNQ3 ), К v 7.4 ( KCNQ4 ), К v 7.5 ( KCNQ5 )
- K v α10.x: K v 10.1 ( KCNH1 )
Калий типа А
- K v α1.x - Связанный с шейкером: K v 1.4 ( KCNA4 )
- K v α3.x - Шоу-связанный: K v 3.3 ( KCNC3 ), K v 3.4 ( KCNC4 )
- K v α4.x - Shal-связанный: K v 4.1 ( KCND1 ), K v 4.2 ( KCND2 ), K v 4.3 ( KCND3 )
Внешне-исправляющий
- K v α10.x: K v 10.2 ( KCNH5 )
Внутренне-исправляющий
- K v α11.x - ether-a-go-go калиевые каналы : K v 11.1 ( KCNH2 ) - hERG , K v 11.2 ( KCNH6 ), K v 11.3 ( KCNH7 )
Медленно активируется
Модификатор/глушитель
- K v α5.x: K v 5.1 ( KCNF1 )
- К v α6.x: К v 6,1 ( KCNG1 ), K v 6,2 ( KCNG2 ), K v 6,3 ( KCNG3 ), K v 6,4 ( KCNG4 )
- К v α8.x: К v 8,1 ( KCNV1 ), K v 8,2 ( KCNV2 )
- К v α9.x: К v 9,1 ( KCNS1 ), K v 9,2 ( KCNS2 ), K v 9,3 ( KCNS3 )
Активированный кальцием
БК
- К Са 1,1 (БК, Slo1, Макси-К, KCNMA1 )
СК
- К Ca 2.x: К Ca 2.1 ( KCNN1 ) - SK1, К Ca 2.2 ( KCNN2 ) - SK2, К Ca 2.3 ( KCNN3 ) - SK3
- К Ca 3.x: К Ca 3.1 ( KCNN4 ) - SK4
- K Ca 4.x: K Ca 4.1 ( KCNT1 ) - SLACK, K Ca 4.2 ( KCNT2 ) - SLICK
ИК
- К Са 3.1 (IKCa1, SK4, KCNN4 )
Другие подсемейства
- К Ca 5.1 (Slo3, KCNU1 )
Калий внутреннего выпрямления
Натрий
- НАЛКН
- SCN1A ; SCN2A ; SCN2A2 ; SCN3A ; SCN4A ; SCN5A ; SCN7A ; SCN8A ; SCN9A ; SCN10A ; SCN11A
- SLC9A10 ; SLC9A11
Циклический нуклеотид-контролируемый
Протон
Связанные белки
- TPTE , часть более крупного семейства потенциочувствительных фосфатаз
Человеческие каналы с 2 спиралями ТМ в каждой субъединице
Калий
Канал тандемного порового домена калия
- КСНК1 ; КСНК2 ; КСНК3 ; КСНК4 ; КСНК5 ; КСНК6 ; КСНК7 ; КСНК9 ; КСНК10 ; КСНК12 ; КСНК13 ; КСНК15 ; КСНК16 ; КСНК17 ; КСНК18
Нечеловеческие каналы
Двухпоровый
Калий только для пор
Лиганд-зависимый калий
- ГлюР0 [2]
Потенциалзависимый калий
- КвАП [3]
Прокариотический KCa
- Кч [4] [5]
- МтК [6] [7] [8] [9] [10]
- ТркА/ТркХ [11] [12]
- КтрАБ [13]
- ГсуК [14]
- ТМ1088 [15]
Напряжение и циклический нуклеотид-зависимый калий
- МлотиК1 [16]
Натрий
- НаХБак [17]
- NaVAb [18]
- NaVAe1 [19]
- NaVAp [20]
- НаВМм [21]
Неселективный
- НаК [22]
Прокариотический калий внутреннего выпрямления
- КирБак [23]
Спроектировано
- NaK2CNG [24]
- NaK2K [25]
Ссылки
- ^ Choe S (февраль 2002). «Структуры калиевых каналов». Nature Reviews. Neuroscience . 3 (2): 115–21. doi :10.1038/nrn727. PMID 11836519. S2CID 825973.
