Домен тетрамеризации калиевого канала - Potassium channel tetramerisation domain

K + канал тетрамеризации домена
PDB 1t1d EBI.jpg
Идентификаторы
СимволК_тетра
PfamPF02214
ИнтерПроIPR003131
SCOP21т1д / Объем / СУПФАМ
OPM суперсемейство8
Белок OPM2a79

K + канал тетрамеризации домена является N-концевым доменом цитоплазматической тетрамеризации (T1) управляемые по напряжению каналы K +. Он определяет молекулярные детерминанты для подсемейства-специфической сборки альфа-субъединиц в функциональные тетрамерные каналы. Имеет отдаленное отношение к домену BTB / POZ. Pfam PF00651.

Калиевые каналы

Калиевые каналы являются самой разнообразной группой семейство ионных каналов.[2][3] Они важны для формирования потенциала действия, а также для возбудимости и пластичности нейронов.[4] Семейство калиевых каналов состоит из нескольких функционально различных изоформ, которые можно условно разделить на 2 группы:[5] практически не инактивирующая «задержанная» группа и быстро инактивирующаяся «временная» группа.

Все эти белки очень похожи, только небольшие аминокислотные изменения обуславливают разнообразие потенциалзависимого механизма стробирования, проводимости каналов и свойств связывания токсинов. Каждый тип K+ канал активируется различными сигналами и условиями в зависимости от их типа регуляции: некоторые открываются в ответ на деполяризацию плазматической мембраны; другие - в ответ на гиперполяризацию или повышение внутриклеточной концентрации кальция; некоторые могут регулироваться связыванием передатчика вместе с внутриклеточными киназами; в то время как другие регулируются GTP-связывающими белками или другими вторичными посредниками.[6] В эукариотических клетках K+ каналы участвуют в нейронной передаче сигналов и генерации сердечного ритма, действуют как эффекторы в путях передачи сигнала с участием рецепторов, связанных с G-белком (GPCR), и могут играть роль в лизисе клеток-мишеней цитотоксическими Т-лимфоцитами.[7] В прокариотических клетках они играют роль в поддержании ионного гомеостаза.[8]

Альфа-субъединицы каналов

Все K+ открытые к настоящему времени каналы обладают ядром из альфа-субъединиц, каждая из которых включает одну или две копии высококонсервативного домена петли поры (P-домена). P-домен содержит последовательность (T / SxxTxGxG), которую назвали K+ последовательность селективности. В семьях, содержащих один P-домен, четыре субъединицы собираются, чтобы сформировать селективный путь для K+ через мембрану. Однако остается неясным, как 2 субъединицы P-домена собираются с образованием селективной поры. Функциональное разнообразие этих семейств может возникать за счет гомо- или гетеро-ассоциаций альфа-субъединиц или ассоциации с вспомогательными цитоплазматическими бета-субъединицами. K+ субъединицы канала, содержащие один поровый домен, могут быть отнесены к одному из двух суперсемейств: те, которые обладают шестью трансмембранными (TM) доменами, и те, которые обладают только двумя доменами TM. Суперсемейство из шести ТМ-доменов может быть далее подразделено на семейства консервативных генов: потенциал-зависимые (Kv) каналы; каналы KCNQ (первоначально известные как каналы KvLQT); EAG-подобный K+ каналы; и три типа активированного кальцием (Ca) K+ каналы (ВК, ИК и СК).[8][9] Семейство доменов 2TM включает выпрямляющие внутрь K+ каналы. Кроме того, есть K+ альфа-субъединицы канала, которые обладают двумя Р-доменами. Обычно это сильно регулируемые K+ селективные каналы утечки.

Семейство Kv можно разделить на несколько подсемейств на основе сходства последовательностей и функции. Четыре из этих подсемейств, Kv1 (Shaker), Kv2 (Shab), Kv3 (Shaw) и Kv4 (Shal), состоят из порообразующих альфа-субъединиц, которые связаны с различными типами бета-субъединиц. Каждая альфа-субъединица включает шесть гидрофобных TM-доменов с P-доменом между пятым и шестым, который частично находится в мембране. Четвертый домен TM имеет положительно заряженные остатки на каждом третьем остатке и действует как датчик напряжения, который запускает конформационное изменение, открывающее поры канала в ответ на смещение мембранного потенциала.[10] Совсем недавно были клонированы 4 новые электрически молчащие альфа-субъединицы: Kv5 (KCNF), Kv6 (KCNG), Kv8 и Kv9 (KCNS). Эти субъединицы сами по себе не обладают какой-либо функциональной активностью, но, по-видимому, образуют гетеромерные каналы с субъединицами Kv2 и, таким образом, модулируют активность канала Shab.[11] При высокой экспрессии они подавляют активность каналов, но на более низких уровнях проявляют более специфические модулирующие действия.

Домен тетрамеризации

N-концевой цитоплазматический домен тетрамеризации (T1) потенциал-управляемых калиевых каналов кодирует молекулярные детерминанты для подсемейно-специфической сборки альфа-субъединиц в функциональные тетрамерные каналы.[12] Этот домен находится в подмножестве более крупной группы белков, которые содержат BTB / POZ домен.

