Los canales de iones son proteínas de membrana formadoras de poros que permiten que los iones pasen a través del poro del canal. Sus funciones incluyen el establecimiento de un potencial de membrana en reposo , [1] la formación de potenciales de acción y otras señales eléctricas por gating el flujo de iones a través de la membrana celular , el control del flujo de iones a través secretoras y células epiteliales , y la regulación celular volumen. Los canales de iones están presentes en las membranas de todas las células. [2] [3] Los canales de iones son una de las dos clases de ionofóricosproteínas, el otro son transportadores de iones . [4]
El estudio de los canales iónicos a menudo implica biofísica , electrofisiología y farmacología , mientras se utilizan técnicas que incluyen pinzamiento de voltaje , pinzamiento de parche , inmunohistoquímica , cristalografía de rayos X , fluoroscopia y RT-PCR . Su clasificación como moléculas se conoce como canalómica .
Caracteristicas basicas
Hay dos características distintivas de los canales iónicos que los diferencian de otros tipos de proteínas transportadoras de iones: [4]
- La velocidad de transporte de iones a través del canal es muy alta (a menudo 10 6 iones por segundo o más).
- Los iones pasan a través de canales por su gradiente electroquímico , que es una función de la concentración de iones y el potencial de membrana, "cuesta abajo", sin la entrada (o ayuda) de energía metabólica (por ejemplo , ATP , mecanismos de cotransporte o mecanismos de transporte activo ).
Los canales de iones se encuentran dentro de la membrana de todas las células excitables [3] y de muchos orgánulos intracelulares . A menudo se describen como túneles estrechos llenos de agua que permiten que solo pasen iones de cierto tamaño y / o carga. Esta característica se llama permeabilidad selectiva . El poro del canal arquetípico tiene solo uno o dos átomos de ancho en su punto más estrecho y es selectivo para especies específicas de iones, como sodio o potasio . Sin embargo, algunos canales pueden ser permeables al paso de más de un tipo de ión, y por lo general comparten una carga común: positiva ( cationes ) o negativa ( aniones ). Los iones a menudo se mueven a través de los segmentos del poro del canal en una sola fila casi tan rápido como los iones se mueven a través de la solución libre. En muchos canales de iones, el paso a través del poro está gobernado por una "puerta", que puede abrirse o cerrarse en respuesta a señales químicas o eléctricas, temperatura o fuerza mecánica.
Los canales de iones son proteínas de membrana integrales , típicamente formadas como ensamblajes de varias proteínas individuales. Tales conjuntos de " subunidades múltiples " normalmente implican una disposición circular de proteínas idénticas u homólogas empaquetadas estrechamente alrededor de un poro lleno de agua a través del plano de la membrana o bicapa lipídica . [5] [6] Para la mayoría de los canales iónicos activados por voltaje , las subunidades formadoras de poros se denominan subunidades α, mientras que las subunidades auxiliares se denominan β, γ, etc.
Papel biológico
Debido a que los canales subyacen al impulso nervioso y a que los canales "activados por el transmisor" median la conducción a través de las sinapsis , los canales son componentes especialmente prominentes del sistema nervioso . De hecho, numerosas toxinas que los organismos han desarrollado para apagar el sistema nervioso de depredadores y presas (por ejemplo, los venenos producidos por arañas, escorpiones, serpientes, peces, abejas, caracoles marinos y otros) funcionan modulando la conductancia del canal iónico y / o cinética. Además, los canales de iones son componentes clave en una amplia variedad de procesos biológicos que implican cambios rápidos en las células, tales como cardíaco , esquelético y músculo liso contracción , epitelial transporte de nutrientes e iones, de células T de activación y pancreático de las células beta de insulina lanzamiento. En la búsqueda de nuevos fármacos, los canales iónicos son un objetivo frecuente. [7] [8] [9]
Diversidad
Hay más de 300 tipos de canales iónicos solo en las células del oído interno. [10] Los canales iónicos pueden ser clasificadas por la naturaleza de su gating , las especies de iones que pasan a través de esas puertas, el número de puertas (poros) y la localización de las proteínas.
Surge una mayor heterogeneidad de los canales iónicos cuando los canales con diferentes subunidades constitutivas dan lugar a un tipo específico de corriente. [11] La ausencia o mutación de uno o más de los tipos contribuyentes de subunidades del canal puede resultar en la pérdida de la función y, potencialmente, subyacer a enfermedades neurológicas.
Clasificación por puerta
Los canales de iones pueden clasificarse por compuerta, es decir, lo que abre y cierra los canales. Por ejemplo, los canales iónicos activados por voltaje se abren o cierran dependiendo del gradiente de voltaje a través de la membrana plasmática, mientras que los canales iónicos activados por ligando se abren o cierran dependiendo de la unión de los ligandos al canal.
Dependiente de voltaje
Los canales iónicos activados por voltaje se abren y cierran en respuesta al potencial de membrana .