- ^ Chen GQ, Cui C, Mayer ML, Gouaux E (декабрь 1999 г.). «Функциональная характеристика калий-селективного прокариотического рецептора глутамата». Nature . 402 (6763): 817–21. Bibcode :1999Natur.402..817C. doi :10.1038/45568. PMID 10617203. S2CID 4391943.
- ^ 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.
- ^ Milkman R (апрель 1994 г.). "Гомолог эукариотических белков калиевых каналов Escherichia coli". Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 91 (9): 3510–4. Bibcode : 1994PNAS...91.3510M. doi : 10.1073 /pnas.91.9.3510 . PMC 43609. PMID 8170937.
- ^ 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.
- ^ Jiang Y, Lee A, Chen J, Cadene M, Chait BT, MacKinnon R (май 2002). «Кристаллическая структура и механизм кальций-управляемого калиевого канала». Nature . 417 (6888): 515–22. Bibcode :2002Natur.417..515J. doi :10.1038/417515a. PMID 12037559. S2CID 205029269.
- ^ Смит Ф.Дж., Пау В.П., Чинголани Г., Ротберг Б.С. (2013). «Структурная основа аллостерических взаимодействий между сайтами связывания Ca2+ в домене RCK канала K+». Nature Communications . 4 : 2621. Bibcode : 2013NatCo...4.2621S. doi : 10.1038/ncomms3621 . PMID 24126388.
- ^ Ye S, Li Y, Chen L, Jiang Y (сентябрь 2006 г.). «Кристаллические структуры лиганд-свободного кольца MthK: понимание механизма лигандного управления каналами K+». Cell . 126 (6): 1161–73. doi : 10.1016/j.cell.2006.08.029 . PMID 16990139. S2CID 418563.
- ^ Dvir H, Valera E, Choe S (август 2010). «Структура MthK RCK в комплексе с кадмием». Журнал структурной биологии . 171 (2): 231–7. doi :10.1016/j.jsb.2010.03.020. PMC 2956275. PMID 20371380 .
- ^ Smith FJ, Pau VP, Cingolani G, Rothberg BS (декабрь 2012 г.). «Кристаллическая структура кольца Ba(2+)-bound gating показывает элементарные шаги активации домена RCK». Structure . 20 (12): 2038–47. doi :10.1016/j.str.2012.09.014. PMC 3518701 . PMID 23085076.
- ^ Цао Ю, Джин Х, Хуан Х, Деребе М.Г., Левин Э.Дж., Кабалиесваран В., Пан Ю., Пунта М., Лав Дж., Венг Дж., Квик М., Йе С., Клосс Б., Бруни Р., Мартинес-Хакерт Э., Хендриксон В.А. , Рост Б., Джавич Дж.А., Раджашанкар К.Р., Цзян Ю., Чжоу М. (март 2011 г.). «Кристаллическая структура переносчика ионов калия, TrkH». Природа . 471 (7338): 336–40. Бибкод : 2011Natur.471..336C. дои : 10.1038/nature09731. ПМК 3077569 . ПМИД 21317882.
- ^ Cao Y, Pan Y, Huang H, Jin X, Levin EJ, Kloss B, Zhou M (апрель 2013 г.). «Gating of the TrkH ion channel by its associated RCK protein TrkA». Nature . 496 (7445): 317–22. Bibcode :2013Natur.496..317C. doi :10.1038/nature12056. PMC 3726529 . PMID 23598339.
- ^ Vieira-Pires RS, Szollosi A, Morais-Cabral JH (апрель 2013 г.). «Структура транспортера калия KtrAB». Nature . 496 (7445): 323–8. Bibcode :2013Natur.496..323V. doi :10.1038/nature12055. hdl : 10216/110345 . PMID 23598340. S2CID 205233489.
- ^ Kong C, Zeng W, Ye S, Chen L, Sauer DB, Lam Y, Derebe MG, Jiang Y (декабрь 2012 г.). «Отдельные механизмы гейтинга, выявленные структурами многолигандного гейтируемого K(+) канала». eLife . 1 : e00184. doi : 10.7554/eLife.00184 . PMC 3510474 . PMID 23240087.
