ช่องไอออน

ช่องไอออน เป็น โปรตีนเมมเบรน ที่ สร้างรูพรุนซึ่งช่วยให้ไอออนผ่านรูพรุนของช่องได้ หน้าที่ของพวกเขารวมถึงการสร้าง ศักย์ ไฟฟ้าเยื่อพัก[1]สร้างศักยะงานและสัญญาณไฟฟ้าอื่นๆ โดย การ กั้นการไหลของไอออนผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ควบคุมการไหลของไอออนผ่านเซลล์คัดหลั่งและเซลล์เยื่อบุผิวและควบคุมปริมาณเซลล์ ช่องไอออนมีอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ทั้งหมด [2] [3]ช่องไอออนเป็นหนึ่งในสองชั้นของไอโอโนฟอริกโปรตีน อีกอย่างคือตัวขนส่งไอออน [4]

การศึกษาช่องไอออนมักจะเกี่ยวข้องกับชีวฟิสิกส์สรีรวิทยาไฟฟ้าและเภสัชวิทยาในขณะที่ใช้เทคนิคต่างๆ เช่นแคลมป์ไฟฟ้า แพ ตช์แคลมป์อิม มูโนฮิส โต เคมี เอ็กซเรย์ผลึก ศาสตร์ ฟลูออโรส โค ปีและRT-PCR การจำแนกประเภทเป็นโมเลกุลเรียกว่าแชนโนมิกส์

มีคุณสมบัติที่โดดเด่นสองประการของช่องไอออนที่แตกต่างจากโปรตีนขนส่งไอออนชนิดอื่นๆ: [4]

ช่องไอออนอยู่ภายในเยื่อหุ้มเซลล์ที่กระตุ้นได้ทั้งหมด[3]และออร์แกเนลล์ภายในเซลล์จำนวนมาก มักถูกอธิบายว่าเป็นอุโมงค์แคบๆ ที่มีน้ำไหลผ่าน ซึ่งอนุญาตให้ไอออนที่มีขนาดและ/หรือประจุไฟฟ้าผ่านเข้าไปได้เท่านั้น ลักษณะนี้เรียกว่าการซึมผ่านแบบเลือกได้ รูพรุนของช่องตามแบบฉบับมีความกว้างเพียงหนึ่งหรือสองอะตอมที่จุดที่แคบที่สุด และถูกคัดเลือกสำหรับไอออนบาง ชนิดเช่นโซเดียมหรือโพแทสเซียม อย่างไรก็ตาม บางช่องอาจซึมผ่านของไอออนมากกว่าหนึ่งชนิดได้ โดยทั่วไปจะมีประจุไฟฟ้าร่วมกัน: บวก ( ไอออนบวก ) หรือประจุลบ ( แอนไอออน )). ไอออนมักจะเคลื่อนที่ผ่านส่วนต่างๆ ของรูพรุนของช่องในไฟล์เดียว เกือบจะเร็วพอๆ กับที่ไอออนเคลื่อนที่ผ่านสารละลายฟรี ในช่องไอออนหลายช่อง การผ่านรูพรุนจะถูกควบคุมโดย "เกท" ซึ่งอาจเปิดหรือปิดตามสัญญาณเคมีหรือไฟฟ้า อุณหภูมิ หรือแรงทางกล

ช่องไอออนเป็นส่วนประกอบของโปรตีนเยื่อหุ้มเซลล์โดยทั่วไปแล้วจะเกิดขึ้นจากการประกอบกันของโปรตีนหลายชนิด ส่วนประกอบ "หลายหน่วยย่อย " ดังกล่าวมักจะเกี่ยวข้องกับการจัดเรียงเป็นวงกลมของโปรตีนที่เหมือนกันหรือเหมือนกันซึ่งอัดแน่นอยู่รอบๆ รูพรุนที่เต็มไปด้วยน้ำผ่านระนาบของเมมเบรนหรือชั้นไขมัน [6] [7]สำหรับช่องไอออนแบบปิดด้วยแรงดันไฟฟ้า ส่วนใหญ่ หน่วยย่อยที่ก่อตัวเป็นรูพรุนจะเรียกว่าหน่วยย่อย α ในขณะที่หน่วยย่อยเสริมจะเรียกว่า β, γ เป็นต้น

เนื่องจากแชนเน ลอยู่ภายใต้ แรงกระตุ้นของเส้นประสาทและเนื่องจากแชนเนลที่ "กระตุ้นการส่งสัญญาณ" เป็นสื่อกลางการนำข้ามไซแนปส์ แชนเนลจึงเป็นองค์ประกอบที่โดดเด่นเป็นพิเศษของระบบประสาท แท้จริงแล้วสารพิษจำนวนมากที่สิ่งมีชีวิตพัฒนาขึ้นเพื่อปิดระบบประสาทของผู้ล่าและเหยื่อ (เช่น พิษที่เกิดจากแมงมุม แมงป่อง งู ปลา ผึ้ง หอยทากทะเล และอื่นๆ) ทำงานโดยปรับสภาพสื่อนำไฟฟ้าของช่องไอออนและ/หรือ จลนพลศาสตร์ นอกจากนี้ ช่องไอออนยังเป็นส่วนประกอบสำคัญในกระบวนการทางชีวภาพที่หลากหลายซึ่งเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในเซลล์ เช่นการ หดตัว ของหัวใจโครงกระดูกและกล้าม เนื้อเรียบการขนส่งสารอาหารและอิออนของเยื่อบุผิว การ กระตุ้นทีเซลล์ และการ ปล่อยอินซูลินเบต้าเซลล์ของตับอ่อน ในการค้นหายาใหม่ ช่องไอออนเป็นเป้าหมายบ่อยครั้ง [8] [9] [10]


แผนผังของช่องไอออน 1 - โดเมน ช่องสัญญาณ (โดยทั่วไปสี่ช่องต่อช่อง), 2 - ห้องโถงด้านนอก, 3 - ตัวกรองหัวกะทิ , 4 - เส้นผ่านศูนย์กลางของตัวกรองหัวกะทิ, 5 - ไซต์ฟ อสโฟรีเลชั่น, 6 - เยื่อหุ้มเซลล์ .
โครงสร้างของช่องโพแทสเซียม KcsA ( PDB: 1K4C ) ระนาบสีเทาสองระนาบระบุขอบเขตไฮโดรคาร์บอน ของ ชั้นไขมันและคำนวณด้วยอัลกอริทึม ANVIL [5]
กำเนิดไอเดีย ( 2007) โดยJulian Voss-Andreae ประติมากรรมนี้ได้รับมอบหมายจากRoderick MacKinnonตามพิกัดอะตอมของโมเลกุลที่กำหนดโดยกลุ่มของ MacKinnon ในปี 2544
TOP