Семейство кальциевых каналов с временным рецепторным потенциалом
| Ионный канал TRPA1 | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Символ | ГТО-CC | ||
| Пфам | PF00520 | ||
| ИнтерПро | ИПР005821 | ||
| УМНЫЙ | SM00248 | ||
| PROSITE | PS50088 | ||
| TCDB | 1.А.4 | ||
| Суперсемейство OPM | 8 | ||
| белок OPM | 3j9p | ||
| |||
Переходный рецепторный потенциал Ca 2+ каналов ( TRP-CC ) Семейство ( TC# 1.A.4 ) является членом суперсемейства потенциалзависимых ионных каналов (VIC) и состоит из катионных каналов, сохранившихся от червей до человека. [1] Семейство TRP-CC также состоит из семи подсемейств (TRPC, TRPV, TRPM, TRPN, TRPA, TRPP и TRPML) на основании гомологии их аминокислотных последовательностей:
- канонические или классические ГТО,
- TRP ваниллоидных рецепторов,
- меластатин или длинные TRP,
- анкирин (единственным членом которого является трансмембранный белок 1 [TRPA1])
- TRPN после немеханорецепторного потенциала C (nonpC) и его более дальние родственники,
- полицистины
- и муколипины.
Репрезентативный список членов семейства TRP-CC можно найти в базе данных классификации транспортеров .
Функция
[ редактировать ]Члены семейства TRP-CC характеризуются как клеточные сенсоры с полимодальной активацией и свойствами стробирования. Многие каналы TRP активируются множеством различных стимулов и функционируют как интеграторы сигналов. [2] [3] [4] Эти белки млекопитающих сведены в таблицу с указанием их общепринятых обозначений, активаторов и ингибиторов, предполагаемых взаимодействующих белков и предполагаемых функций. [5] Членами-основателями суперсемейства TRP являются каналы TRPC (канонические TRP), которые могут активироваться после стимуляции фосфолипазы C и/или истощения внутренних запасов кальция. [3] Однако точные механизмы, приводящие к активации TRPC, остаются неясными. Каналы TRPC регулируют никотинзависимое поведение. [6]
Один член семейства TRP-CC, TRP-PLIK (1862 а.к.; AF346629), участвует в регуляции клеточного деления. Он имеет N-концевую TRP-CC-подобную последовательность и C-концевую протеинкиназоподобную последовательность. Было показано, что он аутофосфорилируется и проявляет зависимый от фосфорилирования АТФ неселективный Са 2+ -проницаемая, выпрямляющая проводимость наружу. [7] Другой длинный гомолог, меластатин, связан с прогрессированием меланоцитарной опухоли , тогда как другой гомолог, MTR1, связан с синдромом Беквита-Видемана и предрасположенностью к неоплазии. Каждый из этих белков может присутствовать в клетке в виде нескольких вариантов сплайсинга.
Способность обнаруживать изменения влажности имеет решающее значение для многих животных. Птицы, рептилии и насекомые отдают предпочтение определенной влажности, которая влияет на их спаривание, размножение и географическое распространение. Из-за большого соотношения площади поверхности к объему насекомые особенно чувствительны к влажности, и ее обнаружение может повлиять на их выживание. У насекомых существуют два типа гигрорецепторов: один реагирует на увеличение (рецептор влажности), а другой — на уменьшение (рецептор сухости) влажности. Хотя предыдущие данные указывали на то, что механоощущение может способствовать гигроощущению, клеточная основа гигроощущения и гены, участвующие в определении влажности, остаются неизвестными. Чтобы лучше понять молекулярные основы восприятия влажности, исследовали несколько генов, кодирующих каналы, связанные с механочувствительностью, термочувствительностью или транспортировкой воды. [8]
Транспортная реакция
[ редактировать ]Реакция генерализованного транспорта, катализируемая членами семейства TRP-CC:
Что 2+ (уходит) ⇌ Калифорния 2+ (в)
или
С + и Ca 2+ (выход) ⇌ С + и Ca 2+ (в).
