Механочувствительные каналы - Википедия - Mechanosensitive channels

Механочувствительные каналы, механочувствительные ионные каналы или же ионные каналы с растяжением[1][2][3][4][5][6] (не путать с механорецепторы ). Они присутствуют в мембранах организмов из трех сфер жизни: бактерий, археи, и эукария.[7] Они являются датчиками для ряда систем, включая осязание, слух и равновесие, а также участвуют в регуляции сердечно-сосудистой системы и осмотическом гомеостазе (например, жажде). Каналы различаются по селективности для проникающих ионов от неселективных между анионами и катионами в бактерии, к катион-селективным, позволяя прохождение Ca2+, К+ и Na+ у эукариот и высокоселективный K+ каналы в бактериях и эукариоты.

Все организмы и, по-видимому, все типы клеток чувствуют механические стимулы и реагируют на них.[8] МСК функционируют как механотрансдукторы, способные генерировать как электрические, так и ионные сигналы потока в ответ на внешние или внутренние[9] стимулы.[10] Под крайним тургор у бактерий неселективные МСК, такие как МСКЛ и МСК, служат предохранительными клапанами для предотвращения лизиса. В специализированных клетках высших организмов другие типы МСК, вероятно, являются основой органов слуха и осязания и ощущают напряжение, необходимое для координации мышц. Однако ни один из этих каналов не был клонирован. МСК также позволяют растениям отличать верх от низа, ощущая силу тяжести. МСК не чувствительны к давлению, но чувствительны к локальному стрессу, скорее всего, к напряжению в окружающем липидном бислое.[11]

История

В 1983 году в скелетных мышцах цыпленка были обнаружены механочувствительные каналы.[12] Фалгуни Гухарай и Фредерик Сакс.[13] Они также наблюдались (pub. 1986) в ооцитах Xenopus,[14] и с тех пор часто учился.[15][16][17][18][19][20][21][22][23][24][25] С тех пор каналы MS были обнаружены в клетках от бактерий к человеку:[26] Сейчас известно, что они присутствуют во всех трех сферах жизни (археи, бактерии и эукарии, включая растения и грибы).[27] За десятилетия, прошедшие с момента открытия РС, понимание их структуры и функции значительно расширилось, и некоторые из них были клонированы. В частности, клонированные эукариотические механочувствительные каналы включают K+ селективные 2P доменные каналы[28][29][30][31][32][33][34][35][36][37][38][39][40][41] и недавно клонированное семейство селективных катионов PIEZO.[42][43][44][45][46][47]

Классификация

МС можно классифицировать по типу иона, для которого они проницаемы.

Катион-селективные МСК: Как следует из названия, они обладают избирательной проницаемостью для положительных ионов, причем наиболее избирательными каналами являются каналы для K+. Наиболее распространенными эукариотическими МСК являются катион-селективные, пропускающие Na+, К+ и Ca2+ но не Mg2+. У них есть диапазон проводимости одного канала (25-35 пСм), и они заблокированы трехвалентным ионом гадолинием. K+ селективные MSC, такие как TREK-1, не блокируются Gd3+.[48]

Анионные каналы: они обладают значительной проницаемостью для отрицательных ионов и не являются преобладающими в качестве катионных МС. У них большой диапазон проводимости (> 300 пСм).

Неселективные ионные каналы: Как видно из названия, они не различают положительные и отрицательные каналы, которые чаще встречаются у архей и бактерий, но редко встречаются в Эукария.[49]

В целом, большинство РС можно классифицировать как липидно-зависимые каналы

Функции

Чтобы белок считался механочувствительным, он должен реагировать на механическую деформацию мембраны. Механические деформации могут включать изменение натяжения, толщины или кривизны мембраны. Механочувствительные каналы реагируют на натяжение мембраны изменением своей конформации между открытым и закрытым состоянием.[50][51] Один тип механически чувствительных ионных каналов активирует специализированные сенсорные клетки, такие как улитковые клетки. волосковые клетки и немного прикосновения сенсорные нейроны, в ответ на силы, приложенные к белкам.[52][53]

Ионные каналы, активируемые растяжением, используются при начальном образовании потенциал действия от механического раздражителя, например, механорецепторы в животном вибриссы (усы).

Еще одна чувствительность, которую поддерживают механочувствительные ионные каналы, - это магнетизм.[54] Магнетизм работает как механическое раздражение, чтобы вызвать функцию в канале. Примером этого является контроль притока кальция в аксоны и бутоны в нейронных сетях.

Афферентные нервные волокна, отвечающие за обнаружение сенсорных стимулов и обратную связь, особенно чувствительны к стимуляции. Это происходит из-за специализированных механорецепторных клеток, которые накладываются на афферентные нервные волокна. Активируемые растяжением ионные каналы расположены на этих механорецепторных клетках и служат для снижения порога потенциала действия, что делает афферентные нервы более чувствительными к стимуляции. Афферентные нервные окончания без механорецепторных клеток называются свободными нервными окончаниями. Они менее чувствительны, чем инкапсулированные афферентные волокна, и обычно действуют при восприятии боли.[55]

Активируемые растяжением ионные каналы отвечают за многие функции организма млекопитающих. В коже они отвечают за восприятие вибрации, давления, растяжения, прикосновения и легкого прикосновения.[56][57] Они выражаются в сенсорных модальностях, включая вкус, слух, запах, ощущение тепла, контроль громкости и зрение.[58][59][60] Они также могут регулировать внутренние функции нашего тела, включая, помимо прочего, осмотическое давление в камерах, артериальное давление в венах и артериях, мочеиспускание, электрофизиология сердца [61] и сократимость.[58][60] В дополнение к этим функциям ионные каналы, активируемые растяжением, также участвуют в балансе и проприоцептивное ощущение.[58]

Каналы, которые традиционно назывались просто «потенциалозависимыми» или «лиганд-управляемыми», также оказались механически чувствительными. Каналы в целом обладают механической чувствительностью. Однако механическое напряжение по-разному влияет на разные типы каналов. Каналы, управляемые напряжением и лигандом, могут быть слегка изменены механической стимуляцией, которая может изменить их чувствительность или проницаемость немного, но они по-прежнему реагируют в первую очередь на напряжение или лиганды, соответственно.[62]

Примеры

Различные семейства ионных каналов, активируемых растяжением, отвечают за различные функции в организме. Семейство DEG / ENaC состоит из двух подгрупп: ENaC подсемейство регулирует реабсорбцию Na + в эпителии почек и легких; то ASIC подсемейство участвует в условный страх, формирование памяти и ощущение боли.[63] В ГТО В сенсорных рецепторных клетках находится суперсемейство каналов, которые участвуют в ощущении тепла, вкуса, запаха, прикосновения, а также в регуляции осмотического давления и объема.[59] Каналы MscM, MscS и MscL (механочувствительные каналы мини-, малой и большой проводимости) регулируют осмотическое давление в клетках, высвобождая внутриклеточную жидкость, когда они становятся слишком растянутыми.[58] В организме возможная роль в миобласт развитие было описано.[64] Кроме того, механически управляемые ионные каналы также обнаруживаются в стереоцилиях внутреннего уха. Звуковые волны способны сгибать стереоцилии и открывают ионные каналы, ведущие к созданию нервных импульсов.[65] Эти каналы также играют роль в обнаружении вибрации и давления посредством активации Тельца Пачини в коже.[66]

Механизмы трансдукции

Существует два разных типа каналов, активируемых растяжением, между которыми важно различать: каналы с механическим закрытием, на которые непосредственно влияют механические деформации мембраны, и каналы с механической чувствительностью, которые открываются вторичными посредниками, высвобождаемыми из истинных механически закрытых каналов. канал.[56]