- Canales de sodio activados por voltaje : esta familia contiene al menos 9 miembros y es en gran parte responsable de la creación y propagación del potencial de acción . Las subunidades α formadoras de poros son muy grandes (hasta 4.000 aminoácidos ) y constan de cuatro dominios repetidos homólogos (I-IV) que comprenden cada uno seis segmentos transmembrana (S1-S6) para un total de 24 segmentos transmembrana. Los miembros de esta familia también se ensamblan conjuntamente con subunidades β auxiliares, cada una de las cuales atraviesa la membrana una vez. Ambas subunidades α y β están ampliamente glicosiladas .
- Canales de calcio dependientes de voltaje : esta familia contiene 10 miembros, aunque se sabe que estos se ensamblan conjuntamente con las subunidades α 2 δ, β y γ. Estos canales juegan un papel importante tanto en la vinculación de la excitación muscular con la contracción como en la excitación neuronal con la liberación del transmisor. Las subunidades α tienen un parecido estructural general con las de los canales de sodio y son igualmente grandes.
- Canales catiónicos de los espermatozoides : esta pequeña familia de canales, normalmente denominados canales Catsper, está relacionada con los canales de dos poros y de forma distante con los canales TRP .
- Canales de potasio activados por voltaje (K V ): esta familia contiene casi 40 miembros, que se dividen en 12 subfamilias. Estos canales son conocidos principalmente por su papel en la repolarización de la membrana celular siguiendo los potenciales de acción . Las subunidades α tienen seis segmentos transmembrana, homólogos a un solo dominio de los canales de sodio. En consecuencia, se ensamblan como tetrámeros para producir un canal funcional.
- Algunos canales potenciales de receptores transitorios : este grupo de canales, normalmente denominados simplemente canales TRP, recibe su nombre de su función en la fototransducción de Drosophila . Esta familia, que contiene al menos 28 miembros, es increíblemente diversa en su método de activación. Algunos canales de TRP parecen estar constitutivamente abiertos, mientras que otros están controlados por voltaje , Ca 2+ intracelular , pH, estado redox, osmolaridad y estiramiento mecánico . Estos canales también varían según los iones por los que pasan, algunos son selectivos para el Ca 2+ mientras que otros son menos selectivos y actúan como canales catiónicos. Esta familia se subdivide en 6 subfamilias según la homología: clásica ( TRPC ), receptores vainilloides ( TRPV ), melastatina ( TRPM ), policistinas ( TRPP ), mucolipinas ( TRPML ) y proteína transmembrana anquirina 1 ( TRPA ).
- Canales controlados por nucleótidos cíclicos activados por hiperpolarización : la apertura de estos canales se debe a la hiperpolarización más que a la despolarización requerida para otros canales activados por nucleótidos cíclicos . Estos canales también son sensibles a los nucleótidos cíclicos cAMP y cGMP , que alteran la sensibilidad al voltaje de la apertura del canal. Estos canales son permeables a los cationes monovalentes K + y Na + . Hay 4 miembros de esta familia, todos los cuales forman tetrámeros de subunidades α de seis transmembrana. A medida que estos canales se abren en condiciones de hiperpolarización, funcionan como canales de marcapasos en el corazón, en particular en el nodo SA .
- Canales de protones activados por voltaje: los canales de protones activados por voltaje se abren con despolarización, pero de una manera muy sensible al pH. El resultado es que estos canales se abren solo cuando el gradiente electroquímico es hacia afuera, de modo que su apertura solo permitirá que los protones abandonen las células. Por tanto, su función parece ser la extrusión de ácido de las células. Otra función importante ocurre en los fagocitos (por ejemplo , eosinófilos , neutrófilos , macrófagos ) durante el "estallido respiratorio". Cuando las bacterias u otros microbios son engullidos por los fagocitos, la enzima NADPH oxidasa se ensambla en la membrana y comienza a producir especies reactivas de oxígeno (ROS) que ayudan a matar las bacterias. La NADPH oxidasa es electrogénica, mueve electrones a través de la membrana y los canales de protones se abren para permitir que el flujo de protones equilibre eléctricamente el movimiento de los electrones.
Activado por ligando (neurotransmisor)
También conocidos como receptores ionotrópicos , este grupo de canales se abre en respuesta a moléculas de ligando específicas que se unen al dominio extracelular de la proteína receptora. La unión del ligando provoca un cambio conformacional en la estructura de la proteína del canal que finalmente conduce a la apertura de la puerta del canal y al flujo iónico subsiguiente a través de la membrana plasmática. Ejemplos de tales canales incluyen el catión permeable receptor "nicotínico" acetilcolina , los receptores ionotrópicos de glutamato , los canales iónicos de detección de ácido ( ASIC ), [12] receptores P2X de apertura por ATP , y el ácido-gated γ-aminobutírico permeable a los aniones GABA Un receptor .
Los canales iónicos activados por segundos mensajeros también pueden clasificarse en este grupo, aunque los ligandos y los segundos mensajeros se distinguen entre sí.
Activado por lípidos
Este grupo de canales se abre en respuesta a moléculas de lípidos específicas que se unen al dominio transmembrana del canal, típicamente cerca de la valva interna de la membrana plasmática. [13] El fosfatidilinositol 4,5-bisfosfato ( PIP 2 ) y el ácido fosfatídico ( PA ) son los lípidos mejor caracterizados para bloquear estos canales. [14] [15] [16] Muchos de los canales de potasio de fuga están controlados por lípidos, incluidos los canales de potasio rectificadores hacia adentro y los canales de potasio de dos dominios de poros TREK-1 y TRAAK. La familia de canales de potasio KCNQ está controlada por PIP 2 . [17] El canal de potasio activado por voltaje (Kv) está regulado por PA. Su punto medio de activación cambia +50 mV tras la hidrólisis del PA, cerca de los potenciales de membrana en reposo. [18] Esto sugiere que Kv podría abrirse por hidrólisis de lípidos independientemente del voltaje y puede calificar este canal como canal dual de lípidos y voltaje.
Otras puertas
El bloqueo también incluye la activación e inactivación por segundos mensajeros desde el interior de la membrana celular , en lugar de desde el exterior de la célula, como en el caso de los ligandos.
- Algunos canales de potasio:
- Los canales de potasio hacia el interior del rectificador : Estos canales permiten que los iones de potasio fluyan en la célula en un "dentro rectificación de" manera: potasio fluye de manera más eficiente en que fuera de la célula. Esta familia está compuesta por 15 miembros oficiales y 1 no oficial y se subdivide en 7 subfamilias según la homología. Estos canales se ven afectados por las subunidades intracelulares de ATP , PIP 2 y proteína G. Están involucrados en procesos fisiológicos importantes como la actividad del marcapasos en el corazón, la liberación de insulina y la captación de potasio en las células gliales . Contienen sólo dos segmentos transmembrana, correspondientes a los segmentos formadores de poros centrales de los canales K V y K Ca. Sus subunidades α forman tetrámeros.
- Canales de potasio activados por calcio : esta familia de canales es activada por el Ca 2+ intracelular y contiene 8 miembros.
- Canal de potasio del dominio de los poros en tándem : esta familia de 15 miembros forma lo que se conoce como canales de fuga y muestran rectificación Goldman-Hodgkin-Katz (abierta) . Al contrario de su nombre común de "canales de potasio de dominio de dos poros", estos canales tienen sólo un poro pero dos dominios de poro por subunidad. [19] [20]
- Los canales de dos poros incluyen canales catiónicos activados por ligando y activados por voltaje, llamados así porque contienen dos subunidades formadoras de poros. Como sugiere su nombre, tienen dos poros. [21] [22] [23] [24] [25]
- Los canales activados por la luz, como la canalrodopsina, se abren directamente mediante fotones .
- Los canales de iones mecanosensibles se abren bajo la influencia del estiramiento, la presión, el cizallamiento y el desplazamiento.
- Canales regulados por nucleótidos cíclicos : esta superfamilia de canales contiene dos familias: los canales regulados por nucleótidos cíclicos (CNG) y los canales regulados por nucleótidos cíclicos activados por hiperpolarización (HCN). Esta agrupación es funcional más que evolutiva.
- Canales controlados por nucleótidos cíclicos: esta familia de canales se caracteriza por la activación por cAMP o cGMP intracelular . Estos canales son principalmente permeables a cationes monovalentes como K + y Na + . También son permeables al Ca 2+ , aunque actúa para cerrarlos. Hay 6 miembros de esta familia, que se divide en 2 subfamilias.
- Canales controlados por nucleótidos cíclicos activados por hiperpolarización
- Canales regulados por temperatura: los miembros de la superfamilia de canales iónicos de potencial receptor transitorio , como TRPV1 o TRPM8 , se abren con temperaturas frías o calientes.
Clasificación por tipo de iones
- Canales de cloruro : esta superfamilia de canales consta de aproximadamente 13 miembros. Incluyen ClC, CLIC, bestrofinas y CFTR. Estos canales no son selectivos para aniones pequeños; sin embargo, el cloruro es el anión más abundante y, por lo tanto, se conocen como canales de cloruro.
- Canales de potasio
- Canales de potasio activados por voltaje , por ejemplo, Kvs, Kirs, etc.
- Canales de potasio activados por calcio, por ejemplo, BKCa o MaxiK, SK, etc.
- Canales de potasio rectificadores hacia adentro
- Canales de potasio con dominio de dos poros : esta familia de 15 miembros forma lo que se conoce como canales de fuga y muestran rectificación Goldman-Hodgkin-Katz (abierta) .
- Canales de sodio
- Canales de sodio activados por voltaje (NaV)
- Canales epiteliales de sodio (ENaC) [26]
- Canales de calcio (CaV)
- Canales de protones
- Canales de protones activados por voltaje
- Canales de cationes no selectivos : estos permiten de forma no selectiva muchos tipos de cationes, principalmente Na + , K + y Ca 2+ , a través del canal.