Анестезия
[ редактировать ]Большинство местных анестетиков, используемых в клинике, представляют собой относительно гидрофобные молекулы, которые получают доступ к месту блокировки натриевого канала путем диффузии в клеточную мембрану или через нее. Эти анестетики блокируют натриевые каналы и возбудимость нейронов. Бишток и др. (2007) проверили возможность того, что возбудимость первичных сенсорных ноцицепторных (болевых) нейронов может быть заблокирована введением заряженного, непроницаемого для мембраны производного лидокаина QX-314 через поры вредного термочувствительного канала TRPV1 ( TC # 1.А.4.2.1 ). [9] Они обнаружили, что заряженные блокаторы натриевых каналов могут быть нацелены на ноцицепторы путем применения агонистов TRPV1 для создания специфической для боли местной анестезии. При наружном применении QX-314 не оказывал влияния на активность натриевых каналов в мелких сенсорных нейронах при применении отдельно, однако при применении в присутствии агониста TRPV1 капсаицина QX-314 блокировал натриевые каналы и ингибировал возбудимость. [9]
Структура
[ редактировать ]Члены семейств VIC ( TC# 1.A.1 ), RIR-CaC ( TC# 2.A.3 ) и TRP-CC ( TC# 1.A.4 ) имеют схожие структуры трансмембранных доменов, но очень разные цитозольные структуры. доменные структуры. [10]
Белки семейства TRP-CC демонстрируют одинаковую топологическую организацию с вероятной трехмерной структурой типа KscA. [11] [12] Они состоят примерно из 700-800 (VR1, SIC или ECaC) или 1300 (белки TRP) аминоацильных остатков (аас) с шестью трансмембранными связующими звеньями (TMS), а также короткой гидрофобной «петлевой» областью между TMS 5 и 6. Это Петлевая область может погружаться в мембрану и способствовать пути проникновения ионов. [13]
Все члены ваниллоидного семейства каналов TRP (TRPV) обладают N-концевым доменом анкириновых повторов (ARD), который регулирует поглощение кальция и гомеостаз. Это необходимо для сборки и регулирования канала. Кристаллическая структура TRPV6-ARD размером 1,7 Å выявила консервативные структурные элементы, уникальные для ARD белков TRPV. Во-первых, большой поворот между четвертым и пятым повторами индуцируется остатками, консервативными во всех ARD TRPV. Во-вторых, петля третьего пальца представляет собой наиболее изменчивую область по последовательности, длине и конформации. В TRPV6 ряд предполагаемых регуляторных сайтов фосфорилирования локализован в основании третьего пальца. TRPV6-ARD не образует тетрамер и в растворе является мономером. [14] Измерение напряжения в каналах термо-TRP было рассмотрено Браучи и др. [15]
Каналы TRP имеют шесть спиралей TMS. [16] Эти каналы можно разделить на шесть групп: TRPV (1–6), TRPM (1–8), TRPC (1–7), TRPA1, TRPP (1–3) и TRPML (1–3). Каналы TRP участвуют во внутриклеточной мобилизации и реабсорбции кальция. TRP Каналопатии участвуют в нейродегенеративных заболеваниях, сахарном диабете, заболеваниях кишечника, эпилепсии и раке. Некоторые рецепторы TRP действуют как молекулярные термометры организма. Некоторые из них также играют роль в возникновении боли и ноцицепции . [16]
Кристаллические структуры
[ редактировать ]Для членов семейства TRP-CC доступно несколько кристаллических структур. Некоторые из них включают в себя:
VR1: PDB : 2NYJ , 2NYN , 3J5P , 3J5Q , 3J5R
TRPV2, он же VRL-1: PDB : 2F37
Член 1 подсемейства катионных каналов переходного рецепторного потенциала, член 1: PDB : 3J9P
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Веннекенс Р., Менигоз А., Нилиус Б (1 января 2012 г.). «ГТО в мозгу». Обзоры физиологии, биохимии и фармакологии . 163 : 27–64. дои : 10.1007/112_2012_8 . ISBN 978-3-642-33520-4 . ПМИД 23184016 .
- ^ Латорре Р., Зельцер С., Браучи С. (август 2009 г.). «Структурно-функциональная близость временных рецепторных потенциальных каналов». Ежеквартальные обзоры биофизики . 42 (3): 201–46. дои : 10.1017/S0033583509990072 . hdl : 10533/141344 . ПМИД 20025796 . S2CID 24518599 .
- ^ Jump up to: а б Монтелл С. (февраль 2005 г.). «Суперсемейство катионных каналов TRP». СТКЭ науки . 2005 (272): re3. дои : 10.1126/stke.2722005re3 . ПМИД 15728426 . S2CID 7326120 .
- ^ Рэмси И.С., Деллинг М., Клэпхэм Д.Э. (1 января 2006 г.). «Введение в каналы ГТО». Ежегодный обзор физиологии . 68 : 619–47. дои : 10.1146/annurev.phyol.68.040204.100431 . ПМИД 16460286 .
- ^ Клэпхэм DE (апрель 2007 г.). «SnapShot: каналы TRP млекопитающих» . Клетка . 129 (1): 220.e1–220.e2. дои : 10.1016/j.cell.2007.03.034 . ПМИД 17418797 . S2CID 597250 .