Было обнаружено два различных механизма открытия ионных каналов, активируемых растяжением: Механические деформации в клеточной мембране могут увеличить вероятность открытия каналов. Белки внеклеточный матрикс и цитоскелет привязаны к экстра- и внутрицитоплазматическим доменам, соответственно, ионных каналов, активируемых растяжением. Напряжение на этих механосенсорных белках заставляет эти белки действовать как промежуточные звенья передачи сигналов, что приводит к открытию ионного канала.[56] Все известные ионные каналы, активируемые растяжением, в прокариотические клетки было обнаружено, что они открываются прямой деформацией липидный бислой мембрана.[58] Каналы, которые, как было показано, используют исключительно этот механизм стробирования, являются ТРЕК-1 и TRAAK каналы. В исследованиях с использованием млекопитающих волосковые клетки, механизм, который притягивает белки, привязанные от внутри- и внецитоплазматического домена канала к цитоскелету и внеклеточному матриксу, соответственно, является наиболее вероятной моделью открытия ионного канала.[58]

  • Прокариотическая модель. Канал открывается в ответ на деформацию мембраны (зеленые стрелки). По материалам Lumpkin et al.[67]

  • Модель волосковых клеток млекопитающих. Канал открывается через привязи в ответ на нарушение внеклеточного матрикса или цитоскелета. Рисунок адаптирован из Lumpkin et al.[67]

Механизм стробирования

Хотя MS различаются по многим аспектам, структурам и функциям, все MS, изученные на сегодняшний день, имеют одну важную особенность: в процессе, называемом ворота, все они открываются подобно порам, когда белковые каналы активируются механическим стимулом. В настоящее время существуют две модели процесса стробирования, которые объясняют, как открываются мембранные ионные каналы.

Стробирующий механизм МС. Модель, активируемая растяжением, натяжение липидного бислоя запускает конформационные изменения, которые открывают канал. Рисунок адаптирован из Lumpkin et al.[68]

Липидный бислой Модель растяжения или растяжения:[69] В этой модели натяжение липидного бислоя запускает конформационные изменения, что приводит к открытию каналов. Напряжение, воспринимаемое белком, исходит от липидов. Было продемонстрировано, что профиль напряжения / растяжения в липидном бислое возникает из-за кривизны мембраны и гидрофобного несоответствия между двухслойным белком.[70]

Стробирующий механизм МСК: пружинная модель привязи - привязи прикреплены к белкам канала и связаны с цитоскелетом. Ремни действуют как пружинные механизмы затвора. Рисунок адаптирован из Lumpkin et al.[68]

Пружинная модель Tether: В этой модели пружинный трос прикреплен непосредственно к каналу MS и может присутствовать либо в цитоскелете, либо во внеклеточном матриксе, связывающем эти элементы вместе. Когда внешние раздражители отклоняют привязь, смещение открывает канал.[68] Было продемонстрировано, что именно этот механизм отвечает за закрытие волосковых клеток, которые отвечают за слух у позвоночных.[71]

Бактериальный РС

Бактериальные каналы MS были впервые обнаружены в экспериментах с патч-клампом на E. coli.[72] Они были классифицированы на основе их проводимости как мини (MscM), маленькие (MscS) и большие (MscL ). Эти каналы работают в тандемном режиме и отвечают за регуляцию тургора у бактерий; при активации изменением осмотического давления. MscM активируется сначала при действительно низких давлениях, затем MscS, и, наконец, MscL является последним шансом на выживание во время осмотического шока. Их задача была продемонстрирована, когда бактерии, лишенные как MscS, так и MscL, лизировались после воздействия осмотических дауншоков.[73]

MscS: Механочувствительный канал малой проводимости.

Закрытая структура MscS

Основная проводимость в буферном растворе составляет 1 нСм. Белки-каналы были обнаружены у грамположительных и грамотрицательных бактерий, архей и растений. Канал MscS был обнаружен после исследований в Кишечная палочка сферопласты.[70] Идентификация семейства генов, необходимая для рассеянного склероза с малой проводимостью, проводилась по двум различным каналам. YggB кодирует MscS и KefA кодирует MscK в Кишечная палочка дополнительно подтверждают его роль в осмотической регуляции. Исследования мутагенеза показали, что, когда оба гена YggB и KefA были удалены, MscS потерял свою функцию, но сохранил MscL и MscM, но мутанты, дефицитные по YggB и MscL, показали, что функция этих каналов заключается в открытии в ответ на диапазон давления непосредственно перед разрывом клетки.[74]

Трехмерная структура этого канала в закрытом состоянии была выяснена после кристаллографического исследования Bass et al.[75] которые показали, что при разрешении 3,9 Å этот белок 31 кДа представляет собой гомогептамер, образующий канал диаметром 80 Å и длиной 120 Å, каждая субъединица содержит три трансмембранных домена (TM1, TM2 и TM3) с N-концом, обращенным к периплазма и C-терминал, встроенный в цитоплазма. TM3 высоко консервативен в семействе MscS и, как полагают, играет важную роль в прокариотическом гейтинге при РС.[76] MscS представляет собой небольшой белок, состоящий из 286 аминокислотных остатков, активируемых как натяжением липидного бислоя, так и напряжением; в 2002 году Vasquez et al.[77] подробно описал этот процесс и показал, что во время перехода из закрытого состояния в открытое состояние TM1 наклоняется и вращается, заставляя TM2 подвергаться воздействию мембраны, а спирали TM3 расширяются, наклоняются и вращаются. Во время перестройки ограниченная часть поры составляла 11 Å, и молекулы воды были более доступны для TM3. Два трансмембранных домена находятся в постоянном контакте с липидным бислоем и, как полагают, являются датчиком напряжения в липидном бислое, а также датчиком напряжения из-за присутствия трех остатков аргинина в этих доменах.[78]

Хотя MscS активируется напряжением, было продемонстрировано, что самого напряжения недостаточно, чтобы открыть канал, поэтому он функционирует совместно с каналом. Чем больше положительное напряжение, тем выше вероятность открытия канала, пока в системе все еще действует давление, превышающее пороговое значение; работа этого канала при более высоком напряжении полностью не изучена. MscS имеет небольшое сродство к отрицательным ионам, включая Cl- и глутамат.[79]

MscL: Механочувствительный канал с большой проводимостью.

Закрытая структура MscL

У бактерий MscL был первым клонированным и секвенированным каналом MS, и на сегодняшний день он является одним из наиболее изученных каналов. Ген, кодирующий белок MscL, - trkA, расположен во внутренней мембране Кишечная палочка. Белок имеет вес 17 кДа и состоит из 136 аминокислот; в основном гидрофобные остатки, приводящие к двум гидрофобным сегментам, однако молекулярная масса функционального канала предположительно составляет 60-70 кДа по результатам экспериментов по гель-фильтрации, что предполагает олигомеризацию. Как правило, в этом канале отсутствуют остатки цистеина.[80]

В 1998 г. гомолог MscL микобактерии туберкулеза Tb-MscL был выявлен в закрытом состоянии с помощью рентгеновской кристаллографии с разрешением 3,5 Å. Белок представляет собой гомопентамер, состоящий в основном из спиральных областей, транс-ориентированных спиралями относительно бислоя, с двумя доменами: цитоплазматическим и трансмембранным. Канал имеет длину 85 Å, 35 Å и 50 Å для цитоплазматического трансмембранного домена соответственно и 50 Å в диаметре. Спирали дважды пересекают мембрану как с С-конца, так и с N-конца, таким образом, имея два трансмембранных домена TM1 и TM2, являющихся TM1, наиболее консервативной областью среди белков MscL, особенно в N-концевой области.[81] Он расположен в цитоплазме и образует α-гидрофобную спираль, называемую S1; область между трансмембранными доменами образует петлю, которая разделена на две области: S2 - богатая глицином и пролином область, а S3 - короткий спиральный участок.[82] Вторичная структура белка устойчива к термической денатурации еще в присутствии SDS.[83]

Во время активации прокариотического MscL натяжением липидного бислоя было определено промежуточное состояние. Сегменты S1 образуют пучок, когда структура находится в закрытом состоянии, и сшивание сегментов S1 предотвращает открытие канала. Когда к мембране прилагается напряжение, трансмембранная бочкообразная структура расширяется и растягивает область S1-TM1, позволяя каналу открыться.[84] Размер поры в открытом состоянии составляет примерно 25 Å. Переход из закрытого состояния в промежуточное сопровождается небольшими движениями TM1; дальнейшие переходы к открытому заявлению характеризуются большими перестройками как в TM1, так и в TM2.[85]

Роль липидного бислоя при РС

Липидный бислой - важная структура всех живых клеток; у него много функций, таких как разделение компартментов и передача сигналов, среди прочего. В случае прокариотических белковых каналов MscS и MscL оба управляются натяжением в липидном бислое, таким образом предполагая важную роль в таких сложных структурах.

Напряжение в мембранном бислое было тщательно изучено, простые внутренние свойства липидов могут объяснить вклады в свободную энергию открытого, промежуточного и закрытого состояний каналов МС. Двухслойный слой обладает различными характеристиками, которые позволяют ему преобразовывать напряжение и предотвращать исчерпывающие деформации. Первый из них - это «плоская текучесть липидного бислоя», что означает, что любое плоское напряжение в липидном бислое ощущается однородно в отсутствие взаимодействий цитоскелета. Молекулы липидов имеют определенные пространства, предотвращающие изменение бислоя.[86]

Вклад деформации мембраны в закрытие каналов МС можно разделить на два типа: деформация плоскости бислоя и деформация толщины бислоя. Кроме того, во время любого процесса, связанного с изменением структуры, свободная энергия самого процесса также является важным фактором. Во время стробирования основными процессами, определяющими это событие, являются: гидрофобное несоответствие и кривизна мембраны. Было подсчитано, что свободная энергия натяжения в липидном бислое подобна энергии, необходимой для закрытия каналов.[87]

Другое исследование показало, что длина гидрофобного хвоста влияет на его функционирование, а также поддерживает различные состояния, фосфатидилхолин (PC) 18 лучше стабилизирует открытое состояние канала MscL, PC 14 стабилизирует промежуточное состояние, а смесь PC 18 и лизофосфатидилхолин (LPC) стабилизирует закрытое состояние,[85] предполагая, что толщина бислоя (для углеродных хвостов длиной 16, 18 и 20) влияет на функцию каналов. В заключение, энергия окружающей среды мембраны играет важную роль в общей энергии стробирования канала.

Эукариоты

У эукариот два наиболее известных механочувствительных ионных канала - это калиевые каналы. ТРЕК-1 и TRAAK, оба из которых обнаружены у млекопитающих нейроны.

Недавно было клонировано новое семейство механочувствительных ионных каналов, состоящее из двух представителей млекопитающих, PIEZO1 и PIEZO2.[88] Оба эти канала выражены в легких и мочевом пузыре, органах с важными механосенсорными функциями. Piezo1 также экспрессируется в коже и в красных кровяных тельцах, и его функциональные мутации вызывают наследственный ксероцитоз.[89] Piezo2 экспрессируется в сенсорных нейронах дорсального корешка и ганглиев тройничного нерва, указывая на то, что он может играть роль в ощущении прикосновения. Мутации в piezo2 связаны с заболеванием человека, которое называется дистальный артрогрипоз.[90]

Физиологическая роль РС

Каналы МС повсеместно экспрессируются в мембранах прокариот, что указывает на их значимость. У бактерий и архей функция этих каналов сохранена, и было продемонстрировано, что они играют роль в регуляции тургора. В Eukarya MS каналы задействованы во всех пяти органах чувств. Основное семейство - TRP, и хороший пример - волосковые клетки, участвующие в процессе слуха. Когда звуковая волна отклоняет стереоцилии, канал открывается. Это пример пружинного механизма затвора Tether. Недавние исследования выявили новую роль механочувствительных путей, в которых наивные мезенхимальные стволовые клетки принадлежат к определенному клону, основываясь на эластичности окружающей их матрицы.[91]

Некоторые клонированные и охарактеризованные каналы MS. Данные адаптированы из Martinac, 2001 г.[92]
КаналИсточникМеханизм стробированияФизиологическая роль
MscLБактерииЛипидный бислойРегуляция тургора и рост клеток
MscSБактерииЛипидный бислойРегуляция тургора и рост клеток
MscMJАрхеиЛипидный бислойРегулирование тургора
MEC4C. elegansПривязьТрогать
TRPYГрибыДвухслойныйРегулирование тургора
ТРЕК-1МлекопитающееДвухслойныйМембранный потенциал покоя

РС также был предложен в качестве потенциальной мишени для антибиотиков, обоснование этой идеи состоит в том, что и McsS, и MscL высоко консервативны среди прокариот, но их гомологи не были обнаружены у животных.[93] что делает их исключительным потенциалом для дальнейших исследований.

В нейронах млекопитающих открытие ионных каналов деполяризует афферентный нейрон, производящий потенциал действия с достаточной деполяризацией.[55] Каналы открываются в ответ на два разных механизма: модель прокариот и модель волосковых клеток млекопитающих.[58][59] Было показано, что ионные каналы, активируемые растяжением, обнаруживают вибрацию, давление, растяжение, прикосновение, звуки, вкусы, запах, тепло, объем и зрение.[56][57][60] Активированные растяжением ионные каналы были разделены на три различных «суперсемейства»: семейство ENaC / DEG, семейство TRP и селективное семейство K1. Эти каналы связаны с функциями организма, такими как регулирование артериального давления.[62] Показано, что они связаны со многими сердечно-сосудистыми заболеваниями.[59] Каналы, активируемые растяжением, были впервые обнаружены в скелетных мышцах цыплят Фалгуни Гухараем и Фредериком Саксом в 1983 году, а результаты были опубликованы в 1984 году.[94] С тех пор активируемые растяжением каналы были обнаружены в клетках бактерий и людей, а также растений.

Открытие этих каналов играет центральную роль в реакции нейрона на давление, часто осмотическое давление и кровяное давление, для регулирования ионного потока во внутренней среде.[58]

Методы, используемые для изучения рассеянного склероза

Это краткий список наиболее часто используемых методов для изучения свойств, функций, механизма и других характеристик этих каналов:

  • Патч-зажим: запись одной ячейки.
  • EPR
  • Моделирование молекулярной динамики: определение атомных флуктуаций системы.
  • Атомно-силовая микроскопия: механические силы мембраны.
  • Аспирация микропипеткой: давление на клетки.
  • 3D моделирование
Конечно-элементная модель MscL, бактериального канала. Эта цифра аналогична фигуре Танга и др.[95]
  • Мутагенез

С помощью экспериментов, проведенных на цитоскелете и внецитоплазматической матрице ионных каналов, активируемых растяжением, было показано, что эти структуры играют важную роль в механотрансдукции.[56] В одном из таких экспериментов на взрослых клетках сердца, записи целых клеток производились на клетках, сдавливаемых двумя пипетками при 1 Гц / 1 мкм. Это сжатие не производило тока до тех пор, пока не наблюдалась большая деполяризация через пять минут. После этого клетка стала чрезвычайно чувствительной к каждому сжатию и постепенно снижала чувствительность в течение следующих нескольких минут.[62] Исследователи предположили, что изначально цитоскелет сдерживал механическую деформацию выдавливания из канала. Деполяризация через пять минут представляла собой щелчок цитоскелета, который впоследствии заставлял канал ощущать механические деформации и, таким образом, реагировать на стимулы. Исследователи полагают, что за несколько минут, когда канал восстановился, цитоскелет должен восстанавливать себя и заново приспосабливаться к сдавливающим стимулам.[62]

