电位门通道

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电位门通道(voltage gated channel)是对细胞内或细胞外特异离子浓度发生变化时,或对其他刺激引起膜电位变化时,致使其构象变化,“门”打开。K+电位门通道由四个α亚单位(I-IV)构成,每个亚单位均有6个(S1-S6)跨膜α螺旋节段,N和C端均位于胞质面。连接S5-S6段的发夹样β折叠 (P区或H5区),构成通道的内衬,大小可允许K+通过。
中文名
电位门通道
外文名
voltage gated channel
拼    音
dianweimentongdao
分    类
链霉菌

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电位门通道概述

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电位门通道(voltage gated channel)是对细胞内或细胞外特异离子浓度发生变化时,或对其他刺激引起膜电位变化时,致使其构象变化,“门”打开。如:神经肌肉接点由Ach门控通道开放而出现终板电位时,这个电位改变可使相邻的肌细胞膜中存在的电位门Na+通道和K+通道相继激活(即通道开放),引起肌细胞动作电位;动作电位传至肌质网,Ca2+通道打开引起Ca2+外流,引发肌肉收缩。
根据对Na+、K+、Ca2+通道蛋白质的结构分析,发现它们一级结构中的氨基酸排列有相当大的同源性,属于同一蛋白质家族,是由同一个远祖基因演化而来。K+电位门通道由四个α亚单位(I-IV)构成,每个亚单位均有6个(S1-S6)跨膜α螺旋节段,N和C端均位于胞质面。连接S5-S6段的发夹样β折叠 (P区或H5区),构成通道的内衬,大小可允许K+通过。

电位门通道分类

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K+通道具有三种状态:开启、关闭和失活。目前认为S4段是电压感受器, S4高度保守,属于疏水片段,但每隔两个疏水残基即有一个带正电荷的精氨酸或赖氨酸残基。S4段上的正电荷可能是门控电荷,当膜去极化时(膜外为负,膜内为正),引起带正电荷的氨基酸残基转向细胞外侧面,通道蛋白构象改变,“门”打开,大量K+外流,此时相当于K+的自由扩散。K+电位门它和Ach配体门一样只是瞬间(约几毫秒)开放,然后失活。此时N端的球形结构,堵塞在通道中央,通道失活,稍后球体释放,“门”处于关闭状态。
链霉菌(Streptomyces lividans)的钾离子通道KcsA也是由四个亚单位构成的,但每个亚基只有两个跨膜片段,结构较为简单。1998年,Roderick MacKinnon 等用X射线衍射技术获得了高分辨的KcsA通道图像,发现离子通透过程中离子的选择性主要发生在狭窄的选择性过滤器中。选择性过滤器长1.2nm,孔径约为0.3nm(K+脱水后直径约0.26nm),内部形成一串钾离子特异结合位点,从而只有钾离子能够“排队”通过通道。
河豚毒素(Tetrodotoxin,)能阻滞钠通道,毒素带正电荷的胍基伸人钠通道的离子选择性过滤器,和通道内壁上的游离羧基结合,毒素其余部分堵塞通道外侧端,妨碍钠离子进入,导致肌肉麻痹。
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