Войти
| Канал хлоридов с регулируемым напряжением | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Канал хлоридов Clc (PDB : 1OTS ) | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Символ | Voltage_CLC | ||||||||
| Pfam | PF00654 | ||||||||
| InterPro | IPR014743 | ||||||||
| SCOPe | 1kpl / SUPFAM | ||||||||
| TCDB | 2.A.49 | ||||||||
| суперсемейство OPM | 10 | ||||||||
| белок OPM | 1ots | ||||||||
| CDD | cd00400 | ||||||||
| |||||||||
Хлоридные каналы представляют собой надсемейство плохо изученных ионные каналы, специфичные для хлорида. Эти каналы могут проводить множество различных ионов, но названы в честь хлорида, потому что его концентрация in vivo намного выше, чем у других анионов. Несколько семейств потенциалозависимых каналы и лиганд-управляемые каналы (например, семейства CaCC ) были охарактеризованы у людей.
Управляемые напряжением хлоридные каналы отображают переменную множество важных физиологических и клеточных ролей, которые включают регуляцию pH, объемный гомеостаз, транспорт органических веществ, миграцию клеток, пролиферацию и дифференциацию клеток. Основываясь на гомологии последовательностей, хлоридные каналы можно разделить на несколько групп.
Управляемые напряжением хлоридные каналы важны для установки ячейки мембранного потенциала покоя и поддержания надлежащего состояния ячейки объем. Эти каналы проводят Cl-. или другие анионы, такие как HCO-. 3, I-., SCN-. и NO-. 3. Структура этих каналов не похожа на другие известные каналы. Субъединицы хлоридных каналов содержат от 1 до 12 трансмембранных сегментов. Некоторые хлоридные каналы активируются только напряжением (т. Е. Управляются напряжением), в то время как другие активируются Са, другими внеклеточными лигандами или pH.
Семейство CLC хлоридных каналов содержит 10 или 12 трансмембранных спиралей. Каждый белок образует единую пору. Было показано, что некоторые члены этого семейства образуют гомодимеры. Что касается первичной структуры, они не связаны с известными катионными каналами или другими типами анионных каналов. У животных обнаружены три подсемейства CLC. CLCN1 участвует в настройке и восстановлении мембранного потенциала покоя скелетных мышц, в то время как другие каналы играют важную роль в механизмах концентрации растворенных веществ в почках. Эти белки содержат два домена CBS. Хлоридные каналы также важны для поддержания безопасных концентраций иона в растительных клетках.
Структура канала CLC еще не определена, однако структура CLC теплообменники были определены с помощью рентгеновской кристаллографии. Поскольку первичная структура каналов и обменников очень похожа, большинство предположений о структуре каналов основано на структуре, установленной для бактериальных обменников.
Карикатурное изображение канала хлорида CLC. Стрелки указывают ориентацию каждой половины индивидуальной субъединицы. Каждый канал CLC сформирован из двух мономеров, каждый из которых содержит антипараллельный трансмембранный домен. Каждый мономер имеет свою собственную пору, через которую могут проходить хлорид и другие анионы. Каждый канал или обменник состоит из двух одинаковых субъединиц - димера, каждая субъединица содержит одну пору. Белки состоят из двух копий одного и того же белка - гомодимера, хотя ученые искусственно объединили субъединицы из разных каналов, чтобы сформировать гетеродимеры. Каждая субъединица связывает ионы независимо друг от друга, что означает, что проводимость или обмен происходят независимо в каждой субъединице.
Изображение мономера канала CLC. Две из этих субъединиц объединяются, чтобы сформировать канал CLC. Каждый мономер имеет три сайта связывания для анионов: Sext, Scen и Sint. Два домена CBS связывают аденозиновые нуклеотиды для изменения функции канала. Каждая субъединица состоит из двух связанных половин, ориентированных в противоположных направлениях, образуя «антипараллельную» структуру. Эти половинки соединяются, образуя анионную пору. В поре есть фильтр, через который могут проходить хлориды и другие анионы, но пропускать мало чего еще. Эти заполненные водой поры фильтруют анионы через три сайта связывания - S int, S cen и S ext - которые связывают хлорид и другие анионы. Названия этих сайтов связывания соответствуют их положениям внутри мембраны. S int подвергается воздействию внутриклеточной жидкости, S cen находится внутри мембраны или в центре фильтра, а S ext подвергается воздействию внеклеточной жидкости. Каждый сайт связывания одновременно связывает разные хлорид-анионы. В обменниках эти ионы хлорида не сильно взаимодействуют друг с другом из-за компенсирующего взаимодействия с белком. В каналах белок не защищает ионы хлора в одном месте связывания от соседних отрицательно заряженных хлоридов. Каждый отрицательный заряд оказывает силу отталкивания на отрицательные заряды рядом с ним. Исследователи предположили, что это взаимное отталкивание способствует высокой скорости прохождения через поры.