Белки человека, содержащие этот домен

BTBD10; KCNA1; KCNA10; KCNA2; KCNA3; KCNA4; KCNA5; KCNA6;KCNA7; KCNB1; KCNB2; KCNC1; KCNC2; KCNC3; KCNC4; KCND1;KCND2; KCND3; KCNF1; KCNG1; KCNG2; KCNG3; KCNG4; KCNRG;KCNS1; KCNS2; KCNS3; KCNV1; KCNV2; KCTD1; KCTD10; KCTD11;KCTD12; KCTD13; KCTD14; KCTD15; KCTD16; KCTD17; KCTD18; KCTD19;KCTD2; KCTD20; KCTD21; KCTD3; KCTD4; KCTD5; KCTD6; KCTD7;KCTD8; KCTD9; ШКБП1; TNFAIP1;

использованная литература

  1. ^ Биксби К.А., Нанао М.Х., Шен Н.В. и др. (Январь 1999 г.). «Связывание Zn2 + и молекулярные детерминанты тетрамеризации в потенциал-управляемых K + каналах». Структурная и молекулярная биология природы. 6 (1): 38–43. Дои:10.1038/4911. PMID  9886290. S2CID  5414052.
  2. ^ Перни Т.М., Качмарек Л.К. (1991). «Молекулярная биология К + каналов». Curr. Мнение. Cell Biol. 3 (4): 663–670. Дои:10.1016/0955-0674(91)90039-2. PMID  1772658.
  3. ^ Уильямс Дж. Б., Люно С., Смит Дж. С., Видманн Р. (1991). «Шоу-подобные кДНК калиевых каналов мозга крысы с расходящимися 3'-концами». FEBS Lett. 288 (1): 163–167. Дои:10.1016/0014-5793(91)81026-5. PMID  1879548. S2CID  20731463.
  4. ^ Ян Л.Ю., Ян Ю.Н., Темпель Б.Л. (1988). «Клонирование вероятного гена калиевого канала из мозга мыши». Природа. 332 (6167): 837–839. Bibcode:1988Натура.332..837Т. Дои:10.1038 / 332837a0. PMID  2451788. S2CID  4262757.
  5. ^ Штумер В., Рупперсберг Дж. П., Шротер К. Х., Сакманн Б., Стокер М., Гизе К. П., Першке А., Бауман А., Понгс О. (1989). «Молекулярные основы функционального разнообразия потенциалзависимых калиевых каналов в мозге млекопитающих». EMBO J. 8 (11): 3235–3244. Дои:10.1002 / j.1460-2075.1989.tb08483.x. ЧВК  401447. PMID  2555158.
  6. ^ Ян Л.Ю., Ян Ю.Н., Шварц Т.Л., Темпель Б.Л., Папазян Д.М. (1988). «Множественные компоненты калиевых каналов производятся путем альтернативного сплайсинга в локусе Shaker у Drosophila». Природа. 331 (6152): 137–142. Bibcode:1988Натура.331..137С. Дои:10.1038 / 331137a0. PMID  2448635. S2CID  4245558.
  7. ^ Маттей М.Г., Лесаж Ф., Лаздунски М., Роми Дж., Барханин Дж., Аттали Б., Оноре Е., Рикар П., Шмид-Аллиана А. (1992). «Клонирование, функциональная экспрессия и регуляция двух К + каналов в человеческих Т-лимфоцитах». J. Biol. Chem. 267 (12): 8650–8657. PMID  1373731.
  8. ^ а б Миллер C (2000). «Обзор семейства калиевых каналов». Геном Биол. 1 (4): reviews0004.1. Дои:10.1186 / gb-2000-1-4-reviews0004. ЧВК  138870. PMID  11178249.
  9. ^ Эшкрофт FM (2000). «Каналы K +, управляемые напряжением». Ионные каналы и болезнь: 97–123. Дои:10.1016 / b978-012065310-2 / 50007-2. ISBN  9780120653102.
  10. ^ Sansom MS (2000). «Калиевые каналы: наблюдение за наклоном и поворотом датчика напряжения». Curr. Биол. 10 (5): R206–9. Дои:10.1016 / S0960-9822 (00) 00354-7. PMID  10712896. S2CID  323242.
  11. ^ Дюпра Ф., Лаздунски М, Херто С., Салинас М, Хьюнт Дж. П. (1997). «Новые модулирующие альфа-субъединицы для K + -каналов Shab млекопитающих». J. Biol. Chem. 272 (39): 24371–24379. Дои:10.1074 / jbc.272.39.24371. PMID  9305895.
  12. ^ Kreusch A, Choe S, Bixby KA, Nanao MH, Shen NV, Bellamy H, Pfaffinger PJ (1999). «Связывание Zn2 + и молекулярные детерминанты тетрамеризации в потенциал-управляемых K + каналах». Структурная и молекулярная биология природы. 6 (1): 38–43. Дои:10.1038/4911. PMID  9886290. S2CID  5414052.

дальнейшее чтение

  • Биксби, штат Калифорния; Nanao, MH; Shen, NV; Kreusch, A; Беллами, H; Pfaffinger, PJ; Чхве, S (1999). «Связывание Zn2 + и молекулярные детерминанты тетрамеризации в потенциал-управляемых K + каналах». Структурная и молекулярная биология природы. 6 (1): 38–43. Дои:10.1038/4911. PMID  9886290. S2CID  5414052.
Эта статья включает текст из общественного достояния Pfam и ИнтерПро: IPR003131