Расширены представления о работе калиевых ионных каналов
 Нейрон. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Нейроны проводят важную информацию по организму в форме электрических импульсов. Калиевые каналы — ключевой компонент в цепи передачи электрических импульсов по организму. Они контролируются либо через электрический импульс, либо с помощью сигнальных молекул. Применительно к человеку дисфункция HCN-калиевых каналов связана с развитие неврологических заболеваний, таких как эпилепсия и депрессия. Группа учёных, работавшая под руководством профессора Стальберга, выяснила полную структуру бактериального аналога HCN-калиевых каналов.
Неизвестный ранее принцип действия
Калиевые каналы встроены в клеточную мембрану. Они формируют пору с фильтром, которая селективно пропускает ток ионов калия и контролируется с помощью сигнальных молекул цАМФ. Ранее предполагалось, что пора может открываться и закрываться, регулируя таким образом ток ионов калия. Авторы проведённого исследования полагают, что механизм работы калиевых каналов иной. Используя технологию кристаллизации и электронную микроскопию, они реконструировали интактную трёхмерную структуру бактериального ионного канала, находящегося в естественной среде в присутствии и отсутствии цАМФ.
Опираясь на анализ данной структуры, учёные вопреки бытующему мнению выяснили, что поровая часть канала остаётся открытой. «Когда сигнальная молекула цАМФ заякоривается на ионном канале, это приводит к перестройке и перемещению белкового остова. Мы думаем, что цАМФ в действительно делает фильтр несколько шире, таким образом контролируя ток ионов калия» — уточняет Юлия Коваль (Julia Kowal, первый автор исследования). Ранее неизвестные структурные особенности ионных каналов для калия позволили учёным взглянуть на функционирование данных образований по-новому.
Механизм пригодный для новых лекарств
Профессор Стальберг хотел бы более тщательно изучить область фильтра с помощью специальной камеры, обладающей предельно высоким разрешением, чтобы получить ответы на оставшиеся вопросы о рассматриваемом механизме. Каналы для ионов калия так же известны как «пейсмейкерные каналы». Они помогают генерировать ритм сердца, а так же периодическую возбудимость нейронов. Глубокое понимание механизма действия калиевых ионных каналов — это базис для создания лекарственных средств для борьбы с эпилепсией и сердечной аритмией.
Более подробное описание результатов проведённого исследования можно найти на страницах Nature Communications.
Также по теме:
- Ионный канал плодовых мушек дает подсказку о том, как более высокоорганизованные животные регулируют потребление воды
- Молекулы воды контролируют инактивацию и восстановление калиевых каналов
- Получены новые сведения о регуляции давления крови
- Ядовитые пауки и моллюски помогают нейробиологам изучать функционирование ионных каналов
- Сердцебиение в циркадном ритме
Источники: