Jump to content

хЭРГ

(Перенаправлено с KCNH2 )

КЦНХ2
Доступные структуры
ПДБ Поиск ортологов: PDBe RCSB
Идентификаторы
Псевдонимы KCNH2 , ERG-1, ERG1, H-ERG, HERG, HERG1, Kv11.1, LQT2, SQT1, член 2 подсемейства потенциалзависимых калиевых каналов H
Внешние идентификаторы Опустить : 152427 ; МГИ : 1341722 ; Гомологен : 201 ; Генные карты : KCNH2 ; ОМА : KCNH2 – ортологи
Ортологи
Разновидность Человек Мышь
Входить
Вместе
ЮниПрот
RefSeq (мРНК)

НМ_000238
НМ_001204798
НМ_172056
НМ_172057

НМ_001294162
НМ_013569

RefSeq (белок)

НП_000229
НП_001191727
НП_742053
НП_742054

НП_001281091
НП_038597

Местоположение (UCSC) Chr 7: 150,94 – 150,98 Мб Чр 5: 24,52 – 24,56 Мб
в PubMed Поиск [ 3 ] [ 4 ]
Викиданные
Просмотр/редактирование человека Просмотр/редактирование мыши

hERG ( человеческий , родственный ген Ether-à-go-go ) представляет ген собой ( KCNH2 ), который кодирует белок, известный как 11.1 Kv , альфа- субъединицу калиевого ионного канала . Этот ионный канал (иногда обозначаемый просто как «hERG») наиболее известен своим вкладом в электрическую активность сердца : канал hERG опосредует реполяризующий ток I Kr в потенциале сердечного действия , который помогает координировать сердцебиение.

Когда способность этого канала проводить электрический ток через клеточную мембрану подавляется или нарушается либо из-за применения лекарств, либо из-за редких мутаций в некоторых семьях, [ 5 ] это может привести к потенциально смертельному заболеванию, называемому синдромом удлиненного интервала QT . И наоборот, генетические мутации, которые увеличивают ток через эти каналы, могут привести к связанному с этим наследственному нарушению сердечного ритма — синдрому укороченного интервала QT . [ 6 ] Ряд клинически успешных препаратов, представленных на рынке, обладают тенденцией ингибировать hERG, удлиняя интервал QT и потенциально приводя к фатальным нарушениям сердечного ритма ( желудочковая тахиаритмия, называемая torsades de pointes ). Это сделало ингибирование hERG важной антимишенью , которой следует избегать при разработке лекарств. [ 7 ]

hERG также связан с модуляцией функций некоторых клеток нервной системы. [ 8 ] [ 9 ] и с установлением и поддержанием ракоподобных свойств в лейкозных клетках. [ 10 ]

hERG образует основную часть одного из белков ионных каналов («быстрый» ток замедленного выпрямителя ( I Kr )), который проводит калий (K + ) ионы выходят из мышечных клеток сердца ( сердечных миоцитов ), и этот ток имеет решающее значение для правильного выбора времени возврата в состояние покоя ( реполяризации ) клеточной мембраны во время сердечного потенциала действия. [ 7 ] Иногда, когда речь идет о фармакологическом действии лекарств, термины «каналы hERG» и I Kr используются как синонимы, но в техническом смысле «каналы hERG» могут быть созданы только учеными в лаборатории; формально, естественные каналы в организме, включающие hERG, обозначаются по названию электрического тока, измеренного в клетках этого типа, поэтому, например, в сердце правильное название — I Kr . Это различие в номенклатуре становится более ясным в споре о том, включают ли каналы, проводящие I Kr, другие субъединицы (например, бета-субъединицы [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] ) или же каналы включают смесь разных типов ( изоформ ) hERG, [ 14 ] [ 15 ] но когда первоначально открытая форма hERG [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] экспериментально переносится в клетки, у которых ранее отсутствовала hERG (т.е. гетерологичная экспрессия), формируется канал ионов калия, и этот канал имеет многие характерные особенности сердечного «быстрого» тока замедленного выпрямления ( I Kr ), [ 18 ] [ 17 ] [ 15 ] включая внутреннее выпрямление I Kr , которое приводит к тому, что канал производит «парадоксальный возрождающийся ток» в ответ на реполяризацию мембраны. [ 19 ]

Структура

[ редактировать ]

Подробная атомная структура hERG, основанная на рентгеновской кристаллографии, еще не доступна, но структуры недавно были решены с помощью электронной микроскопии. [ 20 ] В лаборатории гетерологично экспрессируемый калиевый канал hERG состоит из четырех идентичных альфа-субъединиц, которые образуют пору канала через плазматическую мембрану . Каждая субъединица hERG состоит из 6 трансмембранных альфа-спиралей , пронумерованных S1-S6, спирали поры, расположенной между S5 и S6, и цитоплазматически расположенных N- и C-концев . Спираль S4 содержит положительно заряженный аминокислотный остаток аргинина или лизина в каждой третьей позиции и, как полагают, действует как чувствительный к напряжению сенсор, который позволяет каналу реагировать на изменения напряжения путем изменения конформации между проводящими и непроводящими состояниями (так называемые «ворота»). Между спиралями S5 и S6 имеется внеклеточная петля (известная как «башенка») и «петля поры», которая начинается и заканчивается внеклеточно, но замыкается в плазматическую мембрану; петля поры для каждой из субъединиц hERG в одном канале обращена к поре, проводящей ионы, и примыкает к соответствующим петлям трех других субъединиц, и вместе они образуют область селективного фильтра поры канала. Селективная последовательность SVGFG очень похожа на последовательность, содержащуюся в бактериальных клетках. Каналы ККСА . [ 7 ] Хотя полная кристаллическая структура hERG еще не доступна, была обнаружена структура цитоплазматического N-конца, который, как было показано, содержит домен PAS (аминокислота 26–135), который замедляет скорость дезактивации. [ 21 ]

Генетика

[ редактировать ]

Мутации потери функции в этом канале могут привести к синдрому удлиненного интервала QT (LQT2), тогда как мутации с усилением функции могут привести к синдрому короткого интервала QT . Оба клинических расстройства возникают из-за дисфункции ионных каналов (так называемые каналопатии ), что может привести к риску потенциально фатальных сердечных аритмий (например, torsades de pointes ) из-за нарушений реполяризации сердечного потенциала действия. [ 18 ] [ 22 ] Для синдрома удлиненного интервала QT описано гораздо больше мутаций hERG, чем для синдрома короткого интервала QT. [ 5 ]

Взаимодействие с лекарственными средствами

[ редактировать ]

Этот канал также чувствителен к связыванию лекарств, а также к снижению внеклеточных уровней калия, что может привести к снижению функции канала и индуцированному лекарственным средством (приобретенному) синдрому удлиненного интервала QT . Среди препаратов, которые могут вызывать удлинение интервала QT, наиболее распространены антиаритмические средства (особенно класса 1А и класса III), антипсихотические средства и некоторые антибиотики (включая хинолоны и макролиды). [ 7 ]

Хотя существуют и другие потенциальные мишени побочных эффектов со стороны сердца, известно, что подавляющее большинство препаратов, связанных с приобретенным удлинением интервала QT, взаимодействуют с калиевым каналом hERG. Одной из основных причин этого явления является более крупный внутренний вестибюль канала hERG, что обеспечивает больше места для многих различных классов лекарств для связывания и блокирования этого калиевого канала. [ 23 ]

Каналы, содержащие hERG, блокируются амиодароном , и он действительно удлиняет интервал QT, но его многочисленные другие антиаритмические эффекты не позволяют этому вызывать torsades de pointes. [ 24 ]

Тиоридазин вызывает особенно сильное удлинение интервала QTc, блокируя hERG, и по этой причине он был снят с производства.

Вопросы разработки лекарств

[ редактировать ]

В связи с документально подтвержденным потенциалом препаратов, удлиняющих интервал QT, Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США выпустило рекомендации по установлению профиля сердечной безопасности во время доклинической разработки лекарств: ICH S7B. [ 25 ] Доклиническая оценка возможности отсроченной реполяризации желудочков (удлинение интервала QT) человеческими фармацевтическими препаратами, выпущенная как CHMP/ICH/423/02, принятая CHMP в мае 2005 года. Доклинические исследования hERG должны проводиться в GLP условиях .

Ген hERG был впервые назван и описан в статье Джеффа Уормке и Барри Ганецкого, которые тогда оба работали в Университете Висконсин-Мэдисон . [ 16 ] Ген hERG является человеческим гомологом гена Ether-à-go-go , обнаруженного у мухи -дрозофилы ; Эфир-а-гоу-гоу был назван в 1960-х годах Уильямом Д. Капланом и Уильямом Э. Траутом III, когда они находились в больнице «Город надежды» в Дуарте, Калифорния . Когда мух с мутациями в гене Ether-à-go-go усыпляют эфиром , их ноги начинают трястись, как при танцах в популярном тогда ночном клубе Whisky a Go Go в Западном Голливуде, Калифорния . [ 26 ]

Взаимодействия

[ редактировать ]