CLC транспортирует челнок H через мембрану. В пути H в транспортерах CLC используются два остатка глутамата - один на внеклеточной стороне, Glu ex, и один на внутриклеточной стороне, Glu в. Glu ex также служит для регулирования обмена хлоридов между белком и внеклеточным раствором. Это означает, что хлорид и протон имеют общий путь на внеклеточной стороне, но расходятся на внутриклеточной стороне.
каналы CLC также имеют зависимость от H, но для гейтирования, а не для обмена Cl. Вместо использования градиентов для обмена двух Cl на один H, каналы CLC транспортируют один H, одновременно транспортируя миллионы анионов. Это соответствует одному циклу медленного гейта.
Каналы CLC эукариот также содержат цитоплазматические домены. Эти домены содержат пару мотивов CBS, функция которых еще полностью не охарактеризована. Хотя точная функция этих доменов полностью не охарактеризована, их важность иллюстрируется патологиями, возникающими в результате их мутации. болезнь Томсена, болезнь Дента, инфантильный злокачественный остеопетроз и синдром Барттера - все это генетические нарушения, вызванные такими мутациями.
По крайней мере, одна роль цитоплазматических доменов CBS касается регуляции через аденозин нуклеотиды. Конкретные переносчики и белки CLC обладают модулированной активностью при связывании с ATP, ADP, AMP или аденозином в доменах CBS. Специфический эффект уникален для каждого белка, но подразумевается, что определенные транспортеры и белки CLC чувствительны к метаболическому состоянию клетки.
S cen действует как основной фильтр селективности для большинства белков CLC, позволяя проходить следующим анионам, от наиболее выбранных до наименее: SCN, Cl, Br, NO. 3, I. Изменение остатка серина на фильтре селективности, обозначенного Ser cen, на другую аминокислоту изменяет селективность.
Гейтинг происходит посредством двух механизмов: протопора или быстрого стробирования и обычного или медленного стробирования. Обычное закрытие пор включает обе белковые субъединицы, закрывающие свои поры в одно и то же время (кооперация), тогда как закрытие протопора включает независимое открытие и закрытие каждой поры. Как следует из названий, быстрое стробирование происходит гораздо быстрее, чем медленное. Точные молекулярные механизмы стробирования все еще изучаются.
Для каналов, когда медленный затвор закрыт, ионы не проникают через поры. Когда медленные ворота открыты, быстрые ворота открываются спонтанно и независимо друг от друга. Таким образом, у белка могут быть открыты обе заслонки, или обе заслонки закрыты, или только одна из двух заслонок открыта. Одноканальные исследования патч-кламп продемонстрировали это биофизическое свойство еще до того, как была разрешена двухпористая структура каналов ХЗК. Каждый быстрый затвор открывается независимо от другого, и ионная проводимость, измеренная во время этих исследований, отражает биномиальное распределение.
Транспорт H способствует открытию общего затвора в каналах CLC. При каждом открытии и закрытии общих ворот через мембрану проходит один H. На общие ворота также влияет связывание аденозиновых нуклеотидов с внутриклеточными доменами CBS. Ингибирование или активация белка этими доменами специфична для каждого белка.
Каналы CLC позволяют хлориду стекать вниз по его электрохимическому градиенту, когда они открыты. Эти каналы экспрессируются на клеточной мембране. Каналы CLC вносят свой вклад в возбудимость этих мембран, а также переносят ионы через мембрану.
Обменники CLC локализованы во внутриклеточных компонентах, таких как эндосомы или лизосомы, и помогают регулировать pH их компартментов.
Синдром Барттера, который связан с почечной солевой недостаточностью и гипокалиемическим алкалозом, возникает из-за нарушения транспорта хлорид-ионов и связанных ионов в толстой восходящей петле Генле.. CLCNKB.
Еще одно наследственное заболевание, поражающее органы почек, - это болезнь Дента, характеризующаяся низкомолекулярной протеинурией и гиперкальциурия, при которой замешаны мутации в CLCN5.
