Протонный канал, управляемый напряжением - Voltage-gated proton channel

Идентификаторы
СимволHv
TCDB1.A.51
OPM суперсемейство8
Белок OPM3wkv

Протонные каналы, управляемые напряжением находятся ионные каналы которые обладают уникальным свойством открываться деполяризация, но в сильно pH -чувствительный образ.[1] В результате эти каналы открываются только тогда, когда электрохимический градиент наружу, так что их открытие позволит только протонам покинуть клетки. Таким образом, их функция выглядит так: кислота выдавливание из клеток.[2]

Другая важная функция происходит в фагоциты (например. эозинофилы, нейтрофилы, и макрофаги ) вовремя респираторный взрыв. Когда бактерии или другой микробы поглощены фагоцитами, фермент НАДФН оксидаза собирается в мембране и начинает производить активные формы кислорода (ROS), которые помогают убивать бактерии.[3] НАДФН-оксидаза является электрогенным,[4] движутся электроны через мембрану, и протонные каналы открываются, позволяя потоку протонов электрически уравновешивать движение электронов.[5]Функциональная экспрессия Hv1 в фагоцитах хорошо изучена у млекопитающих, а недавно и у рыбок данио,[6] предполагая его важную роль в иммунных клетках млекопитающих и позвоночных, не являющихся млекопитающими. Группа низкомолекулярных ингибиторов канала Hv1 показана в качестве химиотерапевтических и противовоспалительных агентов.[7]

При активации потенциал-зависимый протонный канал HV1 может пропускать до 100 000 ионов водорода через мембрану каждую секунду.[8] В то время как большинство потенциалзависимых ионных каналов содержат центральную пору, окружающую альфа-спирали и область измерения напряжения (VSD), управляемые по напряжению водородные каналы не содержат центральной поры,[9] поэтому их чувствительные к напряжению области (VSD) выполняют работу по переносу кислотных протонов через мембрану. Как уже упоминалось, эти управляемые по напряжению водородные каналы проводят только ток наружу, что означает, что они используются для вывода кислотных протонов из мембраны. В результате открытие потенциалзависимых водородных каналов обычно гиперполяризует клеточную мембрану или делает мембранный потенциал более отрицательным.

Недавнее открытие показало, что потенциал-зависимый протонный канал Hv1 сильно экспрессируется в тканях опухоли груди человека, которые являются метастатическими, но не в тканях неметастатического рака груди.[10] Поскольку было обнаружено, что он также сильно экспрессируется в других раковых тканях,[11] Изучение потенциалзависимого протонного канала заставило многих ученых задуматься о том, какое значение он имеет в метастазировании рака. Однако многое еще предстоит узнать о структуре и функциях потенциалзависимого протонного канала.

Известные типы

Рекомендации

  1. ^ Черный В.В., Маркин В.С., DeCoursey TE (июнь 1995 г.). «Активированная напряжением проводимость ионов водорода в альвеолярных эпителиальных клетках крысы определяется градиентом pH». Журнал общей физиологии. 105 (6): 861–96. CiteSeerX  10.1.1.282.2439. Дои:10.1085 / jgp.105.6.861. ЧВК  2216954. PMID  7561747.
  2. ^ Decoursey TE (апрель 2003 г.). «Управляемые напряжением протонные каналы и другие пути передачи протонов». Физиологические обзоры. 83 (2): 475–579. Дои:10.1152 / физрев.00028.2002. PMID  12663866.
  3. ^ Бабиор БМ (Март 1999 г.). «НАДФН-оксидаза: обновление» (PDF). Кровь. 93 (5): 1464–76. Дои:10.1182 / кровь.V93.5.1464. PMID  10029572.
  4. ^ Хендерсон Л. М., Чаппелл Дж. Б., Джонс О. Т. (сентябрь 1987 г.). «Генерирующая супероксид НАДФН-оксидаза нейтрофилов человека является электрогенной и связана с H + каналом». Биохимический журнал. 246 (2): 325–9. Дои:10.1042 / bj2460325. ЧВК  1148280. PMID  2825632.
  5. ^ Мерфи Р., ДеКурси Т. Е. (август 2006 г.). «Компенсация заряда при респираторном взрыве фагоцитов». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Биоэнергетика. Биоэнергетика (опубликовано 08.08.2006). 1757 (8): 996–1011. Дои:10.1016 / j.bbabio.2006.01.005. PMID  16483534.
  6. ^ Ратанайота А., Каваи Т., Хигасиджима С.И., Окамура Ю. (август 2017 г.). «Молекулярная и функциональная характеристика потенциал-зависимого протонного канала в нейтрофилах рыбок данио». Физиологические отчеты. 5 (15): e13345. Дои:10.14814 / phy2.13345. ЧВК  5555884. PMID  28774948.
  7. ^ Хонг Л., Патхак М.М., Ким И.Х., Та Д., Томбола Ф. (январь 2013 г.). «Чувствительный к напряжению домен потенциалозависимого протонного канала Hv1 разделяет механизм блока с поровыми доменами». Нейрон. 77 (2): 274–87. Дои:10.1016 / j.neuron.2012.11.013. ЧВК  3559007. PMID  23352164.
  8. ^ ДеКурси Т.Е., Хослер Дж. (Март 2014 г.). «Философия потенциалозависимых протонных каналов». Журнал Королевского общества, Интерфейс. 11 (92): 20130799. Дои:10.1098 / rsif.2013.0799. ЧВК  3899857. PMID  24352668.
  9. ^ ДеКурси Т.Е., Морган Д., Мюссет Б., Черный В.В. (август 2016 г.). «Понимание структуры и функции HV1 из метаанализа исследований мутаций». Журнал общей физиологии. 148 (2): 97–118. Дои:10.1085 / jgp.201611619. ЧВК  4969798. PMID  27481712.
  10. ^ Ван И, Ли SJ, Пан Дж, Че Й, Инь Дж, Чжао Q (август 2011). «Специфическая экспрессия потенциалзависимого протонного канала человека Hv1 в высокометастатических клетках рака молочной железы, способствует прогрессированию опухоли и метастазированию». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях. 412 (2): 353–9. Дои:10.1016 / j.bbrc.2011.07.102. PMID  21821008.
  11. ^ Ван И, Ву Х, Ли Кью, Чжан С., Ли СДж (2013). «Человеческий потенциал-зависимый протонный канал hv1: новый потенциальный биомаркер для диагностики и прогноза колоректального рака». PLOS ONE. 8 (8): e70550. Дои:10.1371 / journal.pone.0070550. ЧВК  3734282. PMID  23940591.