- La mayoría de los canales potenciales de receptores transitorios
Clasificación por localización celular
Los canales de iones también se clasifican según su localización subcelular. La membrana plasmática representa alrededor del 2% de la membrana total de la célula, mientras que los orgánulos intracelulares contienen el 98% de la membrana celular. Los principales compartimentos intracelulares son el retículo endoplásmico , el aparato de Golgi y las mitocondrias . Sobre la base de la localización, los canales iónicos se clasifican como:
- Canales de membrana plasmática
- Ejemplos: canales de potasio dependientes de voltaje (Kv), canales de sodio (Nav), canales de calcio (Cav) y canales de cloruro (ClC)
- Canales intracelulares, que además se clasifican en diferentes orgánulos.
- Canales del retículo endoplásmico : RyR, SERCA, ORAi
- Canales mitocondriales: mPTP, KATP, BK, IK, CLIC5, Kv7.4 en la membrana interna y VDAC y CLIC4 como canales de la membrana externa.
Otras clasificaciones
Algunos canales iónicos se clasifican según la duración de su respuesta a los estímulos:
- Canales potenciales de receptores transitorios : este grupo de canales, normalmente denominados simplemente canales TRP, recibe su nombre de su función en la fototransducción visual de Drosophila . Esta familia, que contiene al menos 28 miembros, es diversa en sus mecanismos de activación. Algunos canales de TRP permanecen constitutivamente abiertos, mientras que otros están activados por voltaje , Ca 2+ intracelular , pH , estado redox , osmolaridad y estiramiento mecánico . Estos canales también varían según los iones que pasan, algunos son selectivos para Ca 2+ mientras que otros son canales de cationes menos selectivos. Esta familia se subdivide en 6 subfamilias según la homología: TRP canónico ( TRPC ), receptores vanilloides ( TRPV ), melastatina ( TRPM ), policistinas ( TRPP ), mucolipinas ( TRPML ) y proteína transmembrana anquirina 1 ( TRPA ).
Estructura detallada
Los canales difieren con respecto al ión que dejan pasar (por ejemplo, Na + , K + , Cl - ), las formas en que pueden regularse, el número de subunidades de las que están compuestos y otros aspectos de la estructura. [27] Los canales que pertenecen a la clase más grande, que incluye los canales dependientes de voltaje que subyacen al impulso nervioso, consta de cuatro subunidades con seis hélices transmembrana cada una. Al activarse, estas hélices se mueven y abren el poro. Dos de estas seis hélices están separadas por un bucle que recubre el poro y es el principal determinante de la selectividad iónica y la conductancia en esta clase de canales y en algunas otras. La existencia y el mecanismo de la selectividad iónica fueron postulados por primera vez a finales de la década de 1960 por Bertil Hille y Clay Armstrong . [28] [29] [30] [31] [32] La idea de la selectividad iónica para los canales de potasio era que los carbonil oxígenos de las cadenas principales de proteínas del "filtro de selectividad" (nombrado por Bertil Hille ) podrían reemplazar eficientemente el agua. moléculas que normalmente protegen a los iones de potasio, pero que los iones de sodio eran más pequeños y no pueden deshidratarse por completo para permitir tal protección y, por lo tanto, no podían atravesarlos. Este mecanismo se confirmó finalmente cuando se dilucidó la primera estructura de un canal iónico. Un canal de potasio bacteriano KcsA, que consta solo del filtro de selectividad, el bucle "P" y dos hélices transmembrana, se utilizó como modelo para estudiar la permeabilidad y la selectividad de los canales iónicos en el laboratorio de Mackinnon. La determinación de la estructura molecular de KcsA por Roderick MacKinnon utilizando cristalografía de rayos X ganó una parte del Premio Nobel de Química de 2003 . [33]
Debido a su pequeño tamaño y la dificultad de cristalizar proteínas de membrana integrales para el análisis de rayos X, solo recientemente los científicos han podido examinar directamente cómo "se ven" los canales. Particularmente en los casos en que la cristalografía requirió eliminar canales de sus membranas con detergente, muchos investigadores consideran que las imágenes obtenidas son provisionales. Un ejemplo es la estructura cristalina largamente esperada de un canal de potasio dependiente de voltaje, que se informó en mayo de 2003. [34] [35] Una ambigüedad inevitable acerca de estas estructuras se relaciona con la fuerte evidencia de que los canales cambian de conformación a medida que operan (ellos abrir y cerrar, por ejemplo), de modo que la estructura en el cristal podría representar cualquiera de estos estados operativos. La mayor parte de lo que los investigadores han deducido sobre el funcionamiento del canal hasta ahora lo han establecido mediante electrofisiología , bioquímica , comparación de secuencias de genes y mutagénesis .
Los canales pueden tener dominios de uno solo (CLIC) a múltiples transmembrana (canales de K, receptores P2X, canales de Na) que atraviesan la membrana plasmática para formar poros. Pore puede determinar la selectividad del canal. La puerta se puede formar dentro o fuera de la región de los poros.