- ^ Фэн З., Ли В., Уорд А., Пигготт Б.Дж., Ларкспур Э.Р., Штернберг П.В., Сюй XZ (ноябрь 2006 г.). «Модель никотинзависимого поведения C. elegans: регуляция каналами семейства TRP» . Клетка . 127 (3): 621–33. дои : 10.1016/j.cell.2006.09.035 . ПМК 2859215 . ПМИД 17081982 .
- ^ Раннелс Л.В., Юэ Л., Клэпхэм Д.Э. (февраль 2001 г.). «TRP-PLIK, бифункциональный белок с активностью киназы и ионного канала». Наука . 291 (5506): 1043–7. Бибкод : 2001Sci...291.1043R . дои : 10.1126/science.1058519 . ПМИД 11161216 . S2CID 30327400 .
- ^ Лю Л., Ли Й., Ван Р., Инь С., Донг К., Хинг Х., Ким С., Уэлш MJ (ноябрь 2007 г.). «Гигрочувствительность дрозофилы требует наличия каналов TRP, водяной ведьмы и наньчуна». Природа . 450 (7167): 294–8. Бибкод : 2007Natur.450..294L . дои : 10.1038/nature06223 . ПМИД 17994098 . S2CID 4426557 .
- ^ Jump up to: а б Бишток А.М., Бин Б.П., Вульф С.Дж. (октябрь 2007 г.). «Ингибирование ноцицепторов посредством TRPV1-опосредованного проникновения непроницаемых блокаторов натриевых каналов». Природа . 449 (7162): 607–10. Бибкод : 2007Natur.449..607B . дои : 10.1038/nature06191 . ПМИД 17914397 . S2CID 6374938 .
- ^ Мио К., Огура Т., Сато С. (май 2008 г.). «Структура шеститрансмембранных катионных каналов, выявленная методом одночастичного анализа электронно-микроскопических изображений» . Журнал синхротронного излучения . 15 (Часть 3): 211–4. Бибкод : 2008JSynR..15..211M . дои : 10.1107/S0909049508004640 . ПМК 2394823 . ПМИД 18421141 .
- ^ Додье Ю., Бандерали У., Кляйн Х., Топалак О., Дафи О., Симоэс М., Бернатчес Г., Сове Р., Парент Л. (февраль 2004 г.). «Топология внешней поры канала ECaC-TRPV5 с помощью цистеинового сканирования-мутагенеза» . Журнал биологической химии . 279 (8): 6853–62. дои : 10.1074/jbc.M310534200 . ПМИД 14630907 .
- ^ Доке Ю., О Ю.С., Амбудкар И.С., Тернер Р.Дж. (март 2004 г.). «Биогенез и топология временного рецепторного потенциала Ca2+-канала TRPC1» . Журнал биологической химии . 279 (13): 12242–8. дои : 10.1074/jbc.M312456200 . ПМИД 14707123 .
- ^ Харди Р.К., Минке Б. (сентябрь 1993 г.). «Новые каналы Ca2+, лежащие в основе трансдукции в фоторецепторах дрозофилы: значение для опосредованной фосфоинозитидами мобилизации Ca2+». Тенденции в нейронауках . 16 (9): 371–6. дои : 10.1016/0166-2236(93)90095-4 . ПМИД 7694408 . S2CID 3971401 .
- ^ Фелпс CB, Хуанг Р.Дж., Лишко П.В., Ван Р.Р., Годе Р. (февраль 2008 г.). «Структурный анализ анкиринового повторного домена TRPV6 и связанных с ним ионных каналов TRPV» . Биохимия . 47 (8): 2476–84. дои : 10.1021/bi702109w . ПМК 3006163 . ПМИД 18232717 .
- ^ Браучи С., Орио П. (1 января 2011 г.). «Измерение напряжения в каналах Термо-ТРП». Потенциальные каналы временных рецепторов . Достижения экспериментальной медицины и биологии. Том. 704. стр. 517–30. дои : 10.1007/978-94-007-0265-3_28 . ISBN 978-94-007-0264-6 . ПМИД 21290314 .
- ^ Jump up to: а б Ху, Хунчжэнь; Банделл, Майкл; Грандл, Йорг; Петрус, Мэтт (01 января 2011 г.). Чжу, Майкл X. (ред.). Высокопроизводительные подходы к изучению механизмов активации каналов TRP . Бока-Ратон (Флорида): CRC Press/Тейлор и Фрэнсис. ISBN 9781439818602 . ПМИД 22593966 .
На момент редактирования в этой статье используется контент из «1.A.4 Семейство переходных рецепторных потенциальных Ca2+-каналов (TRP-CC)» , который лицензируется таким образом, что разрешается повторное использование в соответствии с непортированной лицензией Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 . но не под GFDL . Все соответствующие условия должны быть соблюдены.