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:
Понятие о внутренней среде организма
К. Бернар (1865 г.) ввел понятие о внутренней среде организма.
Внутренняя среда - комплекс жидкостей, омывающих органы и ткани: кровь, лимфа, межтканевая и цереброспинальная жидкости. Плазма крови - универсальная внутренняя среда организ ...
Происхождение Земли по Декарту
Давайте из Англии переправимся через пролив Ла-Манш во Францию примерно на четверть века позже времени Бэкона. Здесь иезуиты следят за тем, чтобы не встречались ереси. И если новые идеи могут хоть как-то угрожать церкви, они тут же пресек ...
Актуальность
В настоящее время одной из наиболее актуальных проблем фундаментальной и клинической иммунологии является изучение врожденного иммунитета. Врожденный иммунитет является первой линией защиты организма от патогенов. Он реализуется через кле ...