Структура

Надсемейство ENaC / DEG

ASIC

Существует шесть известных субъединиц ASIC, ASIC1a, ASIC1b, ASIC2a, ASIC2b, ASIC3 и ASIC4, которые имеют два трансмембранных домена, внеклеточные и внутриклеточные петли, а также C и N-концы. Эти субъединицы ASIC, вероятно, образуют тетрамеры с различной кинетикой, чувствительностью к pH, тканевым распределением и фармакологическими свойствами.[56]

Надсемейство TRP

Внутри группы семь подсемейств. ГТО надсемейство: TRPC (канонический), TRPV (ваниллоид), TRPM (меластатин), ГТО (полицистин), TRPML (муколипин), TRPA (анкирин), и TRPN (Как NOMPC).[56] Белки TRP обычно состоят из шести трансмембранных доменов, S1, S2, S3, S4, S5 и S6, с порами между S5 и S6. Они содержат внутриклеточные N- и C-концы, которые образуют тетрамеры.[63] и различаются по длине и домену.[56] Внутри канала есть анкирины, которые являются структурными белками, которые опосредуют межбелковые взаимодействия и, как полагают, вносят вклад в основную модель открытия канала, активируемого растяжением. NOMPC, идентифицированный в механотрансдукции D. melanogaster и член подсемейства TRPN, содержит относительно большое количество анкиринов.[58]

K1-селективное суперсемейство

Каналы K2P состоят из шести подсемейств и содержат четыре трансмембранных домена, которые образуют по две поры каждый между доменами 1-2 и 3-4. Каналы K2P также содержат короткий N-концевой домен и C-конец, длина которого варьируется. Существует также большая внеклеточная линкерная область между доменом 1 и первой порой, образованной между доменами 1-2.[56]

Примеры

Каналы TRP обычно неселективны, хотя некоторые из них являются селективными в отношении ионов кальция или гидратированного магния и состоят из интегральные мембранные белки. Хотя многие каналы TRP активируются изменением напряжения, связыванием лиганда или изменением температуры,[56] Предполагается, что некоторые каналы TRP участвуют в механотрансдукции.[59] Некоторые примеры TRPV4, который опосредует механическую нагрузку на различные ткани, включая печень, сердце, легкие, трахею, яички, селезенку, слюнные железы, улитку и эндотелиальные клетки сосудов,[59] а также TRPC1 и TRPC6, которые участвуют в механочувствительности мышц. TRPC1 экспрессируется в миоцитах сердца, артерий и скелетных мышц. TRPC1 широко считается неселективным «запасным ионным каналом» (SOC), участвующим в притоке кальция после истощения кальцием эндоплазматического ретикулума клетки.[96] TRPC6 представляет собой проницаемый для кальция неселективный катионный канал, экспрессирующийся в сердечно-сосудистой системе. TRPC6 потенциально является датчиком механически и осмотически индуцированного растяжения мембраны и, возможно, напрямую регулируется натяжением мембраны.[96] Другие примеры включают ТРЕК-1 и TRAAK которые обнаружены в нейронах млекопитающих и классифицируются как калиевые каналы в тандемный класс домена пор[97][98] и «MID-1» (также известный как «MCLC» или CLCC1.)[99][100]

Шесть подсемейств каналов K2P регулируются различными физическими, клеточными и фармакологическими стимуляторами, включая растяжение мембраны, нагревание, изменение pH, приток кальция и протеинкиназы.[56]

Клиническая значимость

Ионные каналы, активируемые растяжением, выполняют важные функции во многих различных областях нашего тела. Артерии сопротивления миогенному сужению, зависящие от давления, нуждаются в этих каналах для регуляции в гладких мышцах артерий.[57] Было обнаружено, что они используются для измерения объема у животных и регулирование артериального давления.[62] Доказано, что бактерии облегчают гидростатическое давление через каналы MscL и MscS.[62]

Патологии, связанные с ионными каналами, активируемыми растяжением

Ионные каналы, активируемые растяжением, коррелируют с основными патологиями. Некоторые из этих патологий включают: аритмия сердца (Такие как мерцательная аритмия ),[62] сердечная гипертрофия, Мышечная дистрофия Дюшенна,[57] и другие сердечно-сосудистые заболевания.[59]

Блокирование ионных каналов, активируемых растяжением

Гадолиний (Б-г3+) и другие лантаноиды было показано, что они блокируют функцию ионных каналов, активируемых растяжением. Пептидный токсин, выделенный из чилийского розового птицееда (Grammostola spatulata), механотоксин 4 (GsMTx4), как было показано, ингибирует эти каналы с внеклеточной стороны, но он не подавляет все ионные каналы, активируемые растяжением, и, в частности, не влияет на каналы 2p. .[62]

Список заболеваний, связанных с механочувствительными каналами

  • Поликистоз почек.
  • Мерцательная аритмия

Нарушения функции каналов МС могут вызывать:[27]