Farmacología
Las sustancias químicas pueden modular la actividad de los canales iónicos, por ejemplo, bloqueándolos o activándolos.
Bloqueadores de canales de iones
Una variedad de bloqueadores de los canales de iones (moléculas orgánicas e inorgánicas) pueden modular la conductancia y la actividad de los canales de iones. Algunos bloqueadores de uso común incluyen:
- Tetrodotoxina (TTX), utilizada por los peces globo y algunos tipos de tritones para la defensa. Bloquea los canales de sodio.
- La saxitoxina es producida por un dinoflagelado también conocido como " marea roja ". Bloquea los canales de sodio dependientes del voltaje.
- Los caracoles de cono utilizan la conotoxina para cazar presas.
- La lidocaína y la novocaína pertenecen a una clase de anestésicos locales que bloquean los canales de iones de sodio.
- La dendrotoxina es producida por serpientes mamba y bloquea los canales de potasio.
- La Iberiotoxina es producida por el Buthus tamulus (escorpión de las Indias Orientales) y bloquea los canales de potasio.
- La heteropodatoxina es producida por Heteropoda venatoria (araña cazadora marrón o laya) y bloquea los canales de potasio.
Activadores de canales de iones
Se sabe que varios compuestos promueven la apertura o activación de canales iónicos específicos. Estos se clasifican por el canal en el que actúan:
- Abridores de canales de calcio , como Bay K8644
- Abridores de canales de cloruro , como fenantrolina
- Abridores de canales de potasio , como minoxidil
- Abridores de canales de sodio , como DDT
Enfermedades
Hay una serie de trastornos que alteran el funcionamiento normal de los canales iónicos y tienen consecuencias desastrosas para el organismo. Los trastornos genéticos y autoinmunitarios de los canales iónicos y sus modificadores se conocen como canalopatías . Ver Categoría: Canalopatías para obtener una lista completa.
- Las mutaciones del gen del agitador provocan un defecto en los canales iónicos activados por voltaje, lo que ralentiza la repolarización de la célula.
- Parálisis periódica hiperpotasémico Equine así como parálisis periódica hiperpotasémico humano (HyperPP) son causadas por un defecto en los canales de sodio dependientes de voltaje.
- Paramyotonia congénita (PC) y miotonias agravadas por potasio (PAM)
- Epilepsia generalizada con convulsiones febriles plus (GEFS +)
- Ataxia episódica (EA), caracterizada por episodios esporádicos de descoordinación severa con o sin mioquimia , y puede ser provocada por estrés, sobresalto o esfuerzo intenso como el ejercicio.
- Migraña hemipléjica familiar (FHM)
- Ataxia espinocerebelosa tipo 13
- El síndrome de QT largo es un síndrome de arritmia ventricular causado por mutaciones en uno o más de los diez genes diferentes en la actualidad , la mayoría de los cuales son canales de potasio y todos afectan la repolarización cardíaca .
- El síndrome de Brugada es otra arritmia ventricular causada por mutaciones del gen del canal de sodio dependiente de voltaje .
- La polimicrogiria es una malformación del desarrollo del cerebro causada por mutaciones en el gen del receptor de NMDA y el canal de sodio dependiente de voltaje . [36]
- La fibrosis quística es causada por mutaciones en el gen CFTR, que es un canal de cloruro.
- La mucolipidosis tipo IV es causada por mutaciones en el gen que codifica el canal TRPML1.
- Las mutaciones y la sobreexpresión de los canales iónicos son eventos importantes en las células cancerosas. En el glioblastoma multiforme , la regulación positiva de los canales de potasio gBK y los canales de cloruro de ClC-3 permite que las células del glioblastoma migren dentro del cerebro, lo que puede conducir a patrones de crecimiento difusos de estos tumores. [37]
Historia
Las propiedades fundamentales de las corrientes mediadas por canales iónicos fueron analizadas por los biofísicos británicos Alan Hodgkin y Andrew Huxley como parte de su investigación ganadora del Premio Nobel sobre el potencial de acción , publicada en 1952. Se basaron en el trabajo de otros fisiólogos, como Cole. y la investigación de Baker sobre los poros de las membranas controladas por voltaje a partir de 1941. [38] [39] La existencia de canales iónicos fue confirmada en la década de 1970 por Bernard Katz y Ricardo Miledi utilizando análisis de ruido. Luego se mostró más directamente con una técnica de grabación eléctrica conocida como " patch clamp ", que llevó a un premio Nobel a Erwin Neher y Bert Sakmann , los inventores de la técnica. Cientos, si no miles, de investigadores continúan buscando una comprensión más detallada de cómo funcionan estas proteínas. En los últimos años, el desarrollo de dispositivos de pinza de parche automatizados ayudó a aumentar significativamente el rendimiento en el cribado de canales de iones.
El Premio Nobel de Química de 2003 fue otorgado a Roderick MacKinnon por sus estudios sobre las propiedades físico-químicas de la estructura y función de los canales iónicos, incluidos los estudios de la estructura cristalográfica de rayos X.