Было показано, что HERG взаимодействует с белком эпсилон 14-3-3, кодируемым YWHAE . [ 27 ]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000055118 Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ Перейти обратно: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000038319 Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ «Ссылка на Human PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  5. ^ Перейти обратно: а б Хедли П.Л., Йоргенсен П., Шламовиц С., Вангари Р., Мулман-Смук Дж., Бринк П.А. и др. (ноябрь 2009 г.). «Генетическая основа синдромов удлиненного и короткого интервала QT: обновленная информация о мутациях» . Человеческая мутация . 30 (11): 1486–1511. дои : 10.1002/humu.21106 . ПМИД   19862833 . S2CID   19122696 .
  6. ^ Бьеррегард П. (август 2018 г.). «Диагностика и лечение синдрома короткого интервала QT». Сердечный ритм . 15 (8): 1261–1267. дои : 10.1016/j.hrthm.2018.02.034 . ПМИД   29501667 . S2CID   4519580 .
  7. ^ Перейти обратно: а б с д Сангинетти MC, Тристани-Фирузи М (март 2006 г.). «Калиевые каналы hERG и сердечная аритмия». Природа . 440 (7083): 463–469. Бибкод : 2006Natur.440..463S . дои : 10.1038/nature04710 . ПМИД   16554806 . S2CID   929837 .
  8. ^ Кьеза Н., Розати Б., Арканджели А., Оливотто М., Ванке Э. (июнь 1997 г.). «Новая роль каналов HERG K+: адаптация пиковой частоты» . Журнал физиологии . 501 (Часть 2): 313–318. дои : 10.1111/j.1469-7793.1997.313bn.x . ПМЦ   1159479 . ПМИД   9192303 .
  9. ^ Оверхолт Дж.Л., Фикер Э., Ян Т., Шамс Х., Брайт Г.Р., Прабхакар Н.Р. (2002). «Хемосенсивирование в каротидном теле». Датчик кислорода . Достижения экспериментальной медицины и биологии. Том. 475. стр. 241–248. дои : 10.1007/0-306-46825-5_22 . ISBN  978-0-306-46367-9 . ПМИД   10849664 .
  10. ^ Арканджели А (2005). «Экспрессия и роль каналов hERG в раковых клетках». Сердечный калиевый канал hERG: структура, функция и синдром удлиненного интервала QT . Симпозиумы Фонда Новартис. Том. 266. стр. 225–32, обсуждение 232–4. дои : 10.1002/047002142X.ch17 . ISBN  9780470021408 . ПМИД   16050271 .
  11. ^ Вирапура М., Наттель С., Шартье Д., Кабальеро Р., Эбер Т.Е. (апрель 2002 г.). «Сравнение токов, переносимых HERG, с коэкспрессией MiRP1 и без нее, и собственным током выпрямителя с быстрой задержкой. Является ли MiRP1 недостающим звеном?» . Журнал физиологии . 540 (Часть 1): 15–27. дои : 10.1113/jphysicalol.2001.013296 . ПМК   2290231 . ПМИД   11927665 .
  12. ^ Abbott GW, Goldstein SA (март 2002 г.). «Связанные с заболеванием мутации в субъединицах калиевых каналов KCNE (MiRP) демонстрируют беспорядочное нарушение множественных токов и сохранение механизма» . Журнал ФАСЭБ . 16 (3): 390–400. дои : 10.1096/fj.01-0520hyp . ПМИД   11874988 . S2CID   26205057 .
  13. ^ Эбботт Г.В., Сести Ф., Сплавски И., Бак М.Э., Леманн М.Х., Тимоти К.В. и др. (апрель 1999 г.). «MiRP1 образует калиевые каналы IKr с HERG и связан с сердечной аритмией» . Клетка . 97 (2): 175–187. doi : 10.1016/S0092-8674(00)80728-X . ПМИД   10219239 . S2CID   8507168 .
  14. ^ Джонс Э.М., Роти Роти ЕС, Ван Дж., Дельфосс С.А., Робертсон Г.А. (октябрь 2004 г.). «Сердечные каналы IKr минимально содержат субъединицы hERG 1a и 1b» . Журнал биологической химии . 279 (43): 44690–44694. дои : 10.1074/jbc.M408344200 . ПМИД   15304481 .
  15. ^ Перейти обратно: а б Робертсон Г.А., Джонс Э.М., Ван Дж (2005). «Закрытие и сборка гетеромерных каналов hERG1a/1b, лежащих в основе I Kr в сердце». Сердечный калиевый канал hERG: структура, функция и синдром удлиненного интервала QT . Симпозиумы Фонда Новартис. Том. 266. стр. 4–15, обсуждение 15–8, 44–5. CiteSeerX   10.1.1.512.5443 . дои : 10.1002/047002142X.ch2 . ISBN  9780470021408 . ПМИД   16050259 .