  • Нейрональная болезнь
  • Мышечная дегенерация.
  • Сердечные аритмии
  • Гипертония.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Сухарев, С .; Сакс, Ф. (2012). «Передача молекулярных сил ионными каналами: разнообразие и объединяющие принципы». J. Cell Sci. 125 (13): 1–9. Дои:10.1242 / jcs.092353. ЧВК  3434843. PMID  22797911.
  2. ^ Gottlieb, P .; Сакс, Ф (2012). «Ощущение растяжки». Природа. 483 (7388): 163–164. Bibcode:2012Натура.483..163G. Дои:10.1038 / 483163a. ЧВК  4090763. PMID  22398551.
  3. ^ Сакс, Ф. (2010). «Активированные растяжением ионные каналы; что это такое». Физиология. 25 (1): 50–56. Дои:10.1152 / Physiol.00042.2009. ЧВК  2924431. PMID  20134028.
  4. ^ Bowman, Charles L .; Готтлиб, П. А .; Сучина, Т. М .; Мерфи, Ю.К .; Сакс, Ф. (2007). «Механочувствительные ионные каналы и пептидный ингибитор GsMTx-4: история, свойства, механизмы и фармакология». Токсикон. 49 (2): 249–270. Дои:10.1016 / j.toxicon.2006.09.030. ЧВК  1852511. PMID  17157345.
  5. ^ Сучина, Т. М .; Сакс, Ф. (2007). «Свойства механочувствительных каналов и мембранная механика в мышечных дистрофических миотрубках». J Physiol. 581 (Pt 1): 369–387. Дои:10.1113 / jphysiol.2006.125021. ЧВК  2075208. PMID  17255168.
  6. ^ Маркин, В. С .; Сакс, Ф. (2006). «Термодинамика механочувствительности». Актуальные темы мембран и транспорта. 1 (2): 110–124. Bibcode:2004ФБио ... 1..110М. Дои:10.1088/1478-3967/1/2/007. PMID  16204828.
  7. ^ Pivetti CD, Yen MR, Miller S, Busch W., Tseng YH, Booth IR, Saier MH (март 2003 г.). «Два семейства белков механочувствительных каналов». Microbiol. Мол. Биол. Rev. 67 (1): 66–85, содержание. Дои:10.1128 / MMBR.67.1.66-85.2003. ЧВК  150521. PMID  12626684.
  8. ^ Кунг, К. (2005). «Возможный объединяющий принцип механочувствительности». Природа. 436 (7051): 647–54. Bibcode:2005Натура 436..647K. Дои:10.1038 / природа03896. PMID  16079835.
  9. ^ Сучина, Т .; Сакс, Ф. (2007). «Механические и электрические свойства мембран дистрофических и нормальных мышц мышей». J. Physiol. 581 (Pt 1): 369–387. Дои:10.1113 / jphysiol.2006.125021. ЧВК  2075208. PMID  17255168.
  10. ^ Хакни, CM; Фернесс, Д. Н. (1995). «Механотрансдукция в волосковых клетках позвоночных: структура и функция стереоцилиарного пучка». Am J Physiol. 268 (1, ч. 1): C1–138. Дои:10.1152 / ajpcell.1995.268.1.C1. PMID  7840137.
  11. ^ Маркин, В. С .; Сакс, Ф. (2004). «Термодинамика механочувствительности». Физическая биология. 1 (2): 110–124. Bibcode:2004ФБио ... 1..110М. Дои:10.1088/1478-3967/1/2/007. PMID  16204828.
  12. ^ Guharay, F .; Сакс Ф. (июль 1984 г.). «Активируемые растяжением токи одиночных ионных каналов в тканевых культивируемых эмбриональных скелетных мышцах цыплят». J. Physiol. 352: 685–701. Дои:10.1113 / jphysiol.1984.sp015317. ЧВК  1193237. PMID  6086918.
  13. ^ Guharay, F .; Сакс Ф. (1985). «Механотрансдукторные ионные каналы в скелетных мышцах цыплят: влияние внеклеточного pH». Журнал физиологии. 353: 119–134. Дои:10.1113 / jphysiol.1985.sp015699. ЧВК  1192918. PMID  2410605.
  14. ^ Methfessel, C .; и другие. (1986). «Измерения патч-зажима на ооцитах Xenopus laevis: токи через эндогенные каналы и имплантированный рецептор ацетилхолина и натриевые каналы». Архив Пфлюгера: Европейский журнал физиологии. 407 (6): 577–588. Дои:10.1007 / BF00582635. PMID  2432468.
  15. ^ Zhang, Y .; Gao, F .; Попов, В. Л .; Wen, J. W .; Хэмилл, О. П. (2000). «Активность механически закрытого канала в пузырьках и пузырьках плазматической мембраны с дефицитом цитоскелета из ооцитов Xenopus». Журнал физиологии. Пт 1. 523 (Pt 1): 117–130. Дои:10.1111 / j.1469-7793.2000.t01-1-00117.x. ЧВК  2269789. PMID  10673548.
  16. ^ Zhang, Y .; Хэмилл, О. П. (2000). «Чувствительные к кальцию, напряжению и осмотическому напряжению токи в ооцитах Xenopus и их связь с отдельными механически закрытыми каналами». Журнал физиологии. 523 (Pt 1): 83–99. Дои:10.1111 / j.1469-7793.2000.t01-2-00083.x. ЧВК  2269778. PMID  10673546.
  17. ^ Zhang, Y .; Хэмилл, О. П. (2000). «О несоответствии механочувствительности цельноклеточных и мембранных пластырей в ооцитах Xenopus». Журнал физиологии. 523 (Чт 1): 101–115. Дои:10.1111 / j.1469-7793.2000.00101.x. ЧВК  2269787. PMID  10673547.
  18. ^ Хэмилл О.П., Макбрайд Д.В. (1997). «Механозависимые каналы в ооцитах Xenopus: различные режимы стробирования позволяют каналу переключаться с фазового механотрансдуктора на тонический». Биологический бюллетень. 192 (1): 121–122. Дои:10.2307/1542583. JSTOR  1542583. PMID  9057280.
  19. ^ Hamill, O.P .; Макбрайд, Д. В. Дж. (1996). «Мембранное напряжение и натяжение взаимодействия в закрытии механозависимого катионного канала в ооцитах xenopus». Биофизический журнал. 70 (2): A339 – A359. Bibcode:1996BpJ .... 70..339.. Дои:10.1016 / S0006-3495 (96) 79669-8. ЧВК  1225030.
  20. ^ Wilkinson, N.C .; McBride, D.W .; Хэмилл, О. П. (1996). «Проверка предполагаемой роли механо-закрытого канала в тестировании созревания, оплодотворения и развития головастиков Xenopus». Биофизический журнал. 70 (1): 349–357. Bibcode:1996BpJ .... 70..349Z. Дои:10.1016 / S0006-3495 (96) 79576-0. ЧВК  1224933. PMID  8770211.
  21. ^ Lane, J. W .; Макбрайд, Д. У., младший; Хэмилл, О. П. (1993). «Ионные эффекты на амилоридную блокаду механочувствительного канала в ооцитах Xenopus». Британский журнал фармакологии. 108 (1): 116–119. Дои:10.1111 / j.1476-5381.1993.tb13449.x. ЧВК  1907719. PMID  7679024.
  22. ^ Hamill, O.P .; Макбрайд, Д. У., младший (1992). «Быстрая адаптация одиночных механочувствительных каналов в ооцитах Xenopus». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 89 (16): 7462–7466. Bibcode:1992PNAS ... 89.7462H. Дои:10.1073 / pnas.89.16.7462. ЧВК  49730. PMID  1380158.
  23. ^ Lane, J. W .; Макбрайд, Д. У., младший; Хэмилл, О. П. (1992). «Связь структура-активность амилорида и его аналогов в блокировании механочувствительного канала в ооцитах Xenopus». Британский журнал фармакологии. 106 (2): 283–286. Дои:10.1111 / j.1476-5381.1992.tb14329.x. ЧВК  1907505. PMID  1382778.
  24. ^ Макбрайд, Д. У., младший; Хэмилл, О. П. (1992). «Прижим-зажим: метод быстрого ступенчатого возмущения механочувствительных каналов. Pflügers Archiv». Европейский журнал физиологии. 421 (6): 606–612. Дои:10.1007 / BF00375058. PMID  1279516.