Cultura
Roderick MacKinnon encargó El nacimiento de una idea , una escultura de 1,5 m (5 pies) de altura basada en el canal de potasio KcsA . [40] La obra de arte contiene un objeto de alambre que representa el interior del canal con un objeto de vidrio soplado que representa la cavidad principal de la estructura del canal.
Ver también
- Hélice alfa
- Familia de canales de iones como se define en Pfam e InterPro
- Base de datos K i
- Canales iónicos de bicapa lipídica
- Transporte de magnesio
- Neurotoxina
- Transporte pasivo
- Canales de iones sintéticos
- Receptor transmembrana
Referencias
- ↑ Abdul Kadir L, Stacey M, Barrett-Jolley R (2018). "Roles emergentes del potencial de membrana: acción más allá del potencial de acción" . Fronteras en fisiología . 9 : 1661. doi : 10.3389 / fphys.2018.01661 . PMC 6258788 . PMID 30519193 .
- ^ Alexander SP, Mathie A, Peters JA (noviembre de 2011). "Canales de iones" . Revista británica de farmacología . 164 (Supl. 1): S137 – S174. doi : 10.1111 / j.1476-5381.2011.01649_5.x . PMC 3315630 .
- ^ a b "Ion Channel" . Scitable . 2014 . Consultado el 28 de mayo de 2019 .
- ^ a b Hille B (2001) [1984]. Canales de iones de membranas excitables (3ª ed.). Sunderland, Mass: Sinauer Associates, Inc. p. 5. ISBN 978-0-87893-321-1.
- ^ Purves D , Augustine GJ, Fitzpatrick D, Katz LC , LaMantia A, McNamara JO, Williams SM, eds. (2001). "Capítulo 4: Canales y Transportadores" . Neurociencia (2ª ed.). ISBN de Sinauer Associates Inc. 978-0-87893-741-7.
- ^ Hille B , Catterall WA (1999). "Capítulo 6: excitabilidad eléctrica y canales de iones" . En Siegel GJ, Agranoff BW, Albers RW, Fisher SK, Uhler MD (eds.). Neuroquímica básica: aspectos moleculares, celulares y médicos . Filadelfia: Lippincott-Raven. ISBN 978-0-397-51820-3.
- ^ Camerino DC, Tricarico D, Desaphy JF (abril de 2007). "Farmacología de los canales iónicos" . Neuroterapéutica . 4 (2): 184–98. doi : 10.1016 / j.nurt.2007.01.013 . PMID 17395128 .
- ^ Verkman AS, Galietta LJ (febrero de 2009). "Canales de cloruro como dianas de fármacos" . Reseñas de la naturaleza. Descubrimiento de drogas . 8 (2): 153–71. doi : 10.1038 / nrd2780 . PMC 3601949 . PMID 19153558 .
- ^ Camerino DC, Desaphy JF, Tricarico D, Pierno S, Liantonio A (2008). Aproximaciones terapéuticas a las enfermedades de los canales iónicos . Avances en Genética. 64 . págs. 81-145. doi : 10.1016 / S0065-2660 (08) 00804-3 . ISBN 978-0-12-374621-4. PMID 19161833 .
- ^ Gabashvili IS, Sokolowski BH, Morton CC, Giersch AB (septiembre de 2007). "Expresión génica del canal iónico en el oído interno" . Revista de la Asociación para la Investigación en Otorrinolaringología . 8 (3): 305-28. doi : 10.1007 / s10162-007-0082-y . PMC 2538437 . PMID 17541769 .
- ^ Vicini S (abril de 1999). "Nuevas perspectivas en el papel funcional de la heterogeneidad del canal GABA (A)". Neurobiología molecular . 19 (2): 97-110. doi : 10.1007 / BF02743656 . PMID 10371465 . S2CID 5832189 .
- ^ Hanukoglu I (febrero de 2017). "Canales de sodio tipo ASIC y ENaC: estados conformacionales y las estructuras de los filtros de selectividad iónica" . La revista FEBS . 284 (4): 525–545. doi : 10.1111 / febs.13840 . PMID 27580245 . S2CID 24402104 .
- ^ Hansen SB (mayo de 2015). "Agonismo de lípidos: el paradigma PIP2 de canales iónicos activados por ligando" . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biología molecular y celular de los lípidos . 1851 (5): 620–8. doi : 10.1016 / j.bbalip.2015.01.011 . PMC 4540326 . PMID 25633344 .
- ^ Hansen SB, Tao X, MacKinnon R (agosto de 2011). "Base estructural de la activación PIP2 del rectificador interno clásico K + canal Kir2.2" . Naturaleza . 477 (7365): 495–8. Código Bibliográfico : 2011Natur.477..495H . doi : 10.1038 / nature10370 . PMC 3324908 . PMID 21874019 .
- ^ Gao Y, Cao E, Julius D, Cheng Y (junio de 2016). "Las estructuras de TRPV1 en nanodiscos revelan mecanismos de acción de ligandos y lípidos" . Naturaleza . 534 (7607): 347–51. Código Bibliográfico : 2016Natur.534..347G . doi : 10.1038 / nature17964 . PMC 4911334 . PMID 27281200 .
