Каналы

Под каналами чаще всего понимают ионные каналы, которые, как теперь известно, широко распространены во многих типах клеток. Регулируемые ионные каналы, участвующие в передаче сигнала, в ответ на определенный внешний стимул быстро изменяют мембранную проницаемость для определенного иона. При этом происходит изменение трансмембранного потенциала. К работе такого вида каналов предъявляются некоторые требования. Во-первых, внешний сигнал должен вызывать быстрое переключение между открытым и закрытым состояниями канала. Необходимо чтобы быстро устанавливалось равновесие. Когда канал открыт, через бислой может проходить до 106-108 ионов в секунду. Каналы обладают селективностью, т.е. способность канала пропускать некоторые ионы лучше, чем другие; ее можно качественно охарактеризовать как отношение проницаемостей или проводимостей для сравниваемых ионов. Например, у входа в канал имеются отрицательные заряды, то скорость транспорта анионов может уменьшаться, т.е. канал окажется катионселективным. Размеры переносимых веществ также влияют на скорость транспорта.

Существует большое количество видов каналов. Две большие группы составляют потенциалзависимые ионные каналы и каналы, регулируемые нейромедиаторами.

Никотиновый ацетилхолиновый рецептор (nAChR-канал)

nAChR-канал является примером канала, работа которого регулируется нейромедиаторами. Эти каналы находятся главным образом в концевых пластинках постсинаптических мембран нервно-мышечных соединений. При возбуждении нейрона из него высвобождается нейромедиатор ацетилхолин. При взаимодействии с ацетилхолином канал открывается, опосредуя селективное перемещение катионов. nAChR-канал регулируется с помощью химического механизма, которым является ацетилхолин.

Выделенный и очищенный nAChR-канал состоит из пяти полипептидных субъединиц четырех разных типов со стехиометрией α2βδγ. Две копии α-субъединиц, присутствующие в комплексе, выполняют разные функции. Все субъединицы фосфорилированы и гликозилированы, а к двум α и β, ковалентно присоединен липид. Была построена модель канала, приведенная на рис.2.

Рис.2. Модель канала никотинового ацетилхолинового рецептора.

Канал имеет центральное отверстие диаметром 30Ǻ с внеклеточного конца и более узкое с цитоплазматической стороны. Пять субъединиц расположены в следующей последовательности: β-α-δ-γ-α, так что α-субъединицы не соседствуют друг с другом. Места связывания располагаются на α-субъединицах. Канал имеет длину около 140Ǻ, причем участок длиной 70Ǻ расположен над поверхностью бислоя с наружной стороны, образуя большие ворота канала. В открытой конформации канал проницаем для катионов и небольших неэлектролитов, но не анионов. Селективность канала по отношению к одно- и двухвалентным катионам невелика. Хотя размеры nAChR-канала относительно велики, он все же слишком мал, чтобы через него могли полностью проходить гидратированные ионы.

Статьи и публикации:

Роль обмена веществ в обеспечении пластических потребностей организма
Потребность организма в пластических веществах может быть удовлетворена тем минимальным уровнем их потребления с пищей, который будет уравновешивать потери структурных белков, липидов и углеводов при поддержании энергетического баланса. Э ...

Функциональная характеристика прерывных соединений костей
Прерывные соединения костей называют еще синовиальными соединениями, полостными соединениями или суставами. Сустав имеет свои специфические конструкцию, расположение в организ­ме и выполняет определенные функции. В каждом суставе различа ...

Основные принципы регуляции и функционирования клеток. Рецепторы, типы рецепторов
Клетка является сложной открытой динамической системой, содержащей множество входов и выходов. Рисунок 1. Системная модель клетки. Общие входы и выходы В процессе жизнедеятельности клетка выполняет две основные задачи: обеспечивает по ...

Разделы