  25. ^ Lane, J. W .; McBride, D .; Хэмилл, О. П. (1991). «Амилоридный блок механочувствительного катионного канала в ооцитах Xenopus». Журнал физиологии. 441: 347–366. Дои:10.1113 / jphysiol.1991.sp018755. ЧВК  1180202. PMID  1816379.
  26. ^ Sachs, F; Моррис, К. Э. (1998). «Механочувствительные ионные каналы в неспециализированных клетках». Обзоры физиологии, биохимии и фармакологии. 132: 1–77. Дои:10.1007 / BFb0004985. ISBN  978-3-540-63492-8. PMID  9558913.
  27. ^ а б http://langevin.anu.edu.au/publications/chapter10_martinac_correted.pdf
  28. ^ Peyronnet, R. et al. Механическая защита полицистинами от апоптоза опосредуется открытием активированных растяжением каналов K2P. Cell Reports 1 (в печати), 241-250 (2012)
  29. ^ Chemin, J .; Патель, AJ; Duprat, F; Sachs, F; Лаздунский, М; Оноре, Э (2007). «Повышение и понижение регуляции механозависимого K-2P канала TREK-1 с помощью PIP2 и других мембранных фосфолипидов». Архив Пфлюгера: Европейский журнал физиологии. 455 (1): 97–103. Дои:10.1007 / s00424-007-0250-2. PMID  17384962.
  30. ^ Оноре, Э. (2007). «Нейронные фоновые каналы K2P: фокус на TREK1». Обзоры природы Неврология. 8 (4): 251–261. Дои:10.1038 / nrn2117. PMID  17375039.
  31. ^ Chemin, J. et al. в механочувствительных ионных каналах, Pt B Vol. 59 Current Topics in Membranes (ed O.P. Hamill), гл. 7, 155-170 (Academic Press, 2007).>
  32. ^ Оноре, E .; Patel, A.J .; Chemin, J.; Suchyna, T.; Sachs, F. (2006). "Desensitization of mechano-gated K-2P channels". Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 103 (18): 6859–6864. Bibcode:2006PNAS..103.6859H. Дои:10.1073/pnas.0600463103. ЧВК  1458984. PMID  16636285.
  33. ^ Chemin, J.; Патель, А; Duprat, F; Zanzouri, M; Lazdunski, M; Honoré, E (2005). "Lysophosphatidic acid-operated K+ channels". Журнал биологической химии. 280 (6): 4415–4421. Дои:10.1074/jbc.M408246200. PMID  15572365.
  34. ^ Lauritzen, I.; Chemin, J; Honoré, E; Jodar, M; Guy, N; Lazdunski, M; Jane Patel, A (2005). "Cross-talk between the mechano-gated K-2P channel TREK-1 and the actin cytoskeleton". EMBO отчеты. 6 (7): 642–648. Дои:10.1038/sj.embor.7400449. ЧВК  1369110. PMID  15976821.
  35. ^ Honore, E., Patel, A. A., Kohl, P., Franz, M. R. & Sachs, F. in Cardiac Mechano-Electric Feedback and Arrhythmias: From Pipette to Patient (Elsevier 2004)
  36. ^ Maingret F, Honoré E, Lazdunski M, Patel AJ (March 2002). "Molecular basis of the voltage-dependent gating of TREK-1, a mechano-sensitive K(+) channel". Biochem. Биофиз. Res. Сообщество. 292 (2): 339–46. Дои:10.1006/bbrc.2002.6674. PMID  11906167.
  37. ^ Patel, A. J.; Lazdunski, M.; Honore, E. (2001). "Lipid and mechano-gated 2P domain K(+) channels". Текущее мнение в области клеточной биологии. 13 (4): 422–428. Дои:10.1016/S0955-0674(00)00231-3. PMID  11454447.
  38. ^ Patel, A. J.; Honore, E. (2001). "Properties and modulation of mammalian 2P domain K+ channels". Trends Neurosci. 24 (6): 339–346. Дои:10.1016/S0166-2236(00)01810-5. PMID  11356506.
  39. ^ Maingret, F.; Patel, A. J.; Lesage, F.; Lazdunski, M.; Honore, E. (2000). "Lysophospholipids open the two-pore domain mechano-gated K(+) channels TREK-1 and TRAAK". Журнал биологической химии. 275 (14): 10128–10133. Дои:10.1074/jbc.275.14.10128. PMID  10744694.
  40. ^ Patel, A. J.; Honoré, E; Lesage, F; Fink, M; Роми, G; Lazdunski, M (1999). "Inhalational anesthetics activate two-pore-domain background K+ channels". Nat. Неврологи. 2 (5): 422–426. Дои:10.1038/8084. PMID  10321245.
  41. ^ Patel, A. J.; Honoré, E; Maingret, F; Lesage, F; Fink, M; Duprat, F; Lazdunski, M (1998). "A mammalian two pore domain mechano-gated S-like K+ channel". Журнал EMBO. 17 (15): 4283–4290. Дои:10.1093/emboj/17.15.4283. ЧВК  1170762. PMID  9687497.
  42. ^ Coste, Bertrand; Xiao, Bailong; Santos, Jose S.; Syeda, Ruhma; Grandl, Jörg; Spencer, Kathryn S.; Kim, Sung Eun; Schmidt, Manuela; и другие. (2012). "Piezo proteins are pore-forming subunits of mechanically activated channels". Природа. 483 (7388): 176–81. Bibcode:2012Natur.483..176C. Дои:10.1038/nature10812. ЧВК  3297710. PMID  22343900.
  43. ^ Kim, Sung Eun; Coste, Bertrand; Chadha, Abhishek; Cook, Boaz; Patapoutian, Ardem (2012). "The role of Drosophila Piezo in mechanical nociception". Природа. 483 (7388): 209–12. Bibcode:2012Natur.483..209K. Дои:10.1038/nature10801. ЧВК  3297676. PMID  22343891.
  44. ^ Coste, B.; Mathur, J.; Schmidt, M .; Earley, T. J.; Ranade, S .; Petrus, M. J.; Dubin, A. E.; Patapoutian, A. (2010). "Are Essential Components of Distinct Mechanically Activated Cation Channels". Наука. 330 (6000): 55–60. Bibcode:2010Sci...330...55C. Дои:10.1126/science.1193270. ЧВК  3062430. PMID  20813920.
  45. ^ Gottlieb, P.; Sachs, F. Piezo (2012). "Properties of a cation selective mechanical channel". каналы. 6 (4): 1–6. Дои:10.4161/chan.21050. ЧВК  3508900. PMID  22790400.
  46. ^ Gottlieb, P. A.; Sachs, F. (2012). "CELL BIOLOGY The sensation of stretch". Природа. 483 (7388): 163–164. Bibcode:2012Natur.483..163G. Дои:10.1038/483163a. ЧВК  4090763. PMID  22398551.
  47. ^ Bae, Chilman; Sachs, Frederick; Gottlieb, Philip A. (2011). "The Mechanosensitive Ion Channel Piezo1 Is Inhibited by the Peptide GsMTx4". Биохимия. 50 (29): 6295–300. Дои:10.1021/bi200770q. ЧВК  3169095. PMID  21696149.
  48. ^ Dedman, Alexandra; Sharif-Naeini, Reza; Folgering, Joost H. A.; Duprat, Fabrice; Patel, Amanda; Honoré, Eric (2008). "The mechano-gated K2P channel TREK-1". Европейский биофизический журнал. 38 (3): 293–303. Дои:10.1007/s00249-008-0318-8. PMID  18369610.
  49. ^ Sackin, H. (1995). "Mechanosensitive channels". Анну. Преподобный Physiol. 57: 333–53. Дои:10.1146/annurev.ph.57.030195.002001. PMID  7539988.
  50. ^ Sukharev SI, Martinac B, Arshavsky VY, Kung C (July 1993). "Two types of mechanosensitive channels in the Escherichia coli cell envelope: solubilization and functional reconstitution". Биофиз. J. 65 (1): 177–83. Bibcode:1993BpJ....65..177S. Дои:10.1016/S0006-3495(93)81044-0. ЧВК  1225713. PMID  7690260.
  51. ^ Haswell ES, Phillips R, Rees DC (October 2011). "Mechanosensitive channels: what can they do and how do they do it?". Структура. 19 (10): 1356–69. Дои:10.1016/j.str.2011.09.005. ЧВК  3203646. PMID  22000509.
  52. ^ Ernstrom GG, Chalfie M (2002). "Genetics of sensory mechanotransduction". Анну. Преподобный Жене. 36: 411–53. Дои:10.1146/annurev.genet.36.061802.101708. PMID  12429699.