- ^ Deller MC, Johnson HA, Miller MD, Spraggon G, Elsliger MA, Wilson IA, Lesley SA (2015). "Кристаллическая структура двухсубъединичной октамерной сборки воротного кольца TrkA". PLOS ONE . 10 (3): e0122512. Bibcode : 2015PLoSO..1022512D. doi : 10.1371 / journal.pone.0122512 . PMC 4380455. PMID 25826626.
- ^ Clayton GM, Altieri S, Heginbotham L, Unger VM, Morais-Cabral JH (февраль 2008 г.). «Структура трансмембранных областей бактериального канала, регулируемого циклическими нуклеотидами». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 105 (5): 1511–5. Bibcode : 2008PNAS..105.1511C. doi : 10.1073/pnas.0711533105 . PMC 2234175. PMID 18216238 .
- ^ Ren D, Navarro B, Xu H, Yue L, Shi Q, Clapham DE (декабрь 2001 г.). "Прокариотический потенциал-управляемый натриевый канал". Science . 294 (5550): 2372–5. Bibcode :2001Sci...294.2372R. doi :10.1126/science.1065635. PMID 11743207. S2CID 5721075.
- ^ Payandeh J, Scheuer T, Zheng N, Catterall WA (июль 2011 г.). «Кристаллическая структура потенциалзависимого натриевого канала». Nature . 475 (7356): 353–8. doi :10.1038/nature10238. PMC 3266868 . PMID 21743477.
- ^ Shaya D, Findeisen F, Abderemane-Ali F, Arrigoni C, Wong S, Nurva SR, Loussouarn G, Minor DL (январь 2014 г.). «Структура поры прокариотического натриевого канала выявляет существенные элементы ворот и внешний сайт связывания ионов, общие для эукариотических каналов». Журнал молекулярной биологии . 426 (2): 467–83. Bibcode : 2014BpJ...106..130A. doi : 10.1016/j.jmb.2013.10.010. PMC 3947372. PMID 24120938.
- ^ Zhang X, Ren W, DeCaen P, Yan C, Tao X, Tang L, Wang J, Hasegawa K, Kumasaka T, He J, Wang J, Clapham DE, Yan N (май 2012 г.). "Кристаллическая структура ортолога потенциал-зависимого натриевого канала NaChBac". Nature . 486 (7401): 130–4. Bibcode :2012Natur.486..130Z. doi :10.1038/nature11054. PMC 3979295 . PMID 22678295.
- ^ McCusker EC, Bagnéris C, Naylor CE, Cole AR, D'Avanzo N, Nichols CG, Wallace BA (2012). «Структура поры бактериального потенциалзависимого натриевого канала раскрывает механизмы открытия и закрытия». Nature Communications . 3 : 1102. Bibcode :2012NatCo...3.1102M. doi :10.1038/ncomms2077. PMC 3493636 . PMID 23033078.
- ^ Shi N, Ye S, Alam A, Chen L, Jiang Y (март 2006). "Атомная структура Na+- и K+-проводящего канала". Nature . 440 (7083): 570–4. Bibcode :2006Natur.440..570S. doi :10.1038/nature04508. PMID 16467789. S2CID 4355500.
- ^ Durell SR, Guy HR (2001). "Семейство предполагаемых калиевых каналов Kir у прокариот". BMC Evolutionary Biology . 1 : 14. doi : 10.1186/1471-2148-1-14 . PMC 64639. PMID 11806753 .
- ^ 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 .
- ^ 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): 16634–9. Bibcode : 2011PNAS..10816634S. doi : 10.1073/pnas.1111688108 . PMC 3189067. PMID 21933962 .
Внешние ссылки
- "Потенциал-зависимые ионные каналы". База данных рецепторов и ионных каналов IUPHAR . Международный союз фундаментальной и клинической фармакологии. Архивировано из оригинала 2021-04-17 . Получено 2008-12-16 .
