Д. Строение ионных каналов

На рис. 13 показана молекулярная структура трех основных типов потенциал-активируемых ионных каналов возбудимых клеток, участвующих в формировании электрических сигналов – натриевых, кальциевых и калиевых каналов. Первым был идентифицирован натриевый канал, который был выделен из электрического органа угря. Основная субъединица натриевого канала (α-субъединица) состоит из четырех повторяющихся доменов, каждый домен состоит из шести спиральных сегментов, которые принизывают мембрану. Эта большая структура сворачивается с образованием поры канала за счет наружных аминокислотных петель между сегментами 5 и 6. Сенсор потенциала, который чувствителен к потенциалу на мембране и обеспечивает открытие канала, располагается в четвертом сегменте, так что у натриевого канала четыре сенсора потенциала. Кроме этого, в натриевый канал входит несколько других субъединиц (β и γ). Кальциевый канал очень близок по строению к натриевому каналу, но пропускает ионы кальция. В отличие от кальциевых и натриевых каналов, калиевый канал состоит из четырех отдельных белковых молекул (α-субъединиц), каждая из которых аналогична домену кальциевого или натриевого канала. Похожесть в строении каналов даже привела к мысли, что все каналы произошли из одного источника.

Рис 13. Структура основных потенциал-активируемых ионных каналов

Порообразующая α-субъединица потенциал-активируемых натриевых и кальциевых каналов представляет собой одну белковую молекулу с четырьмя доменами (I-IV), соединенными внутриклеточными аминокислотными петлями. Каждый домен имеет 6 спиральных трансмембранных сегментов. Сворачивание α-субъединицы образует канал. α-субъединица калиевого канала похожа на одиночный домен натриевого или кальциевого канала. В этом случае канал образуется за счет стыковки 4 α-субъединиц. Справа показано схематическое изображение каналов (вид сверху) Указано взаимное расположение порообразующих (α) и вспомогательных (регуляторных) субъединиц (малые кружки).