болезнь Томсена связана с доминантными мутациями, а болезнь Беккера - с рецессивными мутациями в CLCN1.
| CLCA, N-терминал | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||||||||
| Символ | CLCA_N | ||||||||
| Pfam | PF08434 | ||||||||
| InterPro | IPR013642 | ||||||||
| TCDB | 1.A.13 | ||||||||
| |||||||||
Члены семейства эпителиальных хлоридных каналов (E-ClC) (TC # 1.A.13) катализируют двунаправленный транспорт хлорид-ионов. Млекопитающие имеют несколько изоформ (по крайней мере, 6 различных генных продуктов плюс варианты сплайсинга) белков эпителиального хлоридного канала, занесенных в каталог в семейство аксессуар хлоридного канала (CLCA). Первым представителем этого семейства, который был охарактеризован, был респираторный эпителий, Са-регулируемый белок хлоридных каналов, выделенный из апикальных мембран трахеи крупного рогатого скота. Он был биохимически охарактеризован как комплекс 140 кДа. Белок EClC быка состоит из 903 аминокислот и четырех предполагаемых трансмембранных сегмента. Очищенный комплекс при восстановлении в плоский липидный бислой ведет себя как анион-селективный канал. Он регулируется кальцием через механизм, зависимый от кальмодулинкиназы II. Отдаленные гомологи могут присутствовать в растениях, инфузориях и бактериях, Synechocystis и Escherichia coli, так что по крайней мере некоторые домены в белках семейства E-ClC имеют древнее происхождение.
| Хлоридный внутриклеточный ионный канал | |
|---|---|
| Идентификаторы | |
| Символ | CLIC |
| InterPro | IPR002946 |
| TCDB | 1.A.12 |
Семейство хлоридных внутриклеточных ионных каналов (CLIC) (TC # 1.A.12) состоит из шести консервативных белков у людей (CLIC1, CLIC2, CLIC3, CLIC4, CLIC5, CLIC6 ). Члены существуют как мономерные растворимые белки, так и интегральные мембранные белки, где они функционируют как хлорид-селективные ионные каналы. Считается, что эти белки действуют в регуляции мембранного потенциала, а также в трансэпителиальной абсорбции и секреции ионов почками. Они являются членами суперсемейства глутатион-S-трансферазы (GST).
Они обладают одним или двумя предполагаемыми трансмембранными α-спиральными сегментами (TMS). Белок р64 крупного рогатого скота имеет длину 437 аминоацильных остатков и имеет две предполагаемые ТМС в положениях 223–239 и 367–385. N- и C-концы являются цитоплазматическими, а большая центральная петля просвета может быть гликозилирована. Ядерный белок человека (CLIC1 или NCC27) намного меньше (241 остаток) и имеет только одну предполагаемую ТМС в положениях 30-36. Он гомологичен второй половине p64.
Структурные исследования показали, что в растворимой форме белки CLIC принимают складку GST с активным сайтом, демонстрирующим консервативный мотив глутаредоксинмонотиола, подобный GST класса омега. Al Khamici et al. продемонстрировали, что белки CLIC обладают глутаредоксиноподобной глутатион-зависимой ферментативной активностью оксидоредуктазы. CLIC 1, 2 и 4 демонстрируют типичную глутаредоксиноподобную активность с использованием 2-гидроксиэтилдисульфида в качестве субстрата. Эта активность может регулировать функцию ионного канала CLIC.
Общая транспортная реакция, которая, как полагают, катализируется хлоридными каналами:
CFTR представляет собой хлоридный канал, принадлежащий к суперсемейству транспортеров ABC. Каждый канал имеет два трансмембранных домена и два домена связывания нуклеотидов. Связывание АТФ с обоими нуклеотидсвязывающими доменами приводит к изменениям, которые эти домены связывают, что дополнительно вызывает изменения, которые открывают ионную пору. Когда АТФ гидролизуется, нуклеотидсвязывающие домены снова диссоциируют, и поры закрываются.
Муковисцидоз вызывается мутациями в гене CFTR на хромосоме 7, наиболее распространенной мутацией является deltaF508 (делеция кодона, кодирующего фенилаланин, который занимает положение 508-й аминокислоты в нормальном полипептиде CFTR). Любая из этих мутаций может препятствовать правильной укладке белка и вызывать его последующую деградацию, что приводит к уменьшению количества хлоридных каналов в организме. Это вызывает накопление слизи в организме и хронические инфекции.
На данный момент в этой статье используется контент из "1.A.13 Эпителиальный хлоридный канал (E- ClC) Family », которое лицензировано способом, допускающим повторное использование в соответствии с Непортированной лицензией Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0, но не в соответствии с GFDL. Все соответствующие условия должны быть соблюдены. На данный момент в этой статье используется контент из "1.A.12 Семейство внутриклеточных хлоридных каналов (CLIC)", которое лицензировано способом, допускающим повторное использование в соответствии с Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Непортированная лицензия, но не в рамках GFDL. Все соответствующие условия должны быть соблюдены.