- ^ Cabanos C, Wang M, Han X, Hansen SB (agosto de 2017). "2 Antagonismo de los canales TREK-1" . Informes de celda . 20 (6): 1287–1294. doi : 10.1016 / j.celrep.2017.07.034 . PMC 5586213 . PMID 28793254 .
- ^ Brown DA, Passmore GM (abril de 2009). "Canales neuronales KCNQ (Kv7)" . Revista británica de farmacología . 156 (8): 1185–95. doi : 10.1111 / j.1476-5381.2009.00111.x . PMC 2697739 . PMID 19298256 .
- ^ Hite RK, Butterwick JA, MacKinnon R (octubre de 2014). "Modulación de ácido fosfatídico de la función del sensor de voltaje del canal Kv" . eLife . 3 . doi : 10.7554 / eLife.04366 . PMC 4212207 . PMID 25285449 .
- ^ "Dos canales de potasio de dominio P" . Guía de farmacología . Consultado el 28 de mayo de 2019 .
- ^ Sonó HP (2003). Farmacología (8ª ed.). Edimburgo: Churchill Livingstone. pag. 59 . ISBN 978-0-443-07145-4.
- ^ Kintzer AF, Stroud RM (marzo de 2016). "Estructura, inhibición y regulación del canal de dos poros TPC1 de Arabidopsis thaliana" . Naturaleza . 531 (7593): 258–62. Código bibliográfico : 2016Natur.531..258K . bioRxiv 10.1101 / 041400 . doi : 10.1038 / nature17194 . PMC 4863712 . PMID 26961658 .
Aparte de los canales de Ca2 + y Na + que están formados por cuatro repeticiones intramoleculares, que juntos forman el poro del canal tetramérico, el nuevo canal tenía solo dos repeticiones tipo Shaker, cada una de las cuales estaba equipada con un dominio de poro. Debido a esta topología inusual, este canal, presente tanto en animales como en plantas, se denominó Two Pore Channel1 (TPC1).
- ^ Spalding EP, Harper JF (diciembre de 2011). "Los entresijos del transporte celular de Ca (2+)" . Opinión actual en biología vegetal . 14 (6): 715-20. doi : 10.1016 / j.pbi.2011.08.001 . PMC 3230696 . PMID 21865080 .
El mejor candidato para un canal de liberación de Ca2 + vacuolar es TPC1, un homólogo de un canal de Ca2 + dependiente de voltaje de mamífero que posee dos poros y doce tramos de membrana.
- ^ Brown BM, Nguyen HM, Wulff H (30 de enero de 2019). "Avances recientes en nuestra comprensión de la estructura y función de canales de cationes más inusuales" . F1000Research . 8 : 123. doi : 10.12688 / f1000research.17163.1 . PMC 6354322 . PMID 30755796 .
Los canales orgánulos de dos poros (TPC) son un tipo interesante de canal que, como su nombre indica, tiene dos poros.
- ^ Jammes F, Hu HC, Villiers F, Bouten R, Kwak JM (noviembre de 2011). "Canales permeables al calcio en células vegetales". La revista FEBS . 278 (22): 4262–76. doi : 10.1111 / j.1742-4658.2011.08369.x . PMID 21955583 . S2CID 205884593 .
Se ha predicho que el canal de dos poros de Arabidopsis (AtTPC1) tiene 12 hélices transmembrana y dos poros (líneas rojas).
- ^ Hooper R (septiembre de 2011). Caracterización molecular de canales de dos poros activados por NAADP (PDF) (Tesis).
Se cree que los TPC, con sus dos poros, se dimerizan para formar un canal funcional.
- ^ Hanukoglu I, Hanukoglu A (abril de 2016). "Familia de canales de sodio epiteliales (ENaC): filogenia, estructura-función, distribución tisular y enfermedades hereditarias asociadas" . Gene . 579 (2): 95-132. doi : 10.1016 / j.gene.2015.12.061 . PMC 4756657 . PMID 26772908 .
- ^ Lim C, Dudev T (2016). "Selectividad de potasio frente a sodio en filtros de selectividad de canal de iones monovalentes". En Sigel A, Sigel H, Sigel R (eds.). Los iones de metales alcalinos: su papel en la vida . Iones metálicos en ciencias de la vida. 16 . Saltador. págs. 325–47. doi : 10.1007 / 978-3-319-21756-7_10 . ISBN 978-3-319-21755-0. PMID 26860306 .
- ^ Hille B (diciembre de 1971). "La permeabilidad del canal de sodio a los cationes orgánicos en el nervio mielinizado" . La Revista de Fisiología General . 58 (6): 599–619. doi : 10.1085 / jgp.58.6.599 . PMC 2226049 . PMID 5315827 .