  16. ^ Перейти обратно: а б Вармке Дж.В., Ганецкий Б. (апрель 1994 г.). «Семейство генов калиевых каналов, связанных с орлом у дрозофилы и млекопитающих» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 91 (8): 3438–3442. Бибкод : 1994PNAS...91.3438W . дои : 10.1073/pnas.91.8.3438 . ПМК   43592 . ПМИД   8159766 .
  17. ^ Перейти обратно: а б Трюдо MC, Вармке Дж.В., Ганецкий Б., Робертсон Г.А. (июль 1995 г.). «HERG, внутренний выпрямитель человека из семейства потенциал-управляемых калиевых каналов». Наука . 269 ​​(5220): 92–95. Бибкод : 1995Sci...269...92T . дои : 10.1126/science.7604285 . ПМИД   7604285 .
  18. ^ Перейти обратно: а б с Сангинетти MC, Цзян С., Карран М.Э., Китинг М.Т. (апрель 1995 г.). «Механистическая связь между наследственной и приобретенной сердечной аритмией: HERG кодирует калиевый канал IKr» . Клетка . 81 (2): 299–307. дои : 10.1016/0092-8674(95)90340-2 . ПМИД   7736582 . S2CID   240044 .
  19. ^ Робертсон Г.А. (март 2000 г.). «LQT2: уменьшение амплитуды и потеря избирательности в хвосте, который виляет каналом HERG» . Исследование кровообращения . 86 (5): 492–493. дои : 10.1161/01.res.86.5.492 . ПМИД   10720408 .
  20. ^ Ван В., Маккиннон Р. (апрель 2017 г.). «Крио-ЭМ структура открытого человеческого эфира, связанная с K + Канал hERG» . Cell . 169 (3): 422–430.e10. doi : /j.cell.2017.03.048 . PMC   5484391. 10.1016 PMID   28431243 .
  21. ^ Мораиш Кабрал Дж.Х., Ли А., Коэн С.Л., Хаит Б.Т., Ли М., Маккиннон Р. (ноябрь 1998 г.). «Кристаллическая структура и функциональный анализ N-конца калиевого канала HERG: эукариотический домен PAS» . Клетка . 95 (5): 649–655. дои : 10.1016/S0092-8674(00)81635-9 . ПМИД   9845367 . S2CID   15090987 .
  22. ^ Мосс А.Дж., Зареба В., Кауфман Э.С., Гартман Э., Петерсон Д.Р., Бенхорин Дж. и др. (февраль 2002 г.). «Повышенный риск аритмических событий при синдроме удлиненного интервала QT с мутациями в области пор человеческого калиевого канала гена, связанного с эфиром». Тираж . 105 (7): 794–799. дои : 10.1161/hc0702.105124 . ПМИД   11854117 . S2CID   2616052 .
  23. ^ Милнс Дж.Т., Крочиани О., Арканджели А., Хэнкокс Дж.К., Витчел Х.Дж. (июль 2003 г.). «Блокада калиевых токов HERG флувоксамином: неполное ослабление мутациями S6 в F656 или Y652» . Британский журнал фармакологии . 139 (5): 887–898. дои : 10.1038/sj.bjp.0705335 . ПМЦ   1573929 . ПМИД   12839862 .
  24. ^ «Амиодарон» . Аптечный банк . Проверено 28 мая 2019 г.
  25. ^ «Доклиническая оценка S7B возможности замедленной реполяризации желудочков (удлинение интервала QT) с помощью человеческих фармацевтических препаратов» (PDF) . Управление по контролю за продуктами и лекарствами . 6 мая 2020 г.
  26. ^ Каплан В.Д., Траут В.Е. (февраль 1969 г.). «Поведение четырех неврологических мутантов дрозофилы» . Генетика . 61 (2): 399–409. дои : 10.1093/генетика/61.2.399 . ПМЦ   1212165 . ПМИД   5807804 .
  27. ^ Каган А., Мелман Ю.Ф., Крумерман А., McDonald TV (апрель 2002 г.). «14-3-3 усиливает и продлевает адренергическую стимуляцию активности каналов HERG K+» . Журнал ЭМБО . 21 (8): 1889–1898. дои : 10.1093/emboj/21.8.1889 . ПМК   125975 . ПМИД   11953308 .

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 8d18bc72262a2809c5f32c05496f363b__1717387380
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/8d/3b/8d18bc72262a2809c5f32c05496f363b.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
hERG - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)