Napěťově řízený protonový kanál - Voltage-gated proton channel

Identifikátory
SymbolHv
TCDB1.A.51
OPM nadčeleď8
OPM protein3wkv

Napěťově řízené protonové kanály jsou iontové kanály které mají jedinečnou vlastnost otevření s depolarizace, ale silně pH -citlivý způsob.[1] Výsledkem je, že tyto kanály se otevírají pouze tehdy, když elektrochemický gradient je ven, takže jejich otevření umožní pouze protonům odejít buňky. Jejich funkce se tedy zdá být kyselina vytlačování z buněk.[2]

Další důležitá funkce se vyskytuje v fagocyty (např. eosinofily, neutrofily, a makrofágy ) Během respirační výbuch. Když bakterie nebo jiný mikroby jsou pohlcovány fagocyty, enzym NADPH oxidáza se shromáždí v membráně a začne produkovat reaktivní formy kyslíku (ROS), které pomáhají zabíjet bakterie.[3] NADPH oxidáza je elektrogenní,[4] pohybující se elektrony přes membránu a protonové kanály se otevírají, aby tok protonů mohl elektricky vyrovnat pohyb elektronů.[5]Funkční exprese Hv1 ve fagocytech byla dobře charakterizována u savců a nedávno u zebrafish,[6] což naznačuje jeho důležitou roli v imunitních buňkách savců a obratlovců jiných než savců. Skupina malých molekulárních inhibitorů kanálu Hv1 se ukazuje jako chemoterapeutika a protizánětlivá činidla.[7]

Když je aktivován, napěťově řízený protonový kanál HV1 může každou sekundu umožnit až 100 000 vodíkových iontů přes membránu.[8] Zatímco většina napěťově řízených iontových kanálů obsahuje centrální póry obklopující alfa helixy a doménu snímání napětí (VSD), vodíkové kanály napěťově řízené neobsahují žádné centrální póry,[9] takže jejich oblasti snímající napětí (VSD) provádějí úlohu přenosu kyselých protonů přes membránu. Jak již bylo zmíněno, tyto napěťově řízené vodíkové kanály přenášejí pouze proud ven, což znamená, že se používají k přesunu kyselých protonů z membrány. Výsledkem je, že otevření napěťově řízených vodíkových kanálů obvykle hyperpolarizuje buněčnou membránu nebo činí potenciál membrány negativnějším.

Nedávný objev ukázal, že napěťově řízený protonový kanál Hv1 je vysoce exprimován v lidských tkáních nádoru prsu, které jsou metastatické, ale ne v nemetastatických tkáních rakoviny prsu.[10] Protože bylo také zjištěno, že je vysoce exprimován v jiných rakovinných tkáních,[11] Studium napěťově řízeného protonového kanálu vedlo mnoho vědců k zamyšlení nad tím, jaký je jeho význam při metastázování rakoviny. Stále se však objevuje mnoho věcí týkajících se struktury a funkce napěťově řízeného protonového kanálu.

Známé typy

Reference

  1. ^ Cherny VV, Markin VS, DeCoursey TE (červen 1995). „Napěťově aktivovaná vodíková iontová vodivost v krysích alveolárních epitelových buňkách je určena gradientem pH“. The Journal of General Physiology. 105 (6): 861–96. CiteSeerX  10.1.1.282.2439. doi:10.1085 / jgp.105.6.861. PMC  2216954. PMID  7561747.
  2. ^ Decoursey TE (duben 2003). "Protonové kanály s napětím a jinými přenosovými cestami protonů". Fyziologické recenze. 83 (2): 475–579. doi:10.1152 / physrev.00028.2002. PMID  12663866.
  3. ^ Babior BM (Březen 1999). „NADPH oxidáza: aktualizace“ (PDF). Krev. 93 (5): 1464–76. doi:10,1182 / krev. V93.5.1464. PMID  10029572.
  4. ^ Henderson LM, Chappell JB, Jones OT (září 1987). „Superoxid generující NADPH oxidáza lidských neutrofilů je elektrogenní a souvisí s H + kanálem“. The Biochemical Journal. 246 (2): 325–9. doi:10.1042 / bj2460325. PMC  1148280. PMID  2825632.
  5. ^ Murphy R, DeCoursey TE (srpen 2006). „Kompenzace poplatku během dechu fagocytů“. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - bioenergetika. Bioenergetika (zveřejněno 8. 8. 2006). 1757 (8): 996–1011. doi:10.1016 / j.bbabio.2006.01.005. PMID  16483534.
  6. ^ Ratanayotha A, Kawai T, Higashijima SI, Okamura Y (srpen 2017). „Molekulární a funkční charakterizace napěťově řízeného protonového kanálu v neutrofilech zebrafish“. Fyziologické zprávy. 5 (15): e13345. doi:10,14814 / phy2.13345. PMC  5555884. PMID  28774948.
  7. ^ Hong L, Pathak MM, Kim IH, Ta D, Tombola F (leden 2013). "Doména snímající napětí napěťově řízeného protonového kanálu Hv1 sdílí mechanismus bloku s doménami pórů". Neuron. 77 (2): 274–87. doi:10.1016 / j.neuron.2012.11.013. PMC  3559007. PMID  23352164.
  8. ^ DeCoursey TE, Hosler J (březen 2014). "Filozofie napěťově řízených protonových kanálů". Journal of the Royal Society, Interface. 11 (92): 20130799. doi:10.1098 / rsif.2013.0799. PMC  3899857. PMID  24352668.
  9. ^ DeCoursey TE, Morgan D, Musset B, Cherny VV (srpen 2016). „Pohledy na strukturu a funkci HV1 z metaanalýzy mutačních studií“. The Journal of General Physiology. 148 (2): 97–118. doi:10.1085 / jgp.201611619. PMC  4969798. PMID  27481712.
  10. ^ Wang Y, Li SJ, Pan J, Che Y, Yin J, Zhao Q (srpen 2011). „Specifická exprese lidského napěťově řízeného protonového kanálu Hv1 ve vysoce metastatických buňkách rakoviny prsu podporuje progresi a metastázování nádoru“. Sdělení o biochemickém a biofyzikálním výzkumu. 412 (2): 353–9. doi:10.1016 / j.bbrc.2011.07.102. PMID  21821008.
  11. ^ Wang Y, Wu X, Li Q, Zhang S, Li SJ (2013). „Protonový kanál hv1 s lidským napětím: nový potenciální biomarker pro diagnostiku a prognózu kolorektálního karcinomu“. PLOS ONE. 8 (8): e70550. doi:10.1371 / journal.pone.0070550. PMC  3734282. PMID  23940591.