  53. ^ García-Añoveros J, Corey DP (May 1996). "Touch at the molecular level. Mechanosensation". Curr. Биол. 6 (5): 541–3. Дои:10.1016/S0960-9822(02)00537-7. PMID  8805263.
  54. ^ {cite journal |vauthors=Tay A, Dino DC | title = Magnetic Nanoparticle-Based Mechanical Stimulation for Restoration of Mechano-Sensitive Ion Channel Equilibrium in Neural Networks | journal = Nano Letters | volume = 17 | issue = 2 | pages = 886-892 | date = January 17 2017 | doi = 10.1021/acs.nanolett.6b04200 }}.
  55. ^ а б Purves, Dale. (2004). Неврология. Sunderland, Mass.: Sinauer Associates. С. 207–209. ISBN  978-0-87893-725-7.
  56. ^ а б c d е ж грамм час я j k Del Valle ME, Cobo T, Cobo JL, Vega JA (August 2012). "Mechanosensory neurons, cutaneous mechanoreceptors, and putative mechanoproteins". Microsc. Res. Технология. 75 (8): 1033–43. Дои:10.1002/jemt.22028. PMID  22461425.
  57. ^ а б c d Patel A, Sharif-Naeini R, Folgering JR, Bichet D, Duprat F, Honoré E (August 2010). "Canonical TRP channels and mechanotransduction: from physiology to disease states". Pflügers Arch. 460 (3): 571–81. Дои:10.1007/s00424-010-0847-8. PMID  20490539.
  58. ^ а б c d е ж грамм час я López-Larrea, Carlos (2011). Sensing in Nature. Нью-Йорк: Springer Science + Business Media. ISBN  978-1-4614-1703-3.
  59. ^ а б c d е ж грамм Yin J, Kuebler WM (2010). "Mechanotransduction by TRP channels: general concepts and specific role in the vasculature". Cell Biochem Biophys. 56 (1): 1–18. Дои:10.1007/s12013-009-9067-2. PMID  19842065.
  60. ^ а б c Martinac B (2011). "Bacterial mechanosensitive channels as a paradigm for mechanosensory transduction". Клетка. Physiol. Биохим. 28 (6): 1051–60. Дои:10.1159/000335842. PMID  22178995.
  61. ^ Peyronnet R, Nerbonne JM, Kohl P (2016). "Cardiac mechano-gated ion channels and arrhythmias". Circ. Res. 118 (2): 311–29. Дои:10.1161/CIRCRESAHA.115.305043. ЧВК  4742365. PMID  26838316.
  62. ^ а б c d е ж грамм час Sachs F (2010). "Stretch-activated ion channels: what are they?". Физиология. 25 (1): 50–6. Дои:10.1152/physiol.00042.2009. ЧВК  2924431. PMID  20134028.
  63. ^ а б Bianchi L (December 2007). "Mechanotransduction: touch and feel at the molecular level as modeled in Caenorhabditis elegans". Мол. Нейробиол. 36 (3): 254–71. Дои:10.1007/s12035-007-8009-5. PMID  17955200.
  64. ^ Formigli L, Meacci E, Sassoli C, Squecco R, Nosi D, Chellini F, Naro F, Francini F, Zecchi-Orlandini S (May 2007). "Cytoskeleton/stretch-activated ion channel interaction regulates myogenic differentiation of skeletal myoblasts". J. Cell. Физиол. 211 (2): 296–306. Дои:10.1002/jcp.20936. PMID  17295211.
  65. ^ Zhao Y, Yamoah EN, Gillespie PG (December 1996). "Regeneration of broken tip links and restoration of mechanical transduction in hair cells". Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 93 (26): 15469–74. Bibcode:1996PNAS...9315469Z. Дои:10.1073/pnas.93.26.15469. ЧВК  26428. PMID  8986835.
  66. ^ Bell J, Bolanowski S, Holmes MH (January 1994). "The structure and function of Pacinian corpuscles: a review". Прог. Нейробиол. 42 (1): 79–128. Дои:10.1016/0301-0082(94)90022-1. PMID  7480788.
  67. ^ а б Lumpkin EA, Caterina MJ (February 2007). "Mechanisms of sensory transduction in the skin". Природа. 445 (7130): 858–65. Bibcode:2007Natur.445..858L. Дои:10.1038/nature05662. PMID  17314972.
  68. ^ а б c Lumpkin, Ellen A.; Caterina, Michael J. (2006). "Mechanisms of sensory transduction in the skin". Природа. 445 (7130): 858–865. Bibcode:2007Natur.445..858L. Дои:10.1038/nature05662. PMID  17314972.
  69. ^ Markin, V.S.; Martinac, B. (1991). "Mechanosensitive ion channels as reporters of bilayer expansion. A theoretical model". Биофиз. J. 60 (5): 1120–1127. Bibcode:1991BpJ....60.1120M. Дои:10.1016/S0006-3495(91)82147-6. ЧВК  1260167. PMID  1722115.
  70. ^ а б Perozo, E.; Cortes, D. M.; Sompornpisut, P.; Kloda, A.; Martinac, B. (2002). "Structure of MscL and the gating mechanism of mechanosensitive channels". Природа. 418 (6901): 942–8. Bibcode:2002Natur.418..942P. Дои:10.1038/nature00992. PMID  12198539.
  71. ^ Hamill, O.P.; McBride, Jr (1997). "Induced membrane hypo /hyper mechanosensitivity A limitation of patch-clamp recording". Анну. Преподобный Physiol. 59: 621–631. Дои:10.1146/annurev.physiol.59.1.621. PMID  9074780.
  72. ^ Martinac B, Buechner M, Delcour AH, Adler J, Kung C (April 1987). "Pressure-sensitive ion channel in Escherichia coli". Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 84 (8): 2297–301. Bibcode:1987PNAS...84.2297M. Дои:10.1073/pnas.84.8.2297. ЧВК  304637. PMID  2436228.
  73. ^ Perozo, E.; Rees, D.C. (2003). "Structure and mechanism in prokaryotic mecahnosensitive channels". Текущее мнение в структурной биологии. 13 (4): 432–442. Дои:10.1016/S0959-440X(03)00106-4. PMID  12948773.
  74. ^ Levina, N.; Totemeyer, S.; Stokes, N. R.; Louis, P.; Jones, M. A.; Booth, I. R. (1999). "Protection of кишечная палочка cells against extreme turgor by activation of MscS and MscL mechanosensitivechannels: Identification of genes required for MscS activity". Журнал EMBO. 18 (7): 1730–1737. Дои:10.1093/emboj/18.7.1730. ЧВК  1171259. PMID  10202137.
  75. ^ Bass, R. B.; Strop, P.; Barclay, M.; Rees, D. (2002). "Crystal structure of кишечная палочка MscS, a voltage-modulated and mechanosensitive channel" (PDF). Наука. 298 (5598): 1582–1587. Bibcode:2002Sci...298.1582B. Дои:10.1126/science.1077945. PMID  12446901.
  76. ^ Pivetti, C. D.; Yen, M. R.; Miller, S.; Busch, W.; Tseng, Y.; Booth, I. R.; Saier, MH (2003). "Two families of mechanosensitive channel proteins". Microbiol. Мол. Биол. Rev. 67 (1): 66–85. Дои:10.1128/MMBR.67.1.66-85.2003. ЧВК  150521. PMID  12626684.
  77. ^ Vasquez, V.; Sotomayor, M .; Cordero-Morales, J.; Shulten, K.; Perozo, E. (2008). "A Structural mechanism for MscS gating lipid channels in bilayer". Наука. 321 (5893): 1210–14. Bibcode:2008Sci...321.1210V. Дои:10.1126/science.1159674. ЧВК  2897165. PMID  18755978.
  78. ^ Безанилла, Ф .; Perozo, E. (2002). "Force and voltage sensors in one structure". Наука. 298 (5598): 1562–1563. Дои:10.1126/science.1079369. PMID  12446894.
  79. ^ Sukharev, S. I.; Blount, P.; Martinac, B.; Kung, C. (1997). "MECHANOSENSITIVE CHANNELS OF ESCHERICHIA COLI: The MscL Gene, Protein, and Activities". Анну. Преподобный Physiol. 59: 633–57. Дои:10.1146/annurev.physiol.59.1.633. PMID  9074781.
  80. ^ Sukharev, S. I.; Blount, P.; Martinac, B.; Blattner, F. R.; Kung, C. (1994). "A large mechanosensitive channel in Кишечная палочка encoded by MscL alone". Природа. 368 (6468): 265–268. Bibcode:1994Natur.368..265S. Дои:10.1038/368265a0. PMID  7511799.
  81. ^ Chang, G.; Spencer, R.; Barclay, R.; Ли, А .; Barclay, M.; Rees, C. (1998). "Structure of the MscL homologue from Mycobacterium tuberculosis: a gated mechanosensitive ion channel". Наука. 282 (5397): 2220–2226. Bibcode:1998Sci...282.2220C. Дои:10.1126/science.282.5397.2220. PMID  9856938.
  82. ^ Blount, P; Sukharev, SI; Moe, PC; Schroeder, MJ; Guy, HR; Kung, C. (1996). "Membrane topology and multimeric structure of a mechanosensitive channel protein". Журнал EMBO. 15 (18): 4798–4805. Дои:10.1002/j.1460-2075.1996.tb00860.x. ЧВК  452216. PMID  8890153.
  83. ^ Arkin IT, Sukharev SI, Blount P, Kung C, Brünger AT (February 1998). "Helicity, membrane incorporation, orientation and thermal stability of the large conductance mechanosensitive ion channel from Кишечная палочка". Биохим. Биофиз. Acta. 1369 (1): 131–40. Дои:10.1016/S0005-2736(97)00219-8. PMID  9528681.
  84. ^ Sukharev, S.; Betanzos, M.; Chiang, C.S.; Guy, H.R. (2001). "The gating mechanism of the large mechanosensitive channel MscL". Природа. 409 (6821): 720–724. Bibcode:2001Natur.409..720S. Дои:10.1038/35055559. PMID  11217861.
  85. ^ а б Perozo, E.; Cortes, D. M.; Sompornpisut, P.; Kloda, A.; Martinac, B. (2002). "Open channel structure of MscL and the gating mechanism of mechanosensitive channels". Природа. 418 (6901): 942–948. Bibcode:2002Natur.418..942P. Дои:10.1038/nature00992. PMID  12198539.
  86. ^ Wiggins, P; Phillips, R (2004). "Analytic models for mechanotransduction: Gating a mechanosensitive channel". Proc Natl Acad Sci U S A. 101 (12): 4071–6. arXiv:q-bio/0311010. Bibcode:2004PNAS..101.4071W. Дои:10.1073/pnas.0307804101. ЧВК  384697. PMID  15024097.
  87. ^ Wiggins, P; Phillips, R (2005). "Membrane-protein interactions in mechanosensitivechannels". Biophys J. 88 (2): 880–902. arXiv:q-bio/0406021. Bibcode:2005BpJ....88..880W. Дои:10.1529/biophysj.104.047431. ЧВК  1305162. PMID  15542561.
  88. ^ Coste B, Mathur J, Schmidt M, Earley TJ, Ranade S, Petrus MJ, Dubin AE, Patapoutian A (October 2010). "Piezo1 and Piezo2 are essential components of distinct mechanically activated cation channels". Наука. 330 (6000): 55–60. Bibcode:2010Sci...330...55C. Дои:10.1126/science.1193270. ЧВК  3062430. PMID  20813920.
  89. ^ Zarychanski R, Schulz VP, Houston BL, Maksimova Y, Houston DS, Smith B, Rinehart J, Gallagher PG (August 2012). "Mutations in the mechanotransduction protein PIEZO1 are associated with hereditary xerocytosis". Кровь. 120 (9): 1908–15. Дои:10.1182/blood-2012-04-422253. ЧВК  3448561. PMID  22529292.
  90. ^ Coste B, Houge G, Murray MF, Stitziel N, Bandell M, Giovanni MA, Philippakis A, Hoischen A, Riemer G, Steen U, Steen VM, Mathur J, Cox J, Lebo M, Rehm H, Weiss ST, Wood JN, Maas RL, Sunyaev SR, Patapoutian A (March 2013). "Gain-of-function mutations in the mechanically activated ion channel PIEZO2 cause a subtype of Distal Arthrogryposis". Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 110 (12): 4667–72. Bibcode:2013PNAS..110.4667C. Дои:10.1073/pnas.1221400110. ЧВК  3607045. PMID  23487782.
  91. ^ Энглер, А .; Shamik, S.; Sweeney, L.; Disher, D. (2006). "Matrix Elasticity Directs Stem Cell Lineage Specification". Клетка. 126 (4): 677–689. Дои:10.1016 / j.cell.2006.06.044. PMID  16923388.
  92. ^ Hamill, O.P.; Martinac, B. (2001). "Molecular basis of mechanotransduction in living cells". Physiol. Rev. 81 (2): 685–740. Дои:10.1152/physrev.2001.81.2.685. PMID  11274342.
  93. ^ Nguyen, T .; Clare, B.; Martinac, B.; Martinac, Boris (2005). "The effects of parabens on the mechanosensitive channels". Евро. Биофиз. J. 34 (5): 389–396. Дои:10.1007/s00249-005-0468-x. PMID  15770478.
  94. ^ Guharay F, Sachs F (July 1984). "Stretch-activated single ion channel currents in tissue-cultured embryonic chick skeletal muscle". J. Physiol. 352: 685–701. Дои:10.1113/jphysiol.1984.sp015317. ЧВК  1193237. PMID  6086918.
  95. ^ Tang, Y .; Cao, G.; Чен, X .; и другие. (2006). "A finite element framework for studying the mechanical response of macromolecules: application to the gating of the mechanosensitive channel MscL". Biophys J. 91 (4): 1248–63. Bibcode:2006BpJ....91.1248T. Дои:10.1529/biophysj.106.085985. ЧВК  1518658. PMID  16731564.
  96. ^ а б Patel A, Sharif-Naeini R, Folgering JR, Bichet D, Duprat F, Honoré E (2010). "Canonical TRP channels and mechanotransduction: from physiology to disease states". Pflügers Arch. 460 (3): 571–81. Дои:10.1007/s00424-010-0847-8. PMID  20490539.
  97. ^ Maingret F, Fosset M, Lesage F, Lazdunski M, Honoré E (January 1999). "TRAAK is a mammalian neuronal mechano-gated K+ channel". J. Biol. Chem. 274 (3): 1381–7. Дои:10.1074/jbc.274.3.1381. PMID  9880510.
  98. ^ Patel AJ, Honoré E, Maingret F, Lesage F, Fink M, Duprat F, Lazdunski M (August 1998). "A mammalian two pore domain mechano-gated S-like K+ channel". EMBO J. 17 (15): 4283–90. Дои:10.1093/emboj/17.15.4283. ЧВК  1170762. PMID  9687497.
  99. ^ Nagasawa M, Kanzaki M, Iino Y, Morishita Y, Kojima I (2001). «Идентификация нового хлоридного канала, выраженного в эндоплазматическом ретикулуме, аппарате Гольджи и ядре». J. Biol. Chem. 276 (23): 20413–20418. Дои:10.1074 / jbc.M100366200. PMID  11279057.
  100. ^ Ozeki-Miyawaki C, Moriya Y, Tatsumi H, Iida H, Sokabe M (2005). "Identification of functional domains of Mid1, a stretch-activated channel component, necessary for localization to the plasma membrane and Ca2+ permeation". Exp. Cell Res. 311 (1): 84–95. Дои:10.1016/j.yexcr.2005.08.014. PMID  16202999.

The following is not referenced in the article, and/or is in conflict with Engler, A. et al., 2006:

  • Perozo, E; Kloda, A; Cortes, DM; и другие. (2002). "Physical principles underlying the transduction of bilayer deformation forces during mechanosensitive channel gating". Структурная и молекулярная биология природы. 9 (9): 696–703. Дои:10.1038/nsb827. PMID  12172537.