- ^ Bezanilla F, Armstrong CM (noviembre de 1972). "Conductancia negativa causada por la entrada de iones de sodio y cesio en los canales de potasio de los axones del calamar" . La Revista de Fisiología General . 60 (5): 588–608. doi : 10.1085 / jgp.60.5.588 . PMC 2226091 . PMID 4644327 .
- ^ Hille B (junio de 1973). "Canales de potasio en nervio mielinizado. Permeabilidad selectiva a pequeños cationes" . La Revista de Fisiología General . 61 (6): 669–86. doi : 10.1085 / jgp.61.6.669 . PMC 2203488 . PMID 4541077 .
- ^ Hille B (noviembre de 1975). "Selectividad iónica, saturación y bloqueo en los canales de sodio. Un modelo de cuatro barreras" . La Revista de Fisiología General . 66 (5): 535–60. doi : 10.1085 / jgp.66.5.535 . PMC 2226224 . PMID 1194886 .
- ^ Hille B (marzo de 2018). "Revista de fisiología general: permeación de membranas y selectividad iónica" . La Revista de Fisiología General . 150 (3): 389–400. doi : 10.1085 / jgp.201711937 . PMC 5839722 . PMID 29363566 .
- ^ Doyle DA, Morais Cabral J, Pfuetzner RA, Kuo A, Gulbis JM, Cohen SL, et al. (Abril de 1998). "La estructura del canal de potasio: base molecular de la conducción y selectividad de K +". Ciencia . 280 (5360): 69–77. Código Bibliográfico : 1998Sci ... 280 ... 69D . doi : 10.1126 / science.280.5360.69 . PMID 9525859 .
- ^ Jiang Y, Lee A, Chen J, Ruta V, Cadene M, Chait BT, MacKinnon R (mayo de 2003). "Estructura de rayos X de un canal de K + dependiente de voltaje" . Naturaleza . 423 (6935): 33–41. Bibcode : 2003Natur.423 ... 33J . doi : 10.1038 / nature01580 . PMID 12721618 . S2CID 4347957 .
- ^ Lunin VV, Dobrovetsky E, Khutoreskaya G, Zhang R, Joachimiak A, Doyle DA, et al. (Abril de 2006). "Estructura cristalina del transportador CorA Mg2 +" . Naturaleza . 440 (7085): 833–7. Código Bibliográfico : 2006Natur.440..833L . doi : 10.1038 / nature04642 . PMC 3836678 . PMID 16598263 .
- ^ Smith RS, Walsh CA (febrero de 2020). "Funciones del canal de iones en el desarrollo temprano del cerebro" . Tendencias en neurociencias . 43 (2): 103-114. doi : 10.1016 / j.tins.2019.12.004 . PMC 7092371 . PMID 31959360 .
- ^ Molenaar RJ (2011). "Canales iónicos en glioblastoma" . Neurología ISRN . 2011 : 590249. doi : 10.5402 / 2011/590249 . PMC 3263536 . PMID 22389824 .
- ^ Pethig R, Kell DB (agosto de 1987). "Las propiedades eléctricas pasivas de los sistemas biológicos: su importancia en fisiología, biofísica y biotecnología" (PDF) . Física en Medicina y Biología . 32 (8): 933–70. Código bibliográfico : 1987PMB .... 32..933P . doi : 10.1088 / 0031-9155 / 32/8/001 . PMID 3306721 .
Una revisión amplia de las características bioeléctricas de 1987 ... la observación de una inductancia (capacitancia negativa) por Cole y Baker (1941) durante las mediciones de las propiedades eléctricas de CA de los axones de calamar condujo directamente al concepto de poros de membrana activados por voltaje, encarnado en el célebre tratamiento de Hodgkin-Huxley (1952) (Cole 1972, Jack et al 1975), como el mecanismo crucial de la neurotransmisión.
- ^ Cole KS, Baker RF (julio de 1941). "Impedancia longitudinal del axón gigante del calamar" . La Revista de Fisiología General . Prensa de la Universidad Rockefeller. 24 (6): 771–88. doi : 10.1085 / jgp.24.6.771 . PMC 2238007 . PMID 19873252 .
Describe lo que sucede cuando se pega un axón de calamar gigante con electrodos y se pasa a través de una corriente alterna, y luego se nota que a veces el voltaje aumenta con el tiempo y otras veces disminuye. La reactancia inductiva es una propiedad del axón y requiere que contenga una estructura inductiva. La variación de la impedancia con la distancia interpolar indica que la inductancia está en la membrana.
- ^ Ball P (marzo de 2008). "El crisol: el arte inspirado en la ciencia debe ser más que una imagen bonita" . Mundo de la química . 5 (3): 42–43 . Consultado el 12 de enero de 2009 .
enlaces externos
- "Canales de iones activados por voltaje" . Base de datos IUPHAR de receptores y canales de iones . Unión Internacional de Farmacología Básica y Clínica.
- "Base de datos TRIP" . una base de datos curada manualmente de interacciones proteína-proteína para canales de TRP de mamíferos .
- Canales de iones en los encabezados de temas